物理核心素養(yǎng)理念下初中物理“液化”的探究性教學(xué)設(shè)計(jì)

謝蕊蕊 徐曉梅

[摘要]物理核心素養(yǎng)包括“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”。如何在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，是物理教師關(guān)心的話題。文章提出了教學(xué)背景分析、實(shí)施教學(xué)過(guò)程、教師的教學(xué)反思相結(jié)合的探究性教學(xué)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，并以此結(jié)構(gòu)為指導(dǎo)做了“液化”的教學(xué)設(shè)計(jì)。

[關(guān)鍵詞]物理核心素養(yǎng);探究性教學(xué);液化

[中圖分類(lèi)號(hào)]

G633.7

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A

[文章編號(hào)] 1674-6058（ 2020）23-0047-03

2018年年初國(guó)家首次提出學(xué)科核心素養(yǎng)的概念。其中，中學(xué)物理核心素養(yǎng)包括“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”和“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任[1]”。

物理核心素養(yǎng)下的探究性教學(xué)設(shè)計(jì)要求教師先分析教學(xué)背景，以了解教材內(nèi)容和學(xué)生情況;設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程，要注重“科學(xué)探究”，要注意培養(yǎng)學(xué)生的“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”，始終將“物理觀念”“科學(xué)思維”作為教學(xué)的目標(biāo)，把目標(biāo)細(xì)化到每一堂課，并注重對(duì)實(shí)際問(wèn)題的分析;教師在教學(xué)過(guò)程中要不斷進(jìn)行教學(xué)反思。物理核心素養(yǎng)理念下探究性教學(xué)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

筆者以人教版八年級(jí)上冊(cè)第三章《物態(tài)變化》第三節(jié)《汽化與液化》中“液化”的內(nèi)容為例，用探究性教學(xué)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。

一、教學(xué)背景

“液化”是在學(xué)習(xí)“汽化”的知識(shí)后所要學(xué)習(xí)的新知識(shí)，其概念的建立、實(shí)驗(yàn)的探究等對(duì)后續(xù)的物態(tài)變化有引導(dǎo)性作用。因此本節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)除了要注意“物理觀念”核心素養(yǎng)外，還需要注意培養(yǎng)學(xué)生的“科學(xué)探究”能力，為學(xué)生解決后續(xù)物態(tài)變化問(wèn)題打下基礎(chǔ)，并且逐步形成思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的思維方法[2]。當(dāng)然，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，始終把“科學(xué)思維”和“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”作為教學(xué)的重要目標(biāo)。

八年級(jí)學(xué)生已經(jīng)對(duì)溫度有了深刻的理解，學(xué)習(xí)了凝固、熔化和汽化的內(nèi)容，對(duì)物態(tài)變化有了初步的認(rèn)識(shí)。他們具有一定的知識(shí)遷移能力，思維以形象思維為主，概念的建立主要依靠生活直觀經(jīng)驗(yàn)，并且表現(xiàn)欲望強(qiáng)，好奇心重。學(xué)生的認(rèn)識(shí)，感性多于理性，容易接受直觀明顯的現(xiàn)象。

二、教學(xué)過(guò)程

1.巧妙設(shè)計(jì)，引入課題

師：同學(xué)們，在開(kāi)始上課之前，老師先帶領(lǐng)大家做一個(gè)小小的實(shí)驗(yàn)。 教師進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)：在透明的手指套中滴入幾滴酒精，然后仔細(xì)地把手指套里的空氣排干凈，最后用一次性橡皮筋把手指套扎緊。這個(gè)時(shí)候向?qū)W生展示手指套的狀態(tài)，手指套呈現(xiàn)干癟的狀態(tài)，把它放到事先準(zhǔn)備好的果盤(pán)中，然后往里面加入熱水。

師：同學(xué)們，在老師加入熱水的過(guò)程中，你們看到了什么現(xiàn)象？

生：手指套從干癟的狀態(tài)變成了膨脹的狀態(tài)。

師：這說(shuō)明了什么？

生：老師加入的液態(tài)酒精變成了氣態(tài)酒精。

師：我們上節(jié)課已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)，物質(zhì)從液態(tài)變成氣態(tài)，是一個(gè)什么樣的過(guò)程？

生：汽化吸熱的過(guò)程。

師：同學(xué)們回答得非常好。下面請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀察手指套的下一個(gè)狀態(tài)變化。

教師繼續(xù)實(shí)驗(yàn)：用鑷子把手指套從熱水里拿了出來(lái)。

師：同學(xué)們看到了什么現(xiàn)象？

生：手指套從膨脹的狀態(tài)恢復(fù)到了干癟的狀態(tài)。

師：是的，也就是說(shuō)氣態(tài)的酒精又重新恢復(fù)到了液化的酒精。我們現(xiàn)在已經(jīng)知道液態(tài)到氣態(tài)稱(chēng)為汽化，那么氣態(tài)到液態(tài)，我們叫什么呢？

生：液化。

師：回答正確，看來(lái)同學(xué)們已經(jīng)提前預(yù)習(xí)了。在物理學(xué)上，物質(zhì)從氣態(tài)到液態(tài)的過(guò)程，稱(chēng)為液化。這就是我們這節(jié)課要學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容。

教師板書(shū)：§3.3液化

【設(shè)計(jì)意圖】

第一，新奇有趣的實(shí)驗(yàn)可以吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)欲望。

第二，手指套從干癟到膨脹的過(guò)程，是一個(gè)汽化吸熱的過(guò)程。通過(guò)對(duì)上一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)，為這節(jié)課的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。手指套從膨脹到干癟的過(guò)程，是一個(gè)液化的過(guò)程。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，并且很好地表明了液化是汽化的逆過(guò)程。

第三，實(shí)驗(yàn)器材都是日常見(jiàn)到的物品，可以讓學(xué)生意識(shí)到物理知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用。

2.液化發(fā)生

師：手指套從膨脹狀態(tài)恢復(fù)到干癟狀態(tài)的過(guò)程中，老師對(duì)它進(jìn)行了什么樣的操作，在操作過(guò)程中溫度升高了，還是降低了？

生：老師把手指套從熱水中拿了出來(lái)，在這個(gè)過(guò)程中溫度降低。

師：如果不把手指套從熱水里拿出來(lái)，手指套的狀態(tài)變化是怎樣的呢？

學(xué)生進(jìn)行熱烈討論。

教師再次重復(fù)手指套實(shí)驗(yàn)，這次讓手指套在果盤(pán)里自然冷卻。

學(xué)生集中觀察，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，手指套緩慢地從膨脹狀態(tài)恢復(fù)到干癟狀態(tài)。兩分鐘之后，手指套已經(jīng)呈現(xiàn)完全干癟的狀態(tài)。

師：為什么隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，手指套的狀態(tài)發(fā)生了改變？

生：因?yàn)闇囟冉档汀?/p>

師：在本次實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)水的溫度降低到78℃以下時(shí)，酒精將會(huì)液化，即液化發(fā)生的條件是溫度降低。

教師板書(shū)：液化發(fā)生——溫度降低

【設(shè)計(jì)意圖】

解讀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，剖析問(wèn)題，在什么樣的條件下手指套會(huì)從膨脹的狀態(tài)恢復(fù)到干癟的狀態(tài)？重復(fù)手指套實(shí)驗(yàn)，提煉觀念，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和探究能力。

3.液化放熱

師：同學(xué)們已經(jīng)知道汽化是一個(gè)吸熱的過(guò)程，那么大家猜想一下液化是一個(gè)怎樣的過(guò)程？

生：放熱。

師：提出了猜想之后，我們接下來(lái)要做的就是驗(yàn)證猜想。下面大家一起來(lái)驗(yàn)證猜想。

PPT展示：小籠包照片。

師：假設(shè)小籠包的底部有一鍋沸騰的熱水在蒸小籠包，那么是離鍋?zhàn)罱淖钕聦拥男』\包先熟，還是最上層的先熟？

學(xué)生熱烈討論。有人說(shuō)上層，也有人說(shuō)下層。