物理定律教學中的“尺度”和“溫度”

余艷青 查曉虎

摘要：新課程方案及標準更加關注學生素養的培養及各學科核心素養的達成。本文闡述了在關注學生核心素養發展的背景下，物理定律教學如何既能準確地把握科學“尺度”，同時又能較好地體現人文“溫度”，從經驗感知激發興趣、實驗探究透視定律、學史追溯升華情感、實際應用推廣定律四個方面進行了闡述和分析。

關鍵詞：物理定律教學??核心素養??科學尺度??人文溫度

初中物理學是科學重要的組成部分，是學生踏上科學之旅的第一步。物理定律是初中物理教學中的重點，也是難點，定律具有客觀性、可驗證性和規律性。對于定律的教學，不能局限在“教師照本宣讀，學生懵懂接受”，這樣的定律教學只能體現出科學的標準尺度，不能體現出教育的人文溫度。核心素養問題的提出，強調培養學生的核心素養，更注重教育的人文性。基于“關注知識，更關注人”的理念，為達到創新物理定律的教學方法、培養學生核心素養的目標，筆者認為在物理定律教學中既要有科學的“尺度”，又要有人文的“溫度”！

本文以《焦耳定律》教學為例，簡述物理定律教學中如何融合科學“尺度”和人文“溫度”。

一、經驗感知?激發興趣

初中生的生活經驗已經相當豐富，他們對于社會生活的體驗基本獨立、成熟，因此對很多實例都有自己的體會和見解。物理課堂教學中，充分利用學生熟知的生活經驗，架起社會與科學的橋梁，讓生活與物理融會貫通，利于從生活走向物理。

在《焦耳定律》教學導入部分，我們如果能跳出教材中展示的電熨斗、暖風機等電器的例子，轉而從學生更感興趣的電器入手會更好。比如：“××同學趁媽媽去買菜不好好寫作業偷偷看電視，但是他的媽媽一回來就發現了！你們猜他的媽媽是怎么知道他偷看了電視？”很多同學都有這樣的經歷，于是立刻會心一笑：“他的媽媽一定是摸了電視，發現電視是熱的！”教師順勢便可以提出“電視的熱量從哪里來”的問題。學生很容易明白“電流通過導體時電能可以轉化成內能”，自然地就引出電流的熱效應！試舉出生活中你常見的利用電流熱效應的例子，學生通過回想生活、預習課本便能舉出很多利用電熱的例子。進一步提問：在以上例子中哪些電器主要是利用電流的熱效應的？學生能想到電飯煲、電熨斗等。

經驗感知，利用熟悉的生活素材再現情景，學生的學習興趣和求知欲得到激發，科學品質便能得以培養。這樣既貫徹了“從生活走向物理”的理念，又培養了學生樂于觀察、勤于思考的科學品質。

二、實驗探究?透視定律

實驗探究需要依照科學探究的步驟和方法進行，教學中教師要對學生加以引導，主導整個實驗進程的方向。日常生活中，有的電器產生電熱快而多，比如電飯鍋、電熨斗等，有的產生電熱慢且少，如電視機、電腦等。提出問題：電流通過導體時產生熱的多少與什么因素有關？學生根據經驗會提出很多可能的影響因素。教師要積極引導學生關注本節的重點研究對象，鎖定研究目標：研究電熱與電流、電阻和通電時間的關系;確定研究方法：控制變量法。學生自主學習后，完成實驗設計，教師對實驗設計加以評述和總結，然后再進行實驗演示。教材中的實驗是通過電熱絲加熱空氣，進而引起液面的變化來間接證明產生的熱量多少的，實驗現象很明顯。

通過實驗現象得出實驗結論，要能體現出在探究過程中的證據意識，不擴大也不縮小現象的本質，得出經得起考驗的結論。實驗的結論只能簡單地說明各個物理量之間的關系，要將相應關系轉化成定量關系必須要借助于數學推理。首先明確推理的條件：當電流做功全部轉化為熱能時，根據電功的計算公式和歐姆定律，推出電熱的計算公式，從理論上證明了Q=W=I2Rt。再進一步用文字將Q=W=I2Rt表述出來，文字的表達即是焦耳定律。科學的邏輯推導，不僅融合了各學科知識，增強了學生的綜合應用能力，而且培養了學生科學的邏輯推理思維和邏輯推理能力。

在嚴密的實驗探究過程中，學生很容易體會到定律得出的過程和方法，學生科學探究的能力得以提升。同時，學生實驗過程中的交流與合作能力也得以增強了，包括師生合作和生生合作能力。在確定了共同的實驗目標之后，師生間、實驗小組生生間更易產生共同的話題。實驗之后，學生要理解實驗的過程需要通力協作，如互相的溝通和交流等。學生在交流時也可以提出一些質疑甚至批判，允許學生有不同的見解和看法，積極引導學生進行合理的批判。實驗探究不僅容易掌握定律內容，而且能透視定律內容外延，達到了素質教育的目的;實驗之后的交流與批判，能夠培養學生的科學品質和科學素養，尤其是培養學生的物理核心素養。

三、學史追溯?升華情感

滲透定律之后，追溯焦耳定律探究的物理學史，了解關于物理學家焦耳的探究歷程。40年400多次的實驗，焦耳定律最終得以提出。學生從學史追溯中得到啟示：科學研究之路是艱辛漫長的，要想取得科學成就必須具有攻堅克難、堅韌不拔的科學精神和科學態度。

通過對初中物理學的學習，學生了解了科學發展的歷史，更知道了人類發展離不開科學技術，科學、技術、社會三者形成的STS系統相互關聯、有機融合、協調發展和提升。對物理學史的了解和學習，能在傳授知識、培養能力的同時，引起同學們在科學態度與責任方面的共鳴，在教學中全面培養物理核心素養。

科學來源于生活，更要服務于生活。科技讓生活更美好。同時，我們要敬畏自然、保護環境，促進資源的可持續發展。我們能為人類進步所做的就是把握現在的學習時光，期許未來能站在巨人的肩膀上，促進人類更好地發展。學史追溯，有利于激起學生強烈的科學情感和科學態度，有利于樹立學生正確的價值觀，有利于升華學生的科學態度和責任感。

四、實際應用?推廣定律

在初中物理學教學中應該明確，最終我們要“從物理走向社會”。定律最終是要服務于生活實踐的，能用焦耳定律進行計算是定律應用的重點。分析和解決實際問題時，應強調焦耳定律的適用條件和應用范圍。

電能轉化成內能（如電熨斗、電飯煲、電暖片等），我們的生活才如此豐富多彩！但有時電熱也會給我們帶來麻煩（如電視機、導線、電腦主機等）。在生活中，我們要利用電熱給人類帶來巨大福利，也要避免它可能給我們帶來的危害。學習電熱的利用和防止，應注重培養學生的辯證思維能力。學生能辯證地看待問題，利于以后更全面地看問題，思維方式也得以發展和進步。

可見，初中物理學的學習，不僅要涉及物理觀念的建立、科學思維的培養，更要注重科學探究能力和科學態度與責任感的培養。在物理定律的教學中，要習得知識，更應將相應的品格和能力內化成自己的科學品質和科學情感，即物理定律教學中要注重素質教育和學生的物理核心素養培養。如此，物理定律的教學便有了科學的標準尺度，也有了教育的人文溫度！

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責任編輯：丁?蔚