物理核心素養(yǎng)之科學(xué)思維的教學(xué)心得2篇

物理核心素養(yǎng)之科學(xué)思維的教學(xué)心得2篇物理核心素養(yǎng)之科學(xué)思維的教學(xué)心得1

一、實例分析

（一）變力做功問題

此類問題不能直接用公式進行計算，必須想辦法“化變力為恒力”，而轉(zhuǎn)換研究對象是一種非常實用的方法。

【例1】如圖1所示，固定的光滑豎直桿上套著一個滑塊，滑塊用輕繩系著繞過光滑的定滑輪。現(xiàn)以恒定的拉力拉繩，使滑塊從點由靜止開始上升，一直運動至點。已知滑塊質(zhì)量為，拉力大小為，滑輪到豎直桿的距離為，，則滑塊由到過程輕繩對滑塊做了多少功？

圖1

解析：

①從問題出發(fā)，由于輕繩對滑塊的拉力是變力，不能直接用公式進行計算；

②由于輕繩質(zhì)量不計，則無機械能，更沒有機械能的變化，只是起到“傳遞能量”的作用，即力F對輕繩做的功等于輕繩對滑塊做的功，所以可以研究力F對輕繩做的功；（這是為什么能夠轉(zhuǎn)化研究對象的原因）

③以輕繩的端點為研究對象，在滑塊從A點運動至C點的過程中，輕繩端點的位移為，且力F與位移

的夾角為零，由公式，可得

由以上分析可知，通過轉(zhuǎn)換研究對象，可以把變力做功問題轉(zhuǎn)化為恒力做功問題，進而運用最基本的公式進行解題，達到“化一般為特殊”的目的。

（二）物體的位移不易求解的恒力做功問題

此類問題能直接用公式進行計算，但在計算物體的位移時容易出現(xiàn)錯誤或不易求解，此時我們也可以通過轉(zhuǎn)換研究對象“化難為易”。

【例2】如圖2所示，一木塊前端有一滑輪，輕繩的一端系在右方固定處，水平穿過輕質(zhì)滑輪，另一端用恒力拉住，保持兩股繩之間的夾角不變。當用力拉繩使木塊前進位移時，不計繩與滑輪間的摩擦力，則力做了多少功？

解析：

方法一：以繩的端點為研究對象

①從問題出發(fā)，由于力F是恒力，可以直接用公式進行計算；

②由于輕繩不能視為質(zhì)點，則要以輕繩的端點為研究對象，如圖3所示，在木塊前進位移的過程中，輕繩端點的位移為，

力與位移的夾角為；（容易出錯）

③由公式，可得

方法二：以滑輪（可以包括木塊）為研究對象

①由于輕繩質(zhì)量不計，則無機械能，更沒有機械能的變化，只是起到“傳遞能量”的作用，即力對輕繩做的功等于輕繩對滑輪做的功，所以可以研究輕繩對滑輪做的功；（這是為什么能夠轉(zhuǎn)化研究對象的原因）

②輕繩對滑輪的力如圖4所示，

兩股繩對滑輪都有力，合力為

;

③滑輪的位移為，與

的夾角為

，由

得

由以上兩種方法分析可知，答案是一致的，可以想互驗證。第一種方法在求解位移時容易犯“位移與同向”的錯誤或者不易求解，而第二種方法通過轉(zhuǎn)換研究對象，滑輪的位移就是，達到“化難為易”的目的。

【例3】如圖5所示，質(zhì)量為的滑塊放在質(zhì)量為的長木板上，放在水平地面上，與之間、與地面之間的動摩擦因數(shù)均為，的長度為，的大小不計。、之間由一繞過光滑輕質(zhì)動滑輪的柔軟輕繩相連，開始時位于的最左端，滑輪位于的右端。給滑輪施加一水平恒力，

相對開始滑動，滑輪兩側(cè)與、相連的繩子保持水平，當從的最左端滑到最右端過程中，的位移為，則水平恒力做了多少功？

解析：

方法一：以滑輪為研究對象

①問題出發(fā)，由于力是恒力，可以直接用公式進行計算；

②滑輪的對地位移為；（容易出錯）

③由公式，可得

方法二：以與為研究對象

①由于輕繩和輕滑輪的質(zhì)量不計，則無機械能，更沒有機械能的.變化，只是起到“傳遞能量”的作用，即力對輕滑輪做的功等于輕滑輪對輕繩做的功，輕滑輪對輕繩做的功等于輕繩對與做的總功，所以可以研究輕繩對與做的總功；（這是為什么能夠轉(zhuǎn)化研究對象的原因）

②輕繩對與

的拉力均為，的對地位移為，的對地位移為；

③由公式，可得輕繩對做的功，輕繩對做的功，所以輕繩對與做的總功

上面的分析過程再次說明，在求解位移時容易出現(xiàn)錯誤或不易求解，可以通過轉(zhuǎn)換研究對象，達到“化難為易”的目的。

二、素養(yǎng)提煉

廣義上的科學(xué)思維是指學(xué)生在日常學(xué)習(xí)過程中形成的對材料的感性認識及能夠科學(xué)的認識材料并對其進行加工處理的理論體系。而物理學(xué)科的科學(xué)思維則是指通過對學(xué)生思維的訓(xùn)練引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成尊重客觀證據(jù)和事實、重視思維的嚴謹性和求知的態(tài)度的習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生清晰的邏輯和務(wù)實的理性思考，使學(xué)生能夠在日常生活當中運用科學(xué)的思維去認識問題、思考問題并解決問題。通過以上的實例分析可知，當遇到輕繩、輕桿、輕滑輪等連接物涉及的功的計算問題時，由于輕質(zhì)物體，無機械能，更沒有機械能的變化，只是起到“傳遞能量”的作用，所以我們可以通過轉(zhuǎn)換研究對象，來達到“化難為易”的目的。

而在高中階段的學(xué)習(xí)過程當中學(xué)生也應(yīng)當具備一定的物理模型和能力，能夠正確地運用物理的科學(xué)思維從定量和定性兩個方面對物理問題進行科學(xué)的演繹推理、規(guī)律探索并最終形成合理的物理結(jié)論來解釋物理學(xué)習(xí)過程當中遇到的一些實際問題。同時科學(xué)思維的培養(yǎng)也能夠幫助學(xué)生逐步養(yǎng)成運用事實證據(jù)意識去評估物理問題的能力，能夠通過研究合理的對問題進行描述、解釋和預(yù)測，大膽質(zhì)疑證據(jù)，從不同的角度思考物理問題，不斷訓(xùn)練其批判性的物理思維。

而對學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)需要注意以下幾點：

一、遵循邏輯性原則

邏輯性原則就是指教師在日常物理教學(xué)過程當中應(yīng)當遵循邏輯法則，達到演繹和歸納的統(tǒng)一。使學(xué)生能夠科學(xué)的認識活動的邏輯規(guī)則不僅包括讓學(xué)生掌握以歸納推理為主要內(nèi)容的歸納邏輯，也包括讓學(xué)生掌握與演繹推理為主要內(nèi)容的演繹邏輯。幫助學(xué)生養(yǎng)成從個別到一般在從一般到個別的反復(fù)認識的科學(xué)過程。

（一）從個別到一般的歸納思維

從個別到一般的歸納思維主要包括完全歸納法、簡單枚舉法和因果聯(lián)系的歸納法。個別歸納法是指培養(yǎng)學(xué)生能夠根據(jù)某類事物所有對象對其性質(zhì)和相關(guān)特征進行概括歸納的推理方法。簡單枚舉法是指教師當培養(yǎng)學(xué)生在進行物理學(xué)習(xí)時能夠根據(jù)部分物理對象所具有的某種屬性推李到某類對象上，這種方法也叫做不完全歸納法。而因果聯(lián)系的歸納法是指讓學(xué)生明確任何現(xiàn)象的產(chǎn)生都是有其他現(xiàn)象的發(fā)生所引起的，這種引起預(yù)備引起的關(guān)系就叫做因果聯(lián)系的歸納法，因果聯(lián)系歸納法不只是一種簡單地從個別到一般的歸納思維，在歸納過程中也結(jié)合了一些演繹推理的相關(guān)歸納法。

物理核心素養(yǎng)之科學(xué)思維的教學(xué)心得2

從一般到個別的演繹思維

從一般到個別的演繹歸納思維主要包括對某些物理基本原理在相關(guān)對象方面的推導(dǎo)作用以及應(yīng)用一般的觀念對具體物體進行具體分析最終達到知識體系的整體建構(gòu)的能力。從一般到個別的演繹思維把關(guān)于事物最本質(zhì)和最普遍的規(guī)定作為邏輯的出發(fā)點，其能夠按照事物本身的轉(zhuǎn)化關(guān)系將事物的聯(lián)系完整的復(fù)刻出來，從這樣的演繹思維出發(fā)將某一領(lǐng)域的某一個學(xué)科知識總結(jié)匯總成一個較為嚴密的體系。

二、巧設(shè)實驗

物理學(xué)科的科學(xué)思維的培養(yǎng)不僅是需要學(xué)生掌握一定的物理知識并懂得一些物理學(xué)研究的基本方法，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生觀察與科學(xué)思考的能力。因此為培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的養(yǎng)成教師可以通過合理設(shè)置實驗的方法來幫助學(xué)生更加仔細的觀察實驗，在理解實驗的過程當中逐步養(yǎng)成科學(xué)思維。

對于物理學(xué)習(xí)過程當中某些學(xué)生較難接受的結(jié)論來說教師就可以通過實驗的設(shè)置來幫助學(xué)生理解知識的基礎(chǔ)上培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。例如在力的合成這部分物理知識教學(xué)時，當兩個力的合力一定時，隨著兩個力的夾角的不斷增大，這兩個力也會不斷增大，并且這兩個力之間的夾角不可能等于180度。對于這一知識點學(xué)生很多難以理解，此時教師就可以通過一個小實驗來幫助學(xué)生理解。教師可以先從班級中選擇一個力氣較大的學(xué)生進行輔助，然后拿出事先準備好的重物和繩子，把重物掛在繩子中間讓學(xué)生嘗試能否將這根繩子拉直。學(xué)生在嘗試過后就會發(fā)現(xiàn)無論多大的力氣都無法將這個繩子拉直，在此基礎(chǔ)上再讓學(xué)生去思考這個定理就能夠更加容易理解。并且在自主實驗探究過程當中也能夠充分鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維和獨立解決問題的能力。

再比如在圓周運動這部分知識教學(xué)過程中，教師也可以用一個繩子去拴住一個小球讓這個小球在豎直面做圓周運動，在小球到達最高點時小球?qū)⑦_到其最小速度。為了讓學(xué)生充分理解這一理論教師也可以在實際課堂當中為學(xué)生簡單地演示一下這個實驗，讓學(xué)生通過仔細觀察實驗過程和實驗結(jié)果去深入理解這個理論。

三、形象對比

運用形象對比不僅能夠以生動形象的方式高效地達到教學(xué)目的，也能夠讓學(xué)生在類比思考當中逐步養(yǎng)成科學(xué)思維。而我們所說的形象對比也不是讓學(xué)生跟隨課本當中的定義去隨意的發(fā)揮想象力去理解，而是教師通過生動形象的事例的舉例來讓學(xué)生進行類比和模仿，這樣不僅能夠達到既定的教學(xué)目標還能夠?qū)崿F(xiàn)對學(xué)生科學(xué)思維培養(yǎng)的目標。

例如電動勢這部分概念進行講解時，電源的電動勢在數(shù)值上等于不接用電器時電源正負兩極間的電壓。這個定義相對來說較為抽象，學(xué)生理解起來較為困難。并且如果根據(jù)課本當中所給出的稀硫酸的試驗進行實驗講解不僅具有一定的危險性，且其實驗效果難以得到保障。此時教師就可以運用類比的方式進行課程講解，電動勢是電源把其他形式的能量轉(zhuǎn)化成電能的本領(lǐng)，這種本領(lǐng)就相當于木匠能夠運用嫻熟的技巧將指定的木材制作成相應(yīng)的家具和裁縫能夠?qū)⒅付ǖ牟剂习凑掌湎敕ㄗ龀刹煌囊路粯?。電源接入電路時，將電動勢表現(xiàn)出來，而未接入電路時這種本領(lǐng)就表現(xiàn)不出來，所以未接入電路時電動勢大小將保持不變。通過類比的方式讓學(xué)生更加快速的理解電動勢的相關(guān)概念，并且類比還能夠較為高效的鍛煉學(xué)生科學(xué)思維。

再比如“電場”這部分物理知識進行講解時，教師就可以用樹葉對風(fēng)向及風(fēng)力大小的檢驗來類比電場的強弱與檢驗電荷電量的大小這部分知識。讓學(xué)生明確就像風(fēng)的大小與樹葉的大小無關(guān)一樣某一點