基于物理核心素養(yǎng)的高中物理教學(xué)探討

侯海軍 孫明西

摘 要：核心素養(yǎng)是現(xiàn)階段課程改革和教學(xué)改革的主要方向，在物理教學(xué)實(shí)踐中如何全面落實(shí)物理核心素養(yǎng)要素是一個(gè)新的課題，我們?cè)诨谖锢砗诵乃仞B(yǎng)下的課堂教學(xué)進(jìn)行了一些探索，以人教版物理選修3-1中“電動(dòng)勢(shì)”的教學(xué)為例，通過(guò)創(chuàng)新教學(xué)模式、開(kāi)發(fā)教學(xué)資源等，探討物理核心素養(yǎng)教育指標(biāo)的落實(shí)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；物理教學(xué)；物理思維；科學(xué)方法

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2016）10-0039-3

基于物理核心素養(yǎng)的課程改革和教學(xué)改革正逐漸滲透到物理教育及課堂教學(xué)中。物理核心素養(yǎng)主要由“物理觀念”“科學(xué)思維”“實(shí)驗(yàn)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”等四個(gè)方面的要素構(gòu)成[1]。目前人們的教學(xué)設(shè)計(jì)能較好地關(guān)注學(xué)生知識(shí)與技能、實(shí)驗(yàn)探究能力等核心素養(yǎng)指標(biāo)的落實(shí)，但是受傳統(tǒng)教學(xué)影響，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生“主動(dòng)發(fā)展”意識(shí)落實(shí)不足，關(guān)注學(xué)生“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”的教學(xué)考慮薄弱，教學(xué)中往往一帶而過(guò)，忽視了物理知識(shí)教育的價(jià)值取向；對(duì)物理思維方法、學(xué)生發(fā)展?jié)撃芘囵B(yǎng)在教學(xué)中也重視不足。我們?cè)诨谖锢砗诵乃仞B(yǎng)下的課堂教學(xué)進(jìn)行了一些探索，下面以人教版高中物理選修3-1中“電動(dòng)勢(shì)”的教學(xué)為例探討物理核心素養(yǎng)指標(biāo)的落實(shí)。

“電動(dòng)勢(shì)”的教學(xué)設(shè)計(jì)與核心素養(yǎng)培養(yǎng)。

1 創(chuàng)設(shè)情境，培養(yǎng)學(xué)生強(qiáng)烈的問(wèn)題意識(shí)

【教學(xué)過(guò)程】：

演示1：請(qǐng)學(xué)生做助手制作兩個(gè)果汁電池，將其串聯(lián)帶動(dòng)電子鐘工作；

演示2：利用溫差發(fā)電演示器，演示用熱水和冷水溫差發(fā)電帶動(dòng)小風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)；

展示圖片：太陽(yáng)能電板給衛(wèi)星提供源源不斷的電力；

請(qǐng)學(xué)生思考：從以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)和一個(gè)圖片中同學(xué)們能發(fā)現(xiàn)哪些研究課題？

【設(shè)計(jì)理念】：?jiǎn)栴}意識(shí)是激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維的關(guān)鍵因素，我們通過(guò)兩個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)和一個(gè)圖片構(gòu)建問(wèn)題環(huán)境，激起學(xué)生的好奇心和求知欲，培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)、觀察、分析綜合、抽象概括得出研究課題，培養(yǎng)學(xué)生的參與實(shí)踐意識(shí)以及主動(dòng)發(fā)展意識(shí)，有效地培養(yǎng)了學(xué)生的“科學(xué)思維”“實(shí)驗(yàn)探究”核心素養(yǎng)。

2 演示實(shí)驗(yàn)，概括結(jié)論

【教學(xué)過(guò)程】：

演示3：手搖發(fā)電機(jī)使小燈泡點(diǎn)亮；

演示4：利用制作的太陽(yáng)能發(fā)電裝置，帶動(dòng)小風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)；

引導(dǎo)學(xué)生觀察思考：水果（果汁）電池、溫差發(fā)電、手搖發(fā)電機(jī)、太陽(yáng)能風(fēng)車(chē)裝置的能量轉(zhuǎn)化情況。

引導(dǎo)學(xué)生探討得出結(jié)論：電源是將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。

【設(shè)計(jì)理念】：通過(guò)四個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察力，并對(duì)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析、歸納，再抽象、概括，發(fā)現(xiàn)共性，得出的結(jié)論，使學(xué)生真正親身感受到各種形式的能量向電能轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象和電源的作用，實(shí)驗(yàn)中特別是利用熱水冷水溫差發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電實(shí)驗(yàn)引起了學(xué)生濃厚的探索興趣。這樣設(shè)計(jì)可以有效地培養(yǎng)學(xué)生“物理觀念”（包括能量觀、守恒觀等）及“科學(xué)思維”，使學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)與科學(xué)思維同行。

3 研討教學(xué)，探討電源工作原理

【教學(xué)過(guò)程】：

引導(dǎo)學(xué)生想象并交流：“假如你就是正電荷，請(qǐng)走進(jìn)電源內(nèi)部，研究并討論電源的工作原理，并將分組研討的成果向大家展示”，給學(xué)生提供以下三個(gè)研討指向做參考：

研討指向1：討論形成持續(xù)電流的條件；

研討指向2：正電荷在電源外部運(yùn)動(dòng)情況，什么作用使其運(yùn)動(dòng)，做功情況及能量轉(zhuǎn)化情況；

研討指向3：聯(lián)想抽水機(jī)，試分析電源內(nèi)部正電荷的受力情況、做功情況及能量轉(zhuǎn)化情況，討論電源的工作原理。

學(xué)生小組研討后，請(qǐng)學(xué)生代表到前臺(tái)匯報(bào)展示研討成果，得出原理：電源是通過(guò)非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的裝置。

【設(shè)計(jì)理念】：采用“研討式”教學(xué)法，讓學(xué)生分組自主進(jìn)行討論?！凹偃缒憔褪钦姾勺哌M(jìn)電源內(nèi)部”很好地培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)想象力；利用建模、類(lèi)比科學(xué)研究方法，通過(guò)分析、推理論證等解決了電源工作原理新問(wèn)題；在研討過(guò)程中提高了學(xué)生主動(dòng)與他人合作的意識(shí)，展示環(huán)節(jié)學(xué)生可以分享成功的喜悅，沒(méi)有展示的學(xué)生可以進(jìn)行“質(zhì)疑”，展開(kāi)二次討論?！把杏懯健苯虒W(xué)法可以很好地培養(yǎng)學(xué)生的自主發(fā)展意識(shí)，增強(qiáng)主動(dòng)與他人合作交流的精神，愿與他人分享自己的見(jiàn)解，敢于堅(jiān)持正確觀點(diǎn)，勇于修正錯(cuò)誤，形成良好的“科學(xué)思維”習(xí)慣，體驗(yàn)探索自然規(guī)律的艱辛，從而獲得對(duì)個(gè)人終身發(fā)展有利的成就感和喜悅感。

4 生活類(lèi)比，概念形成

【教學(xué)過(guò)程】：

問(wèn)題：不同的電源非靜電力不同，它們把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)相同嗎？

圖片展示生活中搬運(yùn)物體的兩個(gè)人搬運(yùn)本領(lǐng)的描述方法；

演示自制抽水機(jī)的工作過(guò)程，讓學(xué)生觀察，探討描述自制抽水機(jī)和滅火用抽水機(jī)本領(lǐng)的研究方法，得出結(jié)論：本領(lǐng)可以用搬運(yùn)相同質(zhì)量的物體，重力勢(shì)能增加多少來(lái)判斷，即重力勢(shì)能增加多，本領(lǐng)大。并引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，類(lèi)比并思考回答：不同的電源非靜電力把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)如何描述？得出結(jié)論：電動(dòng)勢(shì)概念。

1.把電量為q的電荷從電源負(fù)極移到正極，非靜電力做功W與電荷量q的比值，稱(chēng)作電動(dòng)勢(shì)。

2.表達(dá)式：E=。

3.單位：1 V=1 。

4.物理意義：反映電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)，電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于非靜電力把1 C的正電荷在電源內(nèi)從負(fù)極移送到正極所做的功。

【設(shè)計(jì)理念】：學(xué)生自主閱讀教材，提取重要信息，并類(lèi)比生活中的事實(shí)，利用比值定義法研究電源，建立電動(dòng)勢(shì)概念，最終形成物理概念。通過(guò)這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)在幫助學(xué)生建立物理觀念（概念）時(shí)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理知識(shí)與生活有著緊密的聯(lián)系，了解物理概念建立的過(guò)程和方法，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識(shí)及創(chuàng)新品質(zhì)，強(qiáng)化“物理觀念”和“科學(xué)思維”等核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

5 科學(xué)探究，得出新知

【教學(xué)過(guò)程】：

學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)：探究電源的參數(shù)（電源的內(nèi)阻），參考探究步驟如下：

①請(qǐng)用數(shù)字式多用電表測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)，然后再測(cè)量?jī)蓚€(gè)水果（或果汁）電池串聯(lián)后的電動(dòng)勢(shì)。

②將小燈泡分別接到一節(jié)干電池和水果（或果汁）電池上，觀察小燈泡是否發(fā)光。

③試探究其原因。

學(xué)生分組探究，并分組展示探究成果，最終形成結(jié)論：電源有內(nèi)阻。

【設(shè)計(jì)理念】：通過(guò)這一環(huán)節(jié)的設(shè)置，讓學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、合理猜測(cè)、分析論證、合作交流等過(guò)程，體驗(yàn)科學(xué)研究方法的應(yīng)用和科學(xué)探究的精神。有效地培養(yǎng)學(xué)生的“實(shí)驗(yàn)探究”素養(yǎng)，增強(qiáng)學(xué)生主動(dòng)解決問(wèn)題的意識(shí)以及實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

6 回顧歷史，展望未來(lái)

【教學(xué)過(guò)程】：

圖片展示電池與人類(lèi)文明的發(fā)展史：從第一個(gè)伏打電堆到現(xiàn)今的核電池，介紹電池發(fā)展的歷史與人類(lèi)文明的發(fā)展密切相關(guān)；介紹當(dāng)代電池發(fā)展與環(huán)境的關(guān)系；介紹我國(guó)電池發(fā)展的現(xiàn)狀和未來(lái)前景。

【設(shè)計(jì)理念】：通過(guò)介紹電池的發(fā)展史，讓學(xué)生感受到電源的發(fā)展史也是物理學(xué)的進(jìn)步史；聯(lián)系電池發(fā)展與人類(lèi)文明發(fā)展，明確物理知識(shí)是為人們生活和科學(xué)發(fā)展服務(wù)的，體現(xiàn)科學(xué)研究的價(jià)值，培養(yǎng)學(xué)生參與科學(xué)研究的熱情；介紹當(dāng)代電池發(fā)展與環(huán)境的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展意識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感；介紹我國(guó)電池發(fā)展的現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展前景，讓學(xué)生學(xué)會(huì)進(jìn)行創(chuàng)新性的思考，可以增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感和振興中華的使命感，愿意為我國(guó)的科學(xué)事業(yè)做出貢獻(xiàn)。

核心素養(yǎng)的培養(yǎng)對(duì)學(xué)生的終身發(fā)展有著極其重要的作用，物理學(xué)作為自然科學(xué)中最重要的一個(gè)分支，是人類(lèi)科學(xué)文化的重要組成部分，是人類(lèi)探索自然的前提，是技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。因此，物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)顯得尤為重要，物理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的物理核心素養(yǎng)，任重而道遠(yuǎn)。

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