基于核心素養(yǎng)下的物理實(shí)踐性教學(xué)初探

張哲

摘要：物理核心素養(yǎng)包括物理觀念、科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。皖西地區(qū)擁有煤電、風(fēng)力、水力、光伏和垃圾等多種發(fā)電形式，如能引進(jìn)到課堂教學(xué)中，則可以豐富學(xué)生的知識(shí)，激發(fā)其主動(dòng)宣傳節(jié)能環(huán)保、節(jié)約資源、保護(hù)國家設(shè)施等有益活動(dòng)的熱情。通過帶領(lǐng)學(xué)生“身臨其境”，充分發(fā)揮其主體性，既能讓學(xué)習(xí)充滿趣味，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和發(fā)散性思維，也能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和探究物理課程教學(xué)的實(shí)踐性，把學(xué)生核心素養(yǎng)的養(yǎng)成落到實(shí)處。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)? 皖西能源? 實(shí)踐性教學(xué)

筆者在參與課題“皖西地區(qū)能源利用現(xiàn)狀與校本課程開發(fā)研究”的過程中，拓展了實(shí)踐性教學(xué)的思路和方法，這與新課標(biāo)所倡導(dǎo)的立德樹人、注重學(xué)生核心素養(yǎng)的養(yǎng)成不謀而合。

皖西地區(qū)擁有煤電、風(fēng)力、水力、光伏和垃圾等多種發(fā)電形式，西電東送高壓直流輸電線穿城而過，其500KV變電站就在城郊。這么多的社會(huì)資源，若能適度地引進(jìn)到課堂教學(xué)中，那不僅可以豐富學(xué)生的知識(shí)，還能激發(fā)他們主動(dòng)地去宣傳節(jié)能環(huán)保、節(jié)約資源、保護(hù)國家設(shè)施等有益活動(dòng)的熱情。通過帶領(lǐng)學(xué)生“身臨其境”，充分發(fā)揮其主體性，既能讓學(xué)習(xí)充滿趣味，培養(yǎng)探究精神以及發(fā)散性思維，也能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，探究物理課程教學(xué)的實(shí)踐性，把學(xué)生核心素養(yǎng)的養(yǎng)成落到實(shí)處。

一、培養(yǎng)學(xué)生對知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)興趣和探究意識(shí)

學(xué)生們通過課本學(xué)習(xí)，對交流電的產(chǎn)生、輸送及輸電損耗等有了基本認(rèn)識(shí)。為了加深印象，我們實(shí)地參觀霍山佛子嶺水電站、金寨梅山水電站和張沖水電站，了解水力發(fā)電的原理是把水的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能。還根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境引導(dǎo)學(xué)生從能量轉(zhuǎn)換的角度了解水力發(fā)電：先由水輪機(jī)把水的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成讓其轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能，再由發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能，電能通過電站附近的升壓變電站完成并網(wǎng)。參觀結(jié)束后讓學(xué)生回去查詢更多有關(guān)水力發(fā)電的知識(shí)。

我們帶領(lǐng)部分學(xué)生實(shí)地考察金寨張沖抽水蓄能電站，現(xiàn)場了解附近的抽水蓄能電站的運(yùn)行方式，使他們通過了解水力發(fā)電的過程、效率、怎樣并網(wǎng)和輸電，以及與煤電的優(yōu)缺點(diǎn)比較等，幫助其建立能量觀念，知道抽水蓄能的調(diào)峰作用，從抽象的物理概念延伸到社會(huì)實(shí)踐與應(yīng)用，由一個(gè)知識(shí)點(diǎn)引發(fā)出另外一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，而且彼此相互關(guān)聯(lián)、相互影響，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究意識(shí)，拓展學(xué)習(xí)范圍。

二、培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)實(shí)踐思考的能力

參觀后，我們會(huì)對學(xué)生提出問題：真實(shí)的大型交流發(fā)電機(jī)是旋轉(zhuǎn)磁極式的，其定子為線圈，轉(zhuǎn)子是勵(lì)磁線圈，利用勵(lì)磁線圈產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，這與課本上介紹的交流發(fā)電機(jī)有所不同，原因是什么？

學(xué)生思考、討論并得出結(jié)論：發(fā)電機(jī)的工作原理是電磁感應(yīng)，因?yàn)榫€圈有較大的質(zhì)量，所以一般將其固定，作為“定子”，而讓磁場進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，作為“轉(zhuǎn)子”，當(dāng)定子線圈切割磁感線時(shí)，在線圈中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢并對外輸出。

真實(shí)的遠(yuǎn)距離高壓輸電是直流輸電，而非交流輸電，這也與課本介紹有很大的不同。引導(dǎo)學(xué)生現(xiàn)場觀察，發(fā)現(xiàn)在輸電線上方還有兩根導(dǎo)線，其作用是形成一個(gè)稀疏的“網(wǎng)”，起避雷作用。進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)，每一根導(dǎo)線由4根導(dǎo)線構(gòu)成，其相對于一根“空心”導(dǎo)線，讓有興趣的同學(xué)回去自學(xué)交流電的趨膚效應(yīng)，給學(xué)生留下學(xué)習(xí)的彈性空間。

學(xué)生從課本到現(xiàn)實(shí)，運(yùn)用已學(xué)知識(shí)去解答實(shí)際問題，然后再回到課本，從而培養(yǎng)思維能力，提高實(shí)踐能力，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到，物理學(xué)博大精深，有著無窮的魅力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的源動(dòng)力。

三、培養(yǎng)學(xué)生全面分析和總結(jié)歸納問題的能力

我們繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生通過書籍、互聯(lián)網(wǎng)等方式查閱資料并帶領(lǐng)學(xué)生實(shí)地考察，自主了解其他發(fā)電方式等相關(guān)知識(shí)，分析各種發(fā)電方式的優(yōu)、缺點(diǎn)。如：

1.火力發(fā)電：到華電六安電廠實(shí)地考察煤電能量轉(zhuǎn)化過程，包括并網(wǎng)中的變壓器、頻率、相位等與課本緊密聯(lián)系的內(nèi)容，也了解脫硫、除塵等環(huán)保措施。

2.風(fēng)力發(fā)電：調(diào)研金寨地區(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，了解風(fēng)力發(fā)電的物理原理，知道風(fēng)力屬于可再生資源，其發(fā)電效率與哪些因素有關(guān)，本地的哪些區(qū)域?qū)儆陲L(fēng)能可利用區(qū)域等。風(fēng)能發(fā)電為什么要采取交流—直流—交流的并網(wǎng)模式等。

3.光伏發(fā)電：考察裕安區(qū)村級集中式光伏電站，了解新能源的產(chǎn)生過程、交直流轉(zhuǎn)換以及并網(wǎng)方法等，綜合評估新能源對環(huán)境的影響，知道國家大力推廣新能源的必要性。

4.垃圾發(fā)電和生物質(zhì)發(fā)電：考察六安城區(qū)和各區(qū)縣垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)、濾水和發(fā)電過程，了解各區(qū)縣生物質(zhì)發(fā)電現(xiàn)狀，對其產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益有一個(gè)初步認(rèn)識(shí)。

5.電力輸送和高壓線路除冰：結(jié)合實(shí)地觀察和多方面獲取信息，對我國的國家電網(wǎng)整體布局和在全球的領(lǐng)先地位有一個(gè)清楚的了解，初步了解高壓線路如何除冰。

對于以上知識(shí)點(diǎn)，要求學(xué)生用表格的形式將各種發(fā)電方式的不同特點(diǎn)串起來，分析它們的不同和優(yōu)、缺點(diǎn)，從物理原理、發(fā)電效率、社會(huì)效益、環(huán)保等維度綜合分析，各種發(fā)電方式之間可以取長補(bǔ)短，實(shí)際規(guī)劃中都要科學(xué)評估，使之發(fā)揮最大效益，從而培養(yǎng)學(xué)生的分析、歸納能力。

四、幫助學(xué)生樹立正確的價(jià)值觀和社會(huì)責(zé)任感

1.結(jié)合之前考察的內(nèi)容，讓學(xué)生談?wù)勀壳氨镜厮Πl(fā)電占比較大的原因。六安山區(qū)面積大，水量充沛，是建造水電站的理想場所，水能開發(fā)又起步早，使皖西地區(qū)水能資源得到了較好的開發(fā)利用，讓學(xué)生們熱愛自己的家鄉(xiāng)，為以后建設(shè)自己的家鄉(xiāng)提供動(dòng)力。

2.結(jié)合新能源，讓學(xué)生意識(shí)到，新能源的引入在環(huán)境保護(hù)和節(jié)能減排等方面取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。如：六安市生活垃圾焚燒發(fā)電使垃圾得到充分燃燒，焚燒產(chǎn)生的有害物質(zhì)可以被爐內(nèi)的高溫充分分解，減量化和無害化處理，實(shí)現(xiàn)變廢為寶，改善環(huán)境，為城市建設(shè)清潔、舒適、優(yōu)美、文明的現(xiàn)代化生態(tài)園林城市做出貢獻(xiàn)。

3.結(jié)合遠(yuǎn)距離輸電內(nèi)容了解我國目前采用的是世界上最先進(jìn)的1100KV特高壓輸電相關(guān)知識(shí)，即準(zhǔn)東—皖南（新疆吉昌—安徽宣城）輸電工程，2019年9月正式投入運(yùn)行，表明我國已成為世界上遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)最先進(jìn)的國家，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情，提高民族自豪感。

物理學(xué)是一門應(yīng)用學(xué)科，學(xué)生的學(xué)習(xí)若能與社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)結(jié)合起來，學(xué)以致用，這將是物理教與學(xué)的質(zhì)的飛躍。教學(xué)過程是教學(xué)相長的過程，要想充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，體現(xiàn)學(xué)生的主體性，教師必須經(jīng)常涉獵新鮮知識(shí)，將生活中的現(xiàn)象引入課堂，通過“身邊的例子”，更加形象、生動(dòng)地分析課本知識(shí)，并充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生自主探究、調(diào)研，使探究和創(chuàng)新活動(dòng)更加豐富多彩，從而達(dá)到更好的效果。

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