依托“深度学习” 培养核心素养

江秋萍 方文川

摘   要：天体运动是高考的重要考点，考题涉及的知识面较广，有的考点是从书本中拓展引申的内容，如果仅要求学生掌握教材的内容和生搬硬套一些公式，学生在解题时经常感觉会做却做错，遇到一些较为灵活的信息题更是无法理解。本文通过对一道天体运动习题的深入剖析，谈谈深度学习对培养学生核心素养的重要性。

关键词：深度学习;核心素养;天体运动

物理核心素养提出教师通过物理课程培养学生的物理观念和科学思维。在物理教学中教师应着重培养学生对物理概念和规律的理解，再通过引导学生做相应的习题，促进学生对物理概念规律的熟练掌握和应用。在习题讲解时教师还应适当拓展引申，引导学生摸清知识的内在规律，培养学生逻辑推理和分析综合的能力。由于学生存在个体差异，他们的基础各不相同，掌握知识的能力和解题能力有所差别，因此教师在习题讲评课中对知识的串接和梳理尤为重要。教师应立足于当前学情，理顺知识脉络，并适当拓展加深知识点的理解和应用，引导学生学会“深度学习”，采用举一反三的方法归纳提升，以提高习题课的学习效率，培养学生的物理核心素养。

众所周知，解题是学生在学习中的一个重要环节，用于考查学生对知识点的掌握情况，促进学生更好理解与应用物理概念和规律。教师可以从学生的答题效果上看出其对物理概念和规律的掌握情况，从而有针对性地进行习题课教学，激活学生的思维能力，学会融汇贯通。要做到高效的习题课堂，有效培养学生的核心素养，笔者认为可以从这几个方面着手：首先，梳理已学过的物理概念和规律，由浅入深;其二，对物理的常见题型进行归纳整理。很多物理题目只是在原有题目的情境下稍作改动，但是万变不离其宗;最后，对于某些考得比較偏的题型（主要是指“信息题”），属于教材要求之外的知识，教师可以适当拓展引申，拓宽知识面，使学生能更好地理解物理概念和规律之间的联系，让学生知其然还能知其所以然，有效培养学生科学的物理观念和物理思维。

下面以一道天体运动的习题谈谈“深度学习”对学生核心素养的培养。

【例题】（多选）如图1是发射卫星的过程示意图，先将卫星发射到近地圆轨道1，其次经过圆轨道1上的Q点时点火后沿椭圆轨道2运动，最终经椭圆轨道2的P点时再次点火后进入圆轨道3，其中Q点是轨道1、2的切点，P点是轨道2、3的切点，卫星在圆轨道均作匀速圆周运动。则有关卫星的说法正确的是（   ）

A.卫星经轨道2上P点的速率小于经轨道3上P点的速率

B.卫星在轨道2上的机械能小于在轨道1上的机械能

C.卫星在轨道2的Q、P点的线速度关系有vQ>vp

D.卫星在轨道2和轨道3上经过P点的加速度相等

此外通过本题教师还可引导学生继续思考以下几个问题：

拓展1：卫星在椭圆轨道近地点的线速度是否一定大于第一宇宙速度，在远地点P处的线速度是否一定小于第一宇宙速度？

分析：这个问题得分情况来讨论。沿用图1，如果卫星的近地圆轨道半径近似为地球半径，则它绕地球做圆周运动的线速度等于第一宇宙速度，在Q点做椭圆运动的线速度就要大于第一宇宙速度。如果Q点不是地球表面上的点，而是离地面有一定高度的点，那此时圆轨道1上的线速度就会小于第一宇宙速度，这时在Q点点火加速后，椭圆轨道上Q点的速度不一定会大于第一宇宙速度。

在远地点的线速度肯定小于第一宇宙速度，原因是在P点所在的圆轨道3上线速度比圆轨道1上的线速度来得小，而1轨道的运行速度小于或等于第一宇宙速度，所以3轨道上的速度比第一宇宙速度小。又因2轨道P点经点火加速才变到3轨道，所以在椭圆轨道远地点P处的线速度一定小于第一宇宙速度。

拓展2：万有引力势能和重力势能一样吗？能不能直接用Ep=mgh来判定椭圆轨道的近地点和远地点的引力势能关系？

如图2所示，以无穷远处为零势能点，我们将一个物体从无穷远移到离M距离为r的A点处，这个过程中万有引力做功等于引力势能的减少量：

【拓展应用1】（多选）2018年12月8日凌晨2时23分，中国探月工程再次出发——嫦娥四号成功发射，实现人类首次月球背面软着陆和巡视探测。落月着陆过程中，嫦娥四号运动过程简化如图3所示，从P点进入环月运行圆轨道Ⅰ，从B进入着陆椭圆轨道Ⅱ。下列说法正确的是（     ）

A.卫星在Ⅰ、Ⅱ两轨道上B点处的运行速率相同

B.卫星在Ⅰ、Ⅱ两轨道上B点的加速度相同

C.卫星在轨道Ⅱ运行时的周期比在轨道Ⅰ上运行时的周期大

D.卫星在轨道Ⅱ运行时的机械能小于在轨道Ⅰ上运行时的机械能

拓展3：如何推导星球的第二宇宙速度？

而第一宇宙速度是卫星环绕地球表面飞行的速度，即受万有引力作用提供做半径为R的匀速圆周运动的向心力。推导式子是：

习题讲评课不能局限于就学生的错题或做错的选项来讲评，它应该是复习物理概念和规律，提升知识主线，适当串接拓展知识面，以期让知识点得到更好的应用的高效课堂。这个过程中教师应引导学生理顺物理规律，并有效拓展，发散思维，拓宽学生的知识面，引导学生学会“深度学习”。只有这样，学生在解题时才能尽快理解题意，找到切入点，避免乱套公式，提高学生的物理学科的思维能力和灵活分析解决实际问题的能力，真正落实好学生核心素养的培养。

参考文献：

[1]王文.浅谈-G和mgh的区别及联系[J].中学物理教学参考，2014（5）：16-17.

[2]陈恩普.Physics物理原来可以这样学——高中物理知识方法疑难点辨析[M].长沙：中南大学出版社，2018.

[3]司南中学物理教材编写组.普通高中课程标准实验教科书 物理2（必修）[M].济南：山东科技出版社，2011.