指向核心素養的初中物理教學——以“機械能與內能的相互轉化”教學為例

張雙紅

(江蘇省揚州市朱自清中學 225000)

一、充實人文底蘊，培養科學精神與自主發展意識

物理當中有很多物理量以及定理定律是由科學家的名字命名的，于學生而言，注重物理學史的積累，理解并且掌握與所學知識對應的古今中外的物理學家在其知識領域范圍內的科研成果以及研究經歷，了解前人通過了什么方法使用了哪些途徑歸納了這些定理定律、發現了某些物理現象，充實物理學科底蘊.由于在這個過程中，學生不再為人名紛雜而苦惱從而降低了學習難度，產生了一定的物理興趣，豐富了自己的學科知識，掌握了物理學科文化.

在物理這門自然學科的探索中培養科學精神，掌握一定的學科知識、科學原理和方法，從而使用科學知識分析問題、解決問題.這樣才有利于培養學生核心素質，與此同時提升教學效果.

例如在學習蘇教版九年級上冊物理第十二章第四節“機械能與內能相互轉化”這一章節中，介紹了“做功——改變物體內能的另一種方式”這一知識點時，教師若只將：W=ΔQ這個公式呈現于學生面前而不是帶領學生進行演變，那這種灌輸式教育則會使學生形成不求甚解的惡劣學習習慣.接下來我們舉一書中第12章第4節的“機械能與內能相互轉化”教學實例來說明如何避免上述現象的發生：

案例一：“機械能與內能相互轉化”教學設計片段(上課前一天讓學生通過互聯網等渠道自行尋找電子式火花發生器的工作原理)

【新課導入】馬路上的小汽車是靠什么工作的？高速行駛后的小汽車的車胎溫度是怎樣的呢？

【學生作答】汽車靠汽油工作；輪胎變得很熱.

【教師引導】那汽車的燃料是怎樣使汽車發動機工作的？為什么輪胎又會變得很熱呢？

【學生猜想】燃燒放熱，使得發動機工作，輪胎溫度升高是因為摩擦生熱啦.

【實驗演示】1)在立方體小透明塑料盒的一面扎個小孔；2)將電子式火花發生器的放電針管緊緊地塞進孔中，并且把塑料盒和發生器固定在一起；3)把盒蓋打開，用注射器向里面滴入幾滴酒精；4)將盒蓋蓋上，按動電火花發生器按鈕，酒精瞬間被點燃.

【教師提問】你們觀察到了什么現象？猜想為什么會發生這種現象呢？

【學生觀察】盒蓋被彈走了，有可能是酒精燃燒使得瓶蓋被彈走

【教師引導】燃氣把蓋子推走了，可以用我們之前學習過的知識點進行專業解釋，這叫做什么現象？

【學生回答】做功，上述現象說明燃氣對小瓶蓋做功了

【教師引導】還可不可以從能量守恒的角度進一步總結一下，并且把這個小例子與我們開篇提到的第一個問題聯系到一起，燃料燃燒，燃氣對外做功，那么燃氣的什么能量發生了怎樣的變化，而小瓶蓋被彈高，這其中又有什么能量發生了變化呢？

【學生歸納】燃料燃燒，燃氣對外做功，燃氣的內能減少，轉化成了小瓶蓋的動能和勢能，也就是機械能，同樣的也是燃料的內能轉化成機械能使得小汽車運動.

【教師整理】通過以上探究得到結論：

(1)做功——改變物體內能的另外一種方式；

(2)內能可以轉化成機械能.

【教師引導】思考開篇的第二個問題，高速行駛后的小汽車的車胎溫度是怎樣的呢？并且根據以上的學習，請同學分組討論出原因，最后得出一個結論.

【歸納總結】內能和機械能二者可以相互轉化.

【課后討論】生活中還有哪些類似的例子呢？同學們可不可以自己制作一下小實驗進行演示

在上述教學過程中，無論是從課前準備還是課上啟發提問，都時刻貫徹啟發式教學方針，讓學生注重用科學文化知識對現象進行分析，在學習中自主探索、歸納總結，促進中學生核心素養的養成.

二、增強社會參與意識，加強實踐創新精神培養

對于中學生而言，其社會參與意識還很微弱，因此在教學過程中，應該在細微處加強這方面的教育工作.中學物理教學主要重視學生對物理現象的探索，這種特點成就了物理教師需要善于使用需要小組討論的教學手段.以蘇教版九年級上冊物理第十二章第四節“機械能與內能相互轉化”為例，在進行第54頁活動12.8“比較質量相同的不同燃料充分燃燒時放出的熱量”這個小實驗探索式時，采用小組合作的方式，如圖1.

圖1

通過觀察兩個燒杯中溫度計的示數不同的現象，得出初步結論：“質量相等的酒精和碎紙片都充分燃燒后，燒杯中水溫變化不一致”，最后得到結論：質量相等的不同燃料，充分燃燒所放出的熱量一般是不相等的.之后由教師引導出物理量-熱值，結合實驗結果給出定義：燃料完全燃燒放出的熱量與燃料的質量之比，叫做這種燃料的熱值，質量為m的燃料，完全燃燒放出的熱量為Q=mq.

以上教學實例既是小組合作的示例，又是教學手段中實驗法的示例.實踐出真知，很多物理知識需要學生親手通過實驗之后才能有所認識并且理解，并且教師不光要鼓勵學生實踐，更重要的是鼓勵學生實踐之后，將所見所知所學反過來為自己所用，在學習上實現舉一反三，在生活中實現創新.再舉例蘇教版九年級上冊第十二章第四節“機械能與內能”第三節課：“物質的比熱容”，由于“比熱容”這個物理名詞的定義比較抽象，初中學生不能通過字面意思很好的理解它，因此在教學設計上面整節采用實驗探究方法,如圖2.

圖2

通過本次實驗，學生了解了比熱容這個概念，然后鼓舞學生利用不同物質比熱容不同的特點來進行創新應用到生活中——例如某個學生提出利用水的比熱容比空氣大這一特點在室內設計一個簡易水循環裝置來降低夏季室內空氣熱量，這樣既節能又環保.

始終指向學生核心素養的培養，這是初中物理教師在教學過程中的根本方向，這引導物理教師以學生為本，因材施教，在教育教學過程中結合教育素材選擇討論法、實驗法等適合學生的教學手段，充實學生的物理人文底蘊，培養科學精神與自主發展意識，增強社會參與意識，加強實踐創新精神培養，并且在生活方面幫助學生養成健康的生活方式，以此來實現學生核心素養全面發展的目標.