从习题教学看高中物理学科核心素养的培养

李学军

(天津市武清区杨村第一中学 天津 武清 301700)

伴随新高考改革走向深入，“学科核心素养”培养如何真正落地生根成为深化基础教育课程改革、落实立德树人目标的核心工作。在高中物理学科教学中，习题教学作为知识、能力培养的重要手段和载体，如何承载物理学科核心素养的培养目标，让学生能够在新高考中对物理题目进行很好的理解、分析，能够对物理知识进行灵活运用，最终能够在高考中获得理想的成绩是物理教师需要重点关注的问题。

1.高中物理学科核心素养与习题的关联

1.1 “核心素养”是指学生应逐步形成适应个人终身发展与社会发展的人格品质和关键能力，是对国家教育“立德树人”总体目标的具体化。核心素养具有综合性、跨学科的特点，需要依托各学科课程教学过程进行培养，是普通高中课程体系和各学科教学目标制定的依据。在此框架基础上提出的高中学科核心素养，即该学科的基础知识、基本技能、一般方法、重要观念，是核心素养在学科教育中的具体体现。从根本上说，核心素养关注的是培养什么样的人，学科核心素养解决的是怎样培养人的问题。

1.2 高中物理学科核心素养主要涉及到四方面内容，这四方面内容最终构成了物理学科素养体系。具体包含内容如图所示：

核心素养背景下的高中物理教学要将物理知识当做基础，同时还要适当的对物理知识进行拓展。在物理教学中，教师引导学生通过高水平的思维活动，使学生在获得基本知识的同时，领悟到形成物理概念、建构物理规律的思维和方法，进而形成终身发展的能力。以高考试题为例进行分析。

例1.在X轴上存在两个固定的等量异种点电荷+Q、-Q，两点之间的距离为L，以+Q为圆心，以二分之一L为半径画出的圆中通过abcd四个点，ac两点位于x轴上，bd两点和x轴有着相等的距离。下列判断正确的是:

A．b、d两点处的电势相同

B.四点中c点处的电势最低

C．b、d两点处的电场强度相同

D．沿着虚线将+Q从a点移动到c点，则+Q电势能降低

说明：本题考查考点包括场强、电势概念，电势能变化与电场力做功关系。想要解出这个问题需要理解等量异种电荷电场线分布规律，对于等势面分布知识也要做到灵活运用，这样就能发现该题中x轴两侧的电势和电场强度是相等的，因此就可以得出bd两点有着相等的电势和电场强度，并不是相同的，但c点距离+Q和-Q相等，也就是在两个电荷连线的中间位置，因此它的电势是四个点中最小的。+Q由a点移到c点的过程是在做正功，所以+Q电势能降低。答案：ABD。

高中物理教学应该引导学生形成模型构建能力，同时还要积极培养学生的科学推理能力和知识运用能力，另外，还要对学生的质疑意识进行增强，使得他们敢于提出自己的观点，解答物理习题时能够做到举一反三。

本题以等量电偶电荷的电场为背景，考查了学科核心素养中的“物理观念”的场强、电势、电势能观念，同时有对“科学思维”中模型建构和科学推理能力的考查。体现了新课标对习题命题原则由“知识立意”向“能力立意”的转变。

2.从习题教学看高中物理学科核心素养的培养

2.1 强化习题研究，挖掘培养资源。学科核心素养的培养以课程为载体，教师为媒介，学生为终端，具体来说，就是要把对学生物理学科核心素养的培养贯穿于整个高中物理课堂教学实践之中。高中物理教材包含习题教学中蕴含了丰富的科学研究方法和思维方法，但这些方法往往隐藏在物理习题的知识背景、物理情景、模型构建等之中，与物理课程体系互为印证，需要我们教师对习题开展针对性研究，挖掘其与学科核心素养关联的内容，然后在习题教学中主动地、有意识去渗透，培养了学生的科学推理方法，更重要的是培养创新、创造所必须具有的思维能力。以高考试题为例进行说明。

例2.图中abc三点代表三个带点小球，其中ab小球相距5cm，bc小球相距3cm，ac小球相距4cm。Ab连线和小球所受库仑力合力方向是平行的。如果将ab小球所带电荷量设为绝对值K，那么( )

A．a、b的电荷同号，k=16/9

B．a、b的电荷异号，k=16/9

C．a、b的电荷同号，k=27/64

D．a、b的电荷异号，k=27/64

说明：本题考查的概念是点电荷，规律有库仑定律、力的合成。点电荷是实际带电体的抽象和近似，从物理观念划分属于相互作用观及其应用这一要素，从科学思维范畴属于模型建构要素创设的理想模型，与质点类似都是把复杂多样的实际问题简化为基本模型的基本分析手段，科学思维方法是教学中的重点。库仑定律是在点电荷概念基础上建立的规律，科学家将电荷间作用力与万有引力相类比，得出平方反比规律，其中不仅需要进行科学推理，还要进行验证和反思创新，正是在此基础上科学家才能通过实验得出库伦定律，其建立过程是进行物理学科核心素养中科学探究和科学态度与责任两个维度教学的最佳载体。力的合成包含等效替代物理思想、矢量运算数学方法等内容，本题是力学规律在电学范围的延伸应用。答案：D

高中物理习题教学注重让学生领悟物理学科的思想方法、体验探究的过程、感受物理学的美妙、增强实践意识、养成良好习惯、培养创新能力等，这些培养目标的实现，都依赖于习题教学的过程。教师们要清醒意识到习题教学对学科核心素养培养的促进作用，在习题教学中渗透物理概念的建构过程、物理规律的探索过程中，让学生真切感受物理的思想方法，有效培养学生的物理学科核心素养。

2.2 引导主动参与，养成良好习惯。高中物理教学目的并不只要让学生能够顺利通过高考，而是想要让学生将学到的物理知识运用到实际问题解答当中，能够形成物理思维，也就是让学生形成物理学科核心素养。要想实现这一目标，第一步就是要让学生喜欢上物理学习，这样他们才能主动的参与到物理探究中，才能充分发挥自身能力。

高中物理教材包括很多内容，如，物质基本结构、运动规律、实验操作方法以及思维方式等，内容与科技前沿和生活实际联系紧密，容易与学生的兴奋点相契合；同时，物理学习要求学生具备较高的逻辑思维能力，对学生的创新能力也有一定的要求，因此很多高中学生对于物理学习都存在抗拒心理，为此就需要物理教师采用更多样的教学方法和手段，以此来吸引学生的注意力，从而让学生感受到物理学习的奥妙。教师还可以让学生组成小组进行合作学习，或是让学生通过实验操作的方法掌握物理知识，这样既可以降低物理学习难度，又可以让学生的科学思维能力得到锻炼和增强，他们的实验动手能力也会变得越来越好。下面就来分析一道高考试题：

例3.MN是两根竖杆，有一根晾衣绳分别固定在了两根杆的ab两点上，晾衣绳上挂着一件衣服，这时衣服、绳子、晾衣架和竖直杆都处于静止状态。如果只能对其中的一个条件进行人为更改，那么下列哪个选项是正确的呢( )

A.将固定在b点的绳子移动到b′，绳子拉力没有变化

B.向右移动杆N，绳子拉力会增加

C.将固定于ab两点的绳子高度差进行缩小，绳子拉力会降低

D.在绳子上挂上重量更大的衣服，衣服架位置会向右移动

说明：该题主要考核了学生对受力和共点力等知识的掌握情况。对绳子拉力变化情况进行分析需要认识到其合力没有出现变化，之后就可以借助数学方法根据两个竖直杆距离的变化来对绳子夹角改变进行推测就可以得出答案。题目以实际生活应用为背景，需要学生有扎实的物理基础知识，利用推理能力、分析综合能力建立物理模型，运用数学工具解决物理问题才能得到正确的结果，是学科核心素养培养的综合体现。答案：AB。

落实物理学科核心素养的培养是一项综合性工程，不是可以一蹴而就的，需要我们转变观念、做实课程开发建设、改进教学评价，不断优化教学环节，把知识为目标的教学模式转变为以物理学科核心素养培养为目标的教学体系上来，促进学生多元发展，实现物理学科核心素养培养立德树人的总目标。