基于提升学生核心素养的高中物理习题教学
摘要：高中物理课程注重提高学生核心素养，从物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任等方面展现物理学科的育人功能。高中物理教材精心编排了多样化的练习题目。在教学实践中，教师需优化教学策略，精心挑选那些能够促进物理观念的形成、锻炼科学思维、加强科学探究能力以及培育积极科学态度的习题，以此全方位提升学生核心素养。
关键词：高中物理；核心素养；物理习题；教学策略
中图分类号：G633.7文献标识码：A文章编号：1003-6148（2024）9-0083-4
高中物理新教材充分体现了课程标准的精神，其物理习题涵盖了广泛的内容、全面的素养，并与实际应用紧密相连。特别是新司南版（鲁科版）教材的习题设计，层次清晰，能够针对不同层次学生的科学思维能力进行有针对性的培养，使各层次学生通过习题练习，有效地对自己的学习进行自我评价。这一改进打破了传统教材习题数量较少、难度较低的局限，减少了教师依赖多本教辅材料来检测学生学习漏洞的需求，有效减轻了学生的学业和经济负担［１］。在高中物理习题教学中，教师应以物理课程目标为导向，大胆创新教学策略，对习题的背景素材、设问角度、思维内容及教学方法进行革新，深入挖掘物理习题的育人价值，以全面提升学生的核心素养。
１物理核心素养及水平划分
物理学科核心素养是物理学科育人价值的核心体现，通过物理学习，学生将逐步形成正确的价值观、必备的品格和关键能力，为其终身发展、社会适应及未来挑战奠定坚实基础。物理学科核心素养主要包括物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任四个方面［２］，并可根据能力水平划分为五个等级。
2高中物理新教材的习题特点
以人教版教材为例，分析高中物理新教材的习题特点。人教版高中物理新教材在习题设计上进行了显著改进，背景情境多样化，紧跟科技进步与社会发展的步伐；习题类型典型化，注重训练学生解决物理问题的能力；习题问题开放化，强调学生创新能力的培养［３］。从提升核心素养的角度来看，教材习题具备情境性、创新性、探究性和科学性等特征。
２．１物理习题的情境性
习题设计紧密结合真实的问题情境，运用文字、图像、表格、照片等多种形式进行描述。例如，必修一第三章第５节的例题１，以幼儿园儿童滑梯为背景，探讨了物理原理在现实生活中的应用，如图１（ａ）所示。由于场地的限制，滑梯的水平跨度设计为６ｍ，儿童裤料和滑板间的动摩擦因数μ＝０．４，儿童能够在滑板上滑下，那么滑梯设计至少应多高？又如，必修一第四章章末习题Ｂ组第５题，通过圆珠笔在地铁启动过程中的摆动现象，引导学生进行探究。题目描述了一位乘客在一根细绳下端绑上圆珠笔，并将其上端固定在地铁的竖直扶手上，如图１（ｂ）所示。在地铁加速过程中，细绳偏离竖直方向，形成一个夹角θ。学生需用手机拍下细绳和圆珠笔运动状态的照片，并根据照片估算此时地铁的加速度大小，这样的习题设计既增强了学生对物理现象的理解，又培养了其解决实际问题的能力。
２．２物理习题的创新性
教材中的习题设计旨在促使学生运用多种逻辑思维方法，如分析、综合、抽象、概括、归纳与演绎等，来解决物理问题，以此培养学生的创新能力。
必修一第三章章末习题Ｂ组第２题描述了一台空调外机通过两个三角形支架固定在外墙上，其中一个支架受到空调外机的压力，该压力恰好作用在支架横梁和斜梁的连接点Ｏ的上方，大小为２００Ｎ。横梁ＡＯ水平，斜梁ＢＯ与横梁的夹角为３７°，如图２（ａ）所示。要求学生计算横梁对O点的拉力大小和斜梁对O点的压力大小。此外，题目还要求学生讨论如果斜梁加长但连接点Ｏ位置和横梁ＡＯ的水平状态保持不变时，横梁和斜梁对O点的作用力大小将如何变化。
必修二第八章章末习题Ｂ组第３题描述了一个风力发电机的叶片在转动过程中形成一个半径为２０ｍ的圆面，如图２（ｂ）所示。已知风速为６．０ｍ/ｓ，风向垂直于叶片形成的圆面，空气密度为１．２ｋｇ/ｍ3。题目要求学生计算在给定时间内，风力发电机将圆面内１０％的空气动能转化为电能的发电功率。
这两道题目都是典型的物理应用题，要求学生将理论知识与实际问题相结合，通过分析和计算来解决问题。这样的习题设计不仅加深了学生对物理概念的理解，还锻炼了他们的创新思维和解决问题的能力。
２．３物理习题的探究性
教材中的习题旨在加强学生的科学探究能力，鼓励他们大胆设计实验方案，进行实验操作，分析实验数据，并得出结论，以此培养学生的实践能力。
必修一第三章章末习题Ａ组第３题要求学生设计一个实验来测量桌面与纸张之间的动摩擦因数μ。学生需要绘制实验的示意图，详细说明测量方案和具体操作步骤，并写出用于测量的计算公式。这类题目旨在培养学生的实验设计能力、动手操作能力以及数据分析能力。
必修二第五章章末习题Ｂ组第２题描述了一个环保人员在工