基于核心素養(yǎng)的物理教學設計探究

摘 要：基于核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求，課堂教學方式發(fā)生轉變，對教師也提出新的要求.本文以教科版九年級上冊“科學探究：歐姆定律”的教學設計為例，深度挖掘教材內容，突出核心素養(yǎng)培養(yǎng)點，重構教學設計，運用科學探究，培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng).

關鍵詞：核心素養(yǎng);教學設計;歐姆定律

中圖分類號：G633.7???? 文獻標識碼：B???? 文章編號：1008-4134（2021）24-0042-03

作者簡介：童兵（1992-），男，重慶巫山人，碩士，中學一級教師，研究方向：中學物理教學.

2016年中國學生發(fā)展物理學科核心素養(yǎng)正式發(fā)布.發(fā)展核心素養(yǎng)，主要是指培育學生能夠適應終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力.中小學教育進入“核心素養(yǎng)時代”，物理學科核心素養(yǎng)主要包括“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態(tài)度與責任”四個方面.初中物理對于學生初步認識物理觀念、建立科學思維、激發(fā)探究意識、培養(yǎng)科學態(tài)度和責任具有極其重要的地位，但如何發(fā)展核心素養(yǎng)卻是擺在每一位物理教師面前的難關.本文以教科版九年級上冊“科學探究：歐姆定律”的教學設計為例，淺析核心素養(yǎng)下的物理教學設計.

1 研讀教材，確定核心素養(yǎng)培養(yǎng)點

“科學探究：歐姆定律”屬于規(guī)律探究新課，《義務教育物理課程標準（2011年版）》的要求為：“通過實驗，探究電流與電壓、電阻的關系，理解歐姆定律.”依據核心素養(yǎng)要求，物理觀念為“歐姆定律”，借助控制變量法的科學思維方法，學生充分探究電流與電壓、電阻的關系，滲透科學態(tài)度與責任.

2 設計教學過程，突出核心素養(yǎng)教學點

以往物理探究實驗以教師演示為主，學生觀看實驗得出數據，進而歸納出結論，在培養(yǎng)學生探究能力與激發(fā)學生的科學探究方面都存在不足.而核心素養(yǎng)的核心是讓學生全面發(fā)展，充分發(fā)揮學生的主體地位，讓學生在學習中思考、在思考中探究、在探究中提高能力.本節(jié)課教學設計，在情境中引入，在探究中引導，在問題中點撥，在歸納中總結，在評價中反饋.

2.1 創(chuàng)設情境，引入新課

首先學生分組就坐，每個小組桌子上有燈泡、電流表、滑動變阻器、電池等電學器材.提出問題：燈泡發(fā)光后，如何讓燈泡亮度發(fā)生變化？學生設計電路，呈現出兩種不同的電路：一是改變電池個數，將1節(jié)電池改為2節(jié)電池，并分別記錄燈泡亮度.二是借助滑動變阻器，移動滑片記錄燈泡亮度.進一步提問：燈泡亮度變化時，與燈泡串聯的電流表示數有沒有變化？怎么改變？

設計意圖：學生動手設計電路，激發(fā)學習興趣，

逐步引入探究主題.學生觀察電流表示數，發(fā)現當燈泡亮度變化時電路中電流也發(fā)生改變.進一步提問：在第一個電路中什么改變導致電流變化？學生答到“電池數量改變”，電池增加，電路中什么會變化？學生答：“是電壓.”接著提問在第二個電路中是什么導致電流變化？學生答“電阻改變”.由上面情境學生會猜想影響電流的兩個因素：電壓和電阻.

2.2 提出問題，引發(fā)思考

電流與電壓、電阻有什么關系，研究這個問題我們需要借助什么探究方法？

設計意圖：學生討論得出控制變量法.在討論環(huán)節(jié)中，梳理探究思路：控制電阻不變，探究電流與電壓的關系;控制電壓不變，探究電流與電阻的關系.本節(jié)先保持電阻兩端電壓不變，探究電路中電流與電阻的關系.

2.3 設計電路，展示電路圖

小組交流設計電路，教師加以引導.此環(huán)節(jié)能激發(fā)學生的主動參與感，提升學生將想法落實落地的“科學思維能力”，增強學生之間互相配合、互相學習的科學態(tài)度.將某組學生設計的電路圖投影在多媒體上（如圖1所示，不考慮電源內阻的影響）.

2.4 多種電路設計展示，啟發(fā)學生創(chuàng)造思維

提問：是否有同學還設計出不同的電路？此時有學生舉手展示自己設計的電路（如圖2所示），電路連入滑動變阻器.實驗中改變定值電阻大小，電路中電流也會改變，提問：定值電阻兩端的電壓是否保持不變？學生回答：“會改變.”進一步引導探究的前提條件是定值電阻兩端電壓保持不變，怎樣保持定值電阻兩端電壓不變？學生會想到借助滑動變阻器.滑動變阻器有什么作用？接下來學生進一步探究當移動滑片時，觀察電壓表示數并讓電壓表示數不變.引導學生總結滑動變阻器作用是保證定值電阻兩端的電壓恒定不變.

學生設計電路圖如圖3所示，根據并聯電路電壓相同，R1、R2、R3、R4兩端電壓相同，定值電阻不同，讀出4只電流表示數.此設計電路可一次性地得出實驗數據，避免多次實驗.

設計意圖：學生展示不同設計的電路圖，有利于開闊學生視野，培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神，培育學生發(fā)散思維.在思考對比不同電路設計優(yōu)缺點時加深對該實驗的理解.

2.5 科學實驗

學生交流，選擇電路設計進行實驗，并將實驗數據收集記錄在表1中.教師指導學生在實驗過程中出現的問題，實驗結束后整理器材.其中一組學生選擇5Ω、10Ω、15Ω、20Ω電阻，定值電阻兩端恒定為6V，記錄數據見表1，并作出I-R曲線如圖4所示.

設計意圖：學生動手操作實驗，培養(yǎng)動手能力和科學探究能力;在數據收集整理過程中，培養(yǎng)學生客觀務實的科學態(tài)度.同時教師在指導學生存在的不足之處時，契合了“學生為主體、教師為主導”的教學理念.

2.6 總結結論，得出規(guī)律

學生以實驗為基礎，通過分析數據，歸納總結實驗結論：當定值電阻兩端電壓保持不變時，通過定值電阻的電流與電阻成反比.得出歐姆定律.介紹科學家歐姆探究該定律的曲折歷史.

設計意圖：學生分析歸納結論和得出規(guī)律的過程，培養(yǎng)學生科學探究能力.講解科學家歐姆探究該定律過程，培養(yǎng)學生對科學家刻苦研究的崇尚感，激發(fā)學生勇于探究、終身學習的科學態(tài)度與責任.

3 評價學生素養(yǎng)

有效的教學評價對了解學生學習情況、安排教學內容、深化學生核心素養(yǎng)起到了不可替代的作用.對已有習題進行整合歸納，對學生探究過程出現的問題歸納.以此筆者設計一道例題，對學生進行教學評價.

例題：在“探究電流與電阻的關系”實驗過程中，小明選擇了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω五個電阻進行實驗，電路圖如圖5所示.

（1）請用筆畫線代替導線將圖6中未完成的實物電路連接完整，且使滑動變阻器滑片向右移動時電流表示數變大.（導線不能交叉）

（2）連接電路時，開關應處于________（選填“斷開”或“閉合”）狀態(tài).

（3）連接好電路，閉合開關，發(fā)現電流表沒有示數，移動滑動變阻器的滑片，電壓表示數始終接近電源電壓.造成這一現象的原因可能是________（填字母）.

A.電阻開路???? B.電流表壞了

C.滑動變阻器短路? D.電阻短路

（4）排除電路故障后繼續(xù)進行實驗.實驗中，滑動變阻器除了起到保護電路的作用外，還起到________的作用.實驗中，當把5Ω的電阻換成10Ω的電阻后，應把滑動變阻器的滑片向________（選填“左”或“右”）滑動，同時眼睛觀察________才可能達到實驗目的.

（5）根據實驗數據，作出I-R圖像如圖7所示.分析圖像可得出結論：________.

設計意圖：本題從教學中學生遇到的問題出發(fā)，夯實物理概念“歐姆定律”，培養(yǎng)學生獨立思考、嚴謹分析的科學態(tài)度，建立這一類題目解答的物理模型.

4 反思課堂教學

本節(jié)課屬于規(guī)律探究型課.在教學設計中，依照核心素養(yǎng)的要求，以探究活動為主線，以學生為主體，教師為主導，盡可能讓學生完整地經歷科學探究過程，體驗科學探究方法，收獲探究過程的樂趣，激發(fā)學生的探究欲望和探究精神，培養(yǎng)不畏艱辛、堅持不懈的科學態(tài)度與責任.歐姆定律對初中電學具有舉足輕重的作用，設計探究實驗能幫助學生深刻理解歐姆定律，為后續(xù)電學學習奠定良好的基礎.

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（收稿日期：2021-06-22）