物理核心素养之科学思维的教学心得

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物理核心素养之科学思维的教学心得1

从一般到个别的演绎思维

从一般到个别的演绎归纳思维主要包括对某些物理基本原理在相关对象方面的推导作用以及应用一般的观念对详细物体进行详细分析最终达到知识体系的整体建构的技能。从一般到个别的演绎思维把关于事物最本质和最普遍的规定作为规律的出发点，其能够根据事物本身的转化关系将事物的联系完整的复刻出来，从这样的演绎思维出发将某一领域的某一个学科知识总结汇总成一个较为严密的体系。

二、巧设试验

物理学科的科学思维的培育不仅是需要同学掌控肯定的物理知识并懂得一些物理学讨论的基本方法，更重要的是培育同学观测与科学思索的技能。因此为培育同学科学思维的养成老师可以通过合理设置试验的方法来援助同学更加认真的观测试验，在理解试验的过程当中逐步养成科学思维。

对于物理学习过程当中某些同学较难接受的结论来说老师就可以通过试验的设置来援助同学理解知识的基础上培育同学的科学思维。例如在力的合成这部分物理知识教学时，当两个力的合力肯定时，随着两个力的夹角的不断增大，这两个力也会不断增大，并且这两个力之间的夹角不可能等于180度。对于这一知识点同学许多难以理解，此时老师就可以通过一个小试验来援助同学理解。老师可以先从班级中选择一个力气较大的同学进行帮助，然后拿出事先预备好的重物和绳子，把重物挂在绳子中间让同学尝试能否将这根绳子拉直。同学在尝试过后就会发觉无论多大的力气都无法将这个绳子拉直，在此基础上再让同学去思索这个定理就能够更加简单理解。并且在自主试验探究过程当中也能够充分熬炼同学的科学思维和独立解决问题的技能。

再比如在圆周运动这部分知识教学过程中，老师也可以用一个绳子去拴住一个小球让这个小球在竖直面做圆周运动，在小球到达最高点时小球将达到其最小速度。为了让同学充分理解这一理论老师也可以在实际课堂当中为同学简约地演示一下这个试验，让同学通过认真观测试验过程和试验结果去深入理解这个理论。

三、形象对比

运用形象对比不仅能够以生动形象的方式高效地达到教学目的，也能够让同学在类比思索当中逐步养成科学思维。而我们所说的形象对比也不是让同学跟随课本当中的定义去任意的发挥想象力去理解，而是老师通过生动形象的事例的举例来让同学进行类比和仿照，这样不仅能够达到既定的教学目标还能够实现对同学科学思维培育的目标。

例如电动势这部分概念进行讲解时，电源的电动势在数值上等于不接用电器时电源正负两极间的电压。这个定义相对来说较为抽象，同学理解起来较为困难。并且假如依据课本当中所给出的稀硫酸的试验进行试验讲解不仅具有肯定的危急性，且其试验效果难以得到保障。此时老师就可以运用类比的方式进行课程讲解，电动势是电源把其他形式的能量转化成电能的本事，这种本事就相当于木匠能够运用娴熟的技巧将指定的木材制作成相应的家具和裁缝能够将指定的布料根据其想法做成不同的衣服一样。电源接入电路时，将电动势表现出来，而未接入电路时这种本事就表现不出来，所以未接入电路时电动势大小将保持不变。通过类比的方式让同学更加快速的理解电动势的相关概念，并且类比还能够较为高效的熬炼同学科学思维。

再比如“电场”这部分物理知识进行讲解时，老师就可以用树叶对风向及风力大小的检验来类比电场的强弱与检验电荷电量的大小这部分知识。让同学明确就像风的大小与树叶的大小无关一样某一点电场的强弱与检验电荷电量的大小也无关。让同学尽快明确电荷是用来检验电场的而电场的强弱是由电场本身的能量所决断的与电荷的电量无关。生动而形象的类比不仅能够通俗易懂、符合实际的让同学理解所学知识点，还能够援助同学在类比中领悟科学思维的真谛。

总而言之，在高中物理教学中，老师们需要结合同学的认知水平，抓住问题的实质，引导同学进行科学推理，运用常用的物理方法解决辣手的问题，这样才能在常规的教学中更好地进展同学的物理学科核心素养。

物理核心素养之科学思维的教学心得2

一、实例分析

〔一〕变力做功问题

此类问题不能径直用公式进行计算，需要想方法“化变力为恒力”，而转换讨论对象是一种特别有用的方法。

【例1】如图1所示，固定的光滑竖直杆上套着一个滑块，滑块用轻绳系着绕过光滑的定滑轮。现以恒定的拉力拉绳，使滑块从点由静止开始上升，一贯运动至点。已知滑块质量为，拉力大小为，滑轮到竖直杆的距离为，，那么滑块由到过程轻绳对滑块做了多少功？

图1

解析：

①从问题出发，由于轻绳对滑块的拉力是变力，不能径直用公式进行计算；

②由于轻绳质量不计，那么无机械能，更没有机械能的改变，只是起到“传递能量”的作用，即力F对轻绳做的功等于轻绳对滑块做的功，所以可以讨论力F对轻绳做的功；〔这是为什么能够转化讨论对象的缘由〕

③以轻绳的端点为讨论对象，在滑块从A点运动至C点的过程中，轻绳端点的位移为，且力F与位移

的夹角为零，由公式，可得

由以上分析可知，通过转换讨论对象，可以把变力做功问题转化为恒力做功问题，进而运用最基本的公式进行解题，达到“化一般为非常”的目的。

〔二〕物体的位移不易求解的恒力做功问题

此类问题能径直用公式进行计算，但在计算物体的位移时简单涌现错误或不易求解，此时我们也可以通过转换讨论对象“化难为易”。

【例2】如图2所示，一木块前端有一滑轮，轻绳的一端系在右方固定处，水平穿过轻质滑轮，另一端用恒力拉住，保持两股绳之间的夹角不变。当用力拉绳使木块前进位移时，不计绳与滑轮间的摩擦力，那么力做了多少功？

解析：

方法一：以绳的端点为讨论对象

①从问题出发，由于力F是恒力，可以径直用公式进行计算；

②由于轻绳不能视为质点，那么要以轻绳的端点为讨论对象，如图3所示，在木块前进位移的过程中，轻绳端点的位移为，

力与位移的夹角为；〔简单出错〕

③由公式，可得

方法二：以滑轮〔可以包括木块〕为讨论对象

①由于轻绳质量不计，那么无机械能，更没有机械能的改变，只是起到“传递能量”的作用，即力对轻绳做的功等于轻绳对滑轮做的功，所以可以讨论轻绳对滑轮做的功；〔这是为什么能够转化讨论对象的缘由〕

②轻绳对滑轮的力如图4所示，

两股绳对滑轮都有力，合力为

;

③滑轮的位移为，与

的夹角为

，由

得

由以上两种方法分析可知，答案是全都的，可以想互验证。第一种方法在求解位移时简单犯“位移与同向”的错误或者不易求解，而第二种方法通过转换讨论对象，滑轮的位移就是，达到“化难为易”的目的。

【例3】如图5所示，质量为的滑块放在质量为的长木板上，放在水平地面上，与之间、与地面之间的动摩擦因数均为，的长度为，的大小不计。、之间由一绕过光滑轻质动滑轮的松软轻绳相连，开始时位于的最左端，滑轮位于的右端。给滑轮施加一水平恒力，

相对开始滑动，滑轮两侧与、相连的绳子保持水平，当从的最左端滑到最右端过程中，的位移为，那么水平恒力做了多少功？

解析：

方法一：以滑轮为讨论对象

①问题出发，由于力是恒力，可以径直用公式进行计算；

②滑轮的对地位移为；〔简单出错〕

③由公式，可得

方法二：以与为讨论对象

①由于轻绳和轻滑轮的质量不计，那么无机械能，更没有机械能的.改变，只是起到“传递能量”的作用，即力对轻滑轮做的功等于轻滑轮对轻绳做的功，轻滑轮对轻绳做的功等于轻绳对与做的总功，所以可以讨论轻绳对与做的总功；〔这是为什么能够转化讨论对象的缘由〕

②轻绳对与

的拉力均为，的对地位移为，的对地位移为；

③由公式，可得轻绳对做的功，轻绳对做的功，所以轻绳对与做的总功

上面的分析过程再次说明，在求解位移时简单涌现错误或不易求解，可以通过转换讨论对象，达到“化难为易”的目的。

二、素养提炼

广义上的科学思维是指同学在日常学习过程中形成的对材料的感性认识及能够科学的认识材料并对其进行加工处理的理论体系。而物理学科的科学思维那么是指通过对同学思维的训练引导同学养成尊敬客观证据和事实、重视思维的严谨性和求知的立场的习惯，培育同学清楚的规律和务实的理性思索，使同学能够在日常生活当中运用科学的思维去认识问题、思索问题并解决问题。通过以上的实例分析可知，当遇到轻绳、轻杆、轻滑轮等连接物涉及的功的计算问题时，由于轻质物体，无机械能，更没有机械能的改变，只是起到“传递能量”的作用，所以我们可以通过转换讨论对象，来达到“化难为易”的目的。

而在高中阶段的学习过程当中同学也应当具备肯定的物理模型和技能，能够正确地运用物理的科学思维从定量和定性两个方面对物理问题进行科学的演绎推理、规律探究并最终形成合理的物理结论来说明物理学习过程当中遇到的一些实际问题。同时科学思维的培育也能够援助同学逐步养成运用事实证据意识去评估物理问题的技能，能够通过讨论合理的对问题进行描述、说明和猜测，大胆质疑证据，从不同的角度思索物理问题，不断训练其批判性的物理思维。

而对同学科学思维的培育需要留意以下几点：

一、遵循规律性原那么

规律性原那么就是指老师在日常物理教学过程当中应当遵循规律法那么，达到演绎和归纳的统一。使同学能够科学的认识活动的规律规章不仅包括让同学掌控以归纳推理为主要内容的归纳规律，也包括让同学掌控与演绎推理为主要内容的演绎规律。援助同学养成从个别到一般在从一般到个别的反复认识的科学过程。

〔一〕从个别到一般的归纳思维

从个别到一般的归纳思维主要包括完全归纳法、简约枚举法和因果联系的归纳法。个别归纳法是指培育同学