《基于核心素养的例题教学中的科学思维》
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高中物理例题教学是一个建构和应用方法的思维过程,而建构和应用的过程就是逻辑推理的过程.如果在设计习题教学时,紧扣教材的知识序、遵循学生的认识序、优化思维的教学序,使“三序合一”,学生亲身体验有逻辑的思维过程,对科学思维的提升大有裨益.笔者在实际教学中,结合牛顿第二定律中一道例题,对如何设计习题的问题来提升科学思维有一点拙见,与各位同行分享.
人教版《物理》必修1第四章第3节“牛顿第二定律”中例题2：“光滑水平面上有一个物体,质量是2kg,受到互成120°角的两个水平方向的力F1和F2的作用,两个力的大小都是10N.这个物体的加速度是多大?”
教材设置三个问题分析,实际上是从学业质量标准的四个水平进行推理：
本问题是求物体的加速度,自然会想到由牛顿第二定律F等于ma可以得到a等于Fm.属水平1,根据刚刚学到的牛顿第二定律求加速度,进行科学分析,符合学生的认知序.
这个问题中作用在物体上的力有F1和F2,还有重力和桌面对它的支持力.属水平2,根据题目提供的条件,进行受力分析,符合分析机械运动的要求.
应该怎样计算它们的合力?物体在竖直方向并无运动,它在竖直方向所受的重力和桌面对它的支持力应该大小相等、方向相反,矢量和为0.所以,只考虑水平方向几个力的合力就可以了.又因为桌面光滑,可忽略摩擦力,所以只求F1、F2的合力即可.属水平3,基于事实构建物理模型的抽象概括过程,进一步深化对过程的分析.
F1、F2不在一条直线上,求它们的合力时可以把两个力在各个坐标轴上的投影分别相加.这时,恰当地选择坐标轴的方向能够使问题简化.在这个问题中,应如何建立坐标系,属水平4.教材中“以F1和F2为邻边作出平行四边形.由于F1和F2大小相等,由对称性可知,合力的方向不会偏向于F1,也不会偏向于F2,它应该在F1和F2的夹角的平分线上.所以最好以合力的方向为x轴方向,即如图建立坐标系.”从而求出合力,亦即求出加速度.
这样安排教学,虽然有效地解决了问题,但却错过了挖掘更有价值的思维,而且在实际的课堂中,学生普遍感到困难的是问题（3）,如：①为什么要选择在F1和F2的夹角的平分线上?②若F1、F2的大小不相等,我们如何建立坐标?若从更一般的思维方式入手,会有更大的收获.笔者通过课堂实践,结合学生的困惑,调整了问题（3）.
【问】建立坐标系的目的是为了问题解决的简化,原则是尽可能少的分解力.那么,应如何建立坐标系呢?
【答】将一个力放在坐标轴上,将另一个力分解即可.x轴与F1重合,y轴与F1垂直;然后分解F2,如图.
【问】请大家根据设想建立坐标,进行分解.
分解如下：Fx等于F1-F2cosθ等于5N,Fy等于F2sinθ等于53N
【问】知道Fx和Fy,怎么求合力呢?
【答】由于Fx和Fy垂直,由勾股定理得：大小F等于Fx2+Fy2等于10N,方向tanα等于FyFx等于3,即α等于60°
结合《课标》中水平5的要求,能将较复杂的实际问题中的对象和过程转换成物理模型;能在新的情境中对综合性物理问题进行分析和推理,获得正确结论并作出解释;能考虑证据的可靠性,合理使用证据;能从多个视角审视检验结论,解决物理问题具有一定的新颖性.
欲求合力,实际上通过正交分解法先正交（建立坐标）,再分解（两个方向投影）,最后合成（垂直方向合成）.其思维过程概括為：
该例题的教学过程,重视对正交分解这一方法模型的建构和应用,既关注结论,又经历过程,为后续解决实际问题,进行科学推理,提供了有力的证据.学生经历这样的智力思维过程,把正交分解中“正交”和“分解”的思想转化为自身的思维方式,对以下例题的解决就游刃有余了.
结语：
正如教育部考试中心李勇处长提出的“解题思维过程”：
总结,这是适合核心和素养和教学和科学和思维论文写作的大学硕士及关于科学思维本科毕业论文，相关科学思维开题报告范文和学术职称论文参考文献.
科学思维引用文献:
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