如何讓核心素養(yǎng)落地生根

梅立芳

摘 要：2016年9月教育部正式發(fā)布《中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)》總體框架，明確指出核心素養(yǎng)以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心.那么，在物理課堂教學中，如何才能讓物理學科核心素養(yǎng)落地生根？筆者將結合一節(jié)復習課的教學設計，談一談怎樣將物理核心素養(yǎng)落實到課堂教學中去.

關鍵詞：核心素養(yǎng);復習課;教學研討

1 教學背景分析

1.1 教材分析

從知識結構來看，《電功率》一章的核心概念包括：電功、電功率、焦耳定律.教材先從生產(chǎn)生活中的現(xiàn)象使學生對電能有初步了解，然后通過電能引入電功和電功率的概念;在學習了電功、電功率的概念及電功率的測量方法后，再由生活中常見的實例引出電流熱效應的概念，進而通過實驗探究了解焦耳定律.從課標要求來看，課程標準對本章的具體要求如下：“從能量轉(zhuǎn)化的角度認識電源和用電器的作用”，“結合實例理解電功、電功率.知道用電器的額定功率和實際功率.調(diào)查常見用電器的銘牌，比較它們的電功率” ，“通過實驗，探究并了解焦耳定律.用焦耳定律說明生產(chǎn)生活中的一些現(xiàn)象”[2].

1.2 學情分析

從知識層面來講，本章的概念多、公式多、規(guī)律多，多數(shù)學生可以記住相關概念、公式，但要理解、并靈活應用存在一定的困難.從能力層面上講，由于電能與我們的生活息息相關，學生積累了一些生活經(jīng)驗，具備了一定的合作能力和實驗探究能力，但是學生理論聯(lián)系實際的能力和知識的遷移能力較弱.所以，在教學時通過創(chuàng)設情境，聯(lián)系生活實際，讓學生從實驗探究和合作中自然生成概念、總結規(guī)律和方法，大大降低了知識掌握的難度.

2 重難點分析

基于以上教材和學情的分析，基于物理核心素養(yǎng)引導下對物理觀念、科學思維、科學探究、科學態(tài)度與責任等素養(yǎng)的培養(yǎng)，筆者確定了本節(jié)復習課的教學重點和難點.

物理觀念：從能量轉(zhuǎn)化的角度來理解電功和電能的概念，知道它們之間的數(shù)量關系，掌握電能表的使用和讀數(shù);理解電功率的概念，知道額定功率與實際功率的區(qū)別.

科學思維：類比“速度”的概念，通過觀察“電能表上指示燈閃爍的快慢”來理解電功率的概念，了解比值定義法在物理概念中的應用.

實驗探究：經(jīng)歷“測量電熱水壺的實際功率”的實驗過程，體驗發(fā)現(xiàn)問題、設計實驗方案、交流評估、獲得數(shù)據(jù)、分析論證的過程.在實驗過程中通過生生互動、師生互動等方式，促進學生主動參與，踐行“生本”理念.

科學態(tài)度與責任：通過小組討論和交流的方式，激發(fā)學生的學習物理熱情，培養(yǎng)學生合作學習的意識，提高學生分析問題和運用知識解決實際問題的能力.另外，通過創(chuàng)設情景，聯(lián)系生活實際，有意識的培養(yǎng)學生關心社會生活的意識，增強學生的社會責任感.

2.1 教學重點

2.1.1 復習電功、電功率相關概念、公式，構建知識網(wǎng)絡.

2.1.2 知道額定功率與實際功率的區(qū)別.

圍繞用電器銘牌這一主線，從“如何測出電熱水壺的實際功率”的問題出發(fā)，展開討論，通過選擇器材、設計實驗方案，全面復習電功率的測量方法，使學生在科學探究的過程中，逐步生成概念、規(guī)律，形成物理觀念，構建知識網(wǎng)絡.

2.2 教學難點

2.2.1 利用電功率知識解決多檔位問題.

通過智能馬桶蓋的電路設計，使學生綜合運用所學知識解決多檔位問題，歸納總結多檔位問題的分析方法.注重聯(lián)系生活實際，結合“近幾年中國人熱衷于去日本購買馬桶蓋、電飯鍋”的社會現(xiàn)象，進行愛國主義教育，增強學生的社會責任感.

3 教學過程

3.1 創(chuàng)設情境，喚醒舊知，生成物理觀念——用“生活化”的情境創(chuàng)設來激發(fā)學生的學習興趣，喚醒學生對已有知識的記憶.

【教學片段1】學生活動：分享“我的銘牌”

以小組為單位，閱讀分享你的家用電器銘牌（如圖1所示），找到與“電功率”有關的參數(shù)，說一說它們有什么物理意義.

生：額定電壓220V、額定功率、每日耗電量……

師：從學生的回答中提取有用的物理量進行板書，引導學生復習相關概念.

設計意圖：說到“銘牌”這個詞，學生可能首先想到的是一檔娛樂節(jié)目中的“撕名牌”中的“名牌”，把學生活動的標題定為“分享我的銘牌”，也借助了這個同音的敏感詞，來拉近課堂與學生的距離，激發(fā)學生的學習熱情.在日常生活中學生對各種用電器并不陌生，教學時以“用電器銘牌”作為一條主線，通過創(chuàng)設學生熟悉的物理情景，激發(fā)學生對知識的認同感，利用小組合作交流，不斷推進知識的復習，實現(xiàn)知識的內(nèi)化.

【教學片段2】演示實驗：利用“能的轉(zhuǎn)化演示器”復習電功、電能.

師：天氣轉(zhuǎn)涼，我從某寶上網(wǎng)購了一個“電熱水壺”，發(fā)現(xiàn)其銘牌上標注的額定功率為：1800W.該電熱水壺正常工作1h消耗多少kW·h的電能？

生：W=Pt=1.8 kW×1h=1.8 kW·h

師：根據(jù)能量守恒定律，消耗的1.8 kW·h的電能跑到哪兒去了？

生：轉(zhuǎn)化為內(nèi)能了.（熱能）

師：是不是所有的用電器都是消耗的電能都轉(zhuǎn)化為內(nèi)能？

生：不是.

演示實驗：能的轉(zhuǎn)化演示器（如圖2所示）

小結：電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程，也是電流做功的過程.電流做多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能.電功和電能在數(shù)值上是相等的.

設計意圖：從“各種用電器銘牌”到“電熱水壺的銘牌”，圍繞“銘牌”這一主線，設計了一系列的問題：電熱水壺正常工作1小時消耗多少電能？消耗的電能轉(zhuǎn)化為什么？是不是所有用電器都將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能？引發(fā)思考.然后借助“能的轉(zhuǎn)化演示器”小實驗，實現(xiàn)了對“電功率、電功、電能”相關知識的復習和構建.學生在初三學習重力勢能時已經(jīng)初步建立的“功和能”的關系，知道重力做多少功，重力勢能就改變多少.而借助“能的轉(zhuǎn)化演示儀”，從能量轉(zhuǎn)化的角度很容易理解用電器工作時消耗電能，轉(zhuǎn)化為其他形式能，學生再把已有的“功能關系”的舊知，遷移過來理解電功和電能的數(shù)量關系，就自然順理成章了.

3.2 合作交流，整合建構，形成科學思維——“小組合作”助推實驗探究的順利進行，“自制教具”助力培養(yǎng)科學思維習慣.

【教學片段3】學生活動：設計實驗，驗證“銘牌參數(shù)”.

給大家提供以下實驗器材：家庭電路演示板（含電能表、插座）、秒表、導線、電壓表、電流表、開關、滑動變阻器、電池若干.小組交流，選擇合適的實驗器材設計實驗方案，測出該電熱水壺的實際功率.要求：

1.小組合作，完成學生活動卡.

2.以小組為單位，分享展示你的實驗方案，交流評估實驗方案的可行性.

設計實驗，驗證名牌參數(shù)，實際上就是通過設計實驗來完成電熱水壺的實際功率的測量，完成整個知識網(wǎng)絡的構建，是本節(jié)課的重點.為了突破這一重點，筆者在教學時設計了以下五個環(huán)節(jié)：問題驅(qū)動，引發(fā)思考——選擇器材，設計實驗——方案展示，交流評估——確定方案，進行實驗——建構知識，總結提升.

近幾年科學實驗探究更向著“貼近生活”的方向進行，實驗課程資源逐步的由課堂走向更廣闊的自然、生活空間.本節(jié)課給學生提供的實驗器材除了教材中的實驗課《測量小燈泡的電功率》一節(jié)的所有實驗器材外，還把生活中家庭電路的電能表以自制教具“家庭電路演示板”（如圖3所示）的形式從課外搬到的課內(nèi)，通過課堂上真實的實驗現(xiàn)象獲得具體生動的感性認識，加深對物理概念和規(guī)律的理解，全方位地提高科學素養(yǎng).

設計意圖：在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力方面，實驗有著其不可替代的作用.物理實驗的教學要通過原有的實驗延伸出更多的具有相關性的實驗方案，教學時通過整合相關內(nèi)容，讓學生在設計實驗的過程中，抓住實驗中最本質(zhì)的規(guī)律，逐步培養(yǎng)其思維的嚴密性和多樣化，最終提升學生認識事物、分析事物的能力，形成科學思維.

在本環(huán)節(jié)中，教師堅持踐行“生本”理念，以小組合作的方式，不斷的發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，逐步推進實驗方案的設計趨近于合理化，使學生獲得基本的物理實驗探究能力，培養(yǎng)學生正確的科學的思維習慣.

3.3 實驗體悟，知識內(nèi)化，學會科學探究——用“實驗”的方式促使學生實現(xiàn)知識的遷移和創(chuàng)生.

以下是學生通過小組討論確定的“測量電熱水壺實際功率”的實驗方案展示.

方案1：伏安法

·實驗原理：P=UI

·實驗器材：電池若干、導線、電壓表、電流表、開關、滑動變阻器

·實驗步驟：

1.按照電路圖（如圖4所示）連接電路.

2.將滑動變阻器滑片調(diào)至阻值最大端.

3.閉合開關，調(diào)節(jié)滑片，使電熱水壺正常工作，記錄此時的電壓表、電流表示數(shù)分別為U、I.

4.計算：P=UI

·交流評估：不可行.

·原因分析：

學生1：電熱水壺適用于家庭電路，其電壓是220V的交流電，而每一節(jié)干電池只能提供1.5V的直流電壓.利用干電池無法保證電熱水壺工作.

學生2：測量交流用電器的電壓和電流必須用交流電壓表和交流電流表，我們目前實驗室用的電壓表和電流表也都是只適用于直流電路.

學生3：實驗室用的電壓表、電流表的量程不合適.

方案2：電能表、秒表.

·實驗原理：P=W/t

·實驗步驟

1. 將其他用電器都關閉，記錄此時電能表的示數(shù)W1

2.將電熱水壺插入插座，打開開關，同時按下秒表開始計時.

3.一段時間t后，關閉電熱水壺開關，記下此時電能表的示數(shù)W2

4.計算： W=W2-W1，P=W/t

·交流評估：學生對實驗方案表示贊成.

·實驗改進：

1.一分鐘后，發(fā)現(xiàn)電能表示數(shù)并沒有發(fā)生變化，我們可以改用第二種方法，通過記錄一段時間內(nèi)指示燈閃爍的次數(shù)進行計算.

計算公式：W=n/N，P=W/t

2.分別將電熱水壺、燈泡分別接入電路，觀察電能表上指示燈閃爍的快慢情況，理解“電功率表示電流做功快慢”的含義.

方案3：計量插座.

全體學生共同參與完成測量電熱水壺的實際功率的實驗后，教師再提供另一種更加方便的測量工具：計量插座（如圖5所示）.只要將用電器插入插座，就可以從電子顯示屏上讀出此時的電壓、電流、電功率.方便快捷，讓學生在課堂上親身感受到了科技對人們生活帶來的便利.

設計意圖：復習的目的在于促進學生對知識的理解記憶;還在于知識的歸納整合，構建知識網(wǎng)絡，促進知識的內(nèi)化;更在于知識的綜合運用和能力的提高.本節(jié)課沒有采用對照“知識網(wǎng)絡圖”復習的傳統(tǒng)模式，而是通過學生的合作、思考、體驗，通過實驗使學生親身經(jīng)歷知識的生成、建構、應用的全過程，更加注重了學生“學”的過程.在交流展示的環(huán)節(jié)中，通過生生互動，師生互動的方式，促進學生主動參與，踐行“生本”理念，為培養(yǎng)學生科學實驗的意識搭建平臺、創(chuàng)造條件.

3.4 任務驅(qū)動，方法歸納，提升科學態(tài)度與責任——通過遞進式的問題討論來引導疑難的解決，培養(yǎng)社會責任.

【教學片段4】學生活動：根據(jù)“銘牌”設計電路.

創(chuàng)設情境：小明媽媽在國外旅游時帶回來一個家用智能馬桶蓋.從此小明勵志學好物理，長大后為實現(xiàn)“中國創(chuàng)造”貢獻自己的力量.這是***牌智能馬桶蓋銘牌上的部分內(nèi)容.此馬桶蓋有兩檔加熱電功率，請你根據(jù)所學知識，推測一下該這只馬桶蓋的內(nèi)部電路圖.

多檔問題是電功率一章非常典型、非常重要的考點.通常我們遇到的多檔問題都是以電飯煲、電爐子、電暖氣……為背景，以計算題的形式出現(xiàn)，難度較大.為了更好的突破這一難點，本節(jié)課的設計改變了題目原有的呈現(xiàn)方式，以智能馬桶蓋為背景，結合學生的興趣點設計了以下學生活動：一是根據(jù)相關參數(shù)，自己設計電路;二是對比自己設計的電路圖，說一說說明書上電路圖的優(yōu)點;三是結合實際的電路圖，完成相關數(shù)據(jù)的計算.另外，通過創(chuàng)設的情景，注重聯(lián)系生活實際，結合“近幾年中國人熱衷于去日本購買馬桶蓋、電飯鍋”的社會現(xiàn)象，進行愛國主義教育，有意識的培養(yǎng)學生關心社會生活的意識，增強學生的社會責任感.

本節(jié)復習課的設計改變了原有的“舊瓶裝舊酒”的低效復習模式，教學中各個環(huán)節(jié)的設計體現(xiàn)了：教學目標的“層進化”、教學過程的“活動化”、教學方式的“多樣化”.核心素養(yǎng)引導下的物理復習課，要通過真實的物理情景、有意義的活動任務和實驗探究使學生的學習過程顯性化，將所學知識最終應用于解決實際問題.學生在不斷的實踐和體驗中，即掌握了知識和技能，又提升了科學思維能力，發(fā)展了科學態(tài)度與責任.

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2]中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準（2011版）[M].北京：北京師范大學出版社，2012.

[3]吳燕.喚醒·體驗·架構·釋疑——一節(jié)初中物理復習課的現(xiàn)場體悟[J].中學物理，2018，36（12）：50-52.

[4]陳冠群.基于核心素養(yǎng)引導下的物理實驗教學——以電學實驗復習《測量小燈泡的電功率》為例[J].中學物理，2018，36（12）：53-55.

（收稿日期：2019-06-25）