基于核心素養(yǎng)的物理教學(xué)設(shè)計(jì)探究

摘 要：基于核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求，課堂教學(xué)方式發(fā)生轉(zhuǎn)變，對教師也提出新的要求.本文以教科版九年級(jí)上冊“科學(xué)探究：歐姆定律”的教學(xué)設(shè)計(jì)為例，深度挖掘教材內(nèi)容，突出核心素養(yǎng)培養(yǎng)點(diǎn)，重構(gòu)教學(xué)設(shè)計(jì)，運(yùn)用科學(xué)探究，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng).

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);教學(xué)設(shè)計(jì);歐姆定律

中圖分類號(hào)：G633.7???? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B???? 文章編號(hào)：1008-4134（2021）24-0042-03

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

2016年中國學(xué)生發(fā)展物理學(xué)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(xué)生能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力.中小學(xué)教育進(jìn)入“核心素養(yǎng)時(shí)代”，物理學(xué)科核心素養(yǎng)主要包括“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個(gè)方面.初中物理對于學(xué)生初步認(rèn)識(shí)物理觀念、建立科學(xué)思維、激發(fā)探究意識(shí)、培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和責(zé)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(guān).本文以教科版九年級(jí)上冊“科學(xué)探究：歐姆定律”的教學(xué)設(shè)計(jì)為例，淺析核心素養(yǎng)下的物理教學(xué)設(shè)計(jì).

1 研讀教材，確定核心素養(yǎng)培養(yǎng)點(diǎn)

“科學(xué)探究：歐姆定律”屬于規(guī)律探究新課，《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》的要求為：“通過實(shí)驗(yàn)，探究電流與電壓、電阻的關(guān)系，理解歐姆定律.”依據(jù)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(xué)思維方法，學(xué)生充分探究電流與電壓、電阻的關(guān)系，滲透科學(xué)態(tài)度與責(zé)任.

2 設(shè)計(jì)教學(xué)過程，突出核心素養(yǎng)教學(xué)點(diǎn)

以往物理探究實(shí)驗(yàn)以教師演示為主，學(xué)生觀看實(shí)驗(yàn)得出數(shù)據(jù)，進(jìn)而歸納出結(jié)論，在培養(yǎng)學(xué)生探究能力與激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究方面都存在不足.而核心素養(yǎng)的核心是讓學(xué)生全面發(fā)展，充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中思考、在思考中探究、在探究中提高能力.本節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)，在情境中引入，在探究中引導(dǎo)，在問題中點(diǎn)撥，在歸納中總結(jié)，在評(píng)價(jià)中反饋.

2.1 創(chuàng)設(shè)情境，引入新課

首先學(xué)生分組就坐，每個(gè)小組桌子上有燈泡、電流表、滑動(dòng)變阻器、電池等電學(xué)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(xué)生設(shè)計(jì)電路，呈現(xiàn)出兩種不同的電路：一是改變電池個(gè)數(shù)，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(dòng)變阻器，移動(dòng)滑片記錄燈泡亮度.進(jìn)一步提問：燈泡亮度變化時(shí)，與燈泡串聯(lián)的電流表示數(shù)有沒有變化？怎么改變？

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生動(dòng)手設(shè)計(jì)電路，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，

逐步引入探究主題.學(xué)生觀察電流表示數(shù)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)燈泡亮度變化時(shí)電路中電流也發(fā)生改變.進(jìn)一步提問：在第一個(gè)電路中什么改變導(dǎo)致電流變化？學(xué)生答到“電池?cái)?shù)量改變”，電池增加，電路中什么會(huì)變化？學(xué)生答：“是電壓.”接著提問在第二個(gè)電路中是什么導(dǎo)致電流變化？學(xué)生答“電阻改變”.由上面情境學(xué)生會(huì)猜想影響電流的兩個(gè)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(guān)系，研究這個(gè)問題我們需要借助什么探究方法？

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)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(guān)系;控制電壓不變，探究電流與電阻的關(guān)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(guān)系.

2.3 設(shè)計(jì)電路，展示電路圖

小組交流設(shè)計(jì)電路，教師加以引導(dǎo).此環(huán)節(jié)能激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)參與感，提升學(xué)生將想法落實(shí)落地的“科學(xué)思維能力”，增強(qiáng)學(xué)生之間互相配合、互相學(xué)習(xí)的科學(xué)態(tài)度.將某組學(xué)生設(shè)計(jì)的電路圖投影在多媒體上（如圖1所示，不考慮電源內(nèi)阻的影響）.

2.4 多種電路設(shè)計(jì)展示，啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)造思維

提問：是否有同學(xué)還設(shè)計(jì)出不同的電路？此時(shí)有學(xué)生舉手展示自己設(shè)計(jì)的電路（如圖2所示），電路連入滑動(dòng)變阻器.實(shí)驗(yàn)中改變定值電阻大小，電路中電流也會(huì)改變，提問：定值電阻兩端的電壓是否保持不變？學(xué)生回答：“會(huì)改變.”進(jìn)一步引導(dǎo)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(xué)生會(huì)想到借助滑動(dòng)變阻器.滑動(dòng)變阻器有什么作用？接下來學(xué)生進(jìn)一步探究當(dāng)移動(dòng)滑片時(shí)，觀察電壓表示數(shù)并讓電壓表示數(shù)不變.引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)滑動(dòng)變阻器作用是保證定值電阻兩端的電壓恒定不變.

學(xué)生設(shè)計(jì)電路圖如圖3所示，根據(jù)并聯(lián)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(shù).此設(shè)計(jì)電路可一次性地得出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，避免多次實(shí)驗(yàn).

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生展示不同設(shè)計(jì)的電路圖，有利于開闊學(xué)生視野，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神，培育學(xué)生發(fā)散思維.在思考對比不同電路設(shè)計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)時(shí)加深對該實(shí)驗(yàn)的理解.

2.5 科學(xué)實(shí)驗(yàn)

學(xué)生交流，選擇電路設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集記錄在表1中.教師指導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后整理器材.其中一組學(xué)生選擇5Ω、10Ω、15Ω、20Ω電阻，定值電阻兩端恒定為6V，記錄數(shù)據(jù)見表1，并作出I-R曲線如圖4所示.

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)動(dòng)手能力和科學(xué)探究能力;在數(shù)據(jù)收集整理過程中，培養(yǎng)學(xué)生客觀務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度.同時(shí)教師在指導(dǎo)學(xué)生存在的不足之處時(shí)，契合了“學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的教學(xué)理念.

2.6 總結(jié)結(jié)論，得出規(guī)律

學(xué)生以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，通過分析數(shù)據(jù)，歸納總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：當(dāng)定值電阻兩端電壓保持不變時(shí)，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(xué)家歐姆探究該定律的曲折歷史.

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生分析歸納結(jié)論和得出規(guī)律的過程，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力.講解科學(xué)家歐姆探究該定律過程，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)家刻苦研究的崇尚感，激發(fā)學(xué)生勇于探究、終身學(xué)習(xí)的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任.

3 評(píng)價(jià)學(xué)生素養(yǎng)

有效的教學(xué)評(píng)價(jià)對了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況、安排教學(xué)內(nèi)容、深化學(xué)生核心素養(yǎng)起到了不可替代的作用.對已有習(xí)題進(jìn)行整合歸納，對學(xué)生探究過程出現(xiàn)的問題歸納.以此筆者設(shè)計(jì)一道例題，對學(xué)生進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià).

例題：在“探究電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)過程中，小明選擇了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω五個(gè)電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，電路圖如圖5所示.

（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線將圖6中未完成的實(shí)物電路連接完整，且使滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí)電流表示數(shù)變大.（導(dǎo)線不能交叉）

（2）連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)處于________（選填“斷開”或“閉合”）狀態(tài).

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

A.電阻開路???? B.電流表壞了

C.滑動(dòng)變阻器短路? D.電阻短路

（4）排除電路故障后繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器除了起到保護(hù)電路的作用外，還起到________的作用.實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)把5Ω的電阻換成10Ω的電阻后，應(yīng)把滑動(dòng)變阻器的滑片向________（選填“左”或“右”）滑動(dòng)，同時(shí)眼睛觀察________才可能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?

（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作出I-R圖像如圖7所示.分析圖像可得出結(jié)論：________.

設(shè)計(jì)意圖：本題從教學(xué)中學(xué)生遇到的問題出發(fā)，夯實(shí)物理概念“歐姆定律”，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、嚴(yán)謹(jǐn)分析的科學(xué)態(tài)度，建立這一類題目解答的物理模型.

4 反思課堂教學(xué)

本節(jié)課屬于規(guī)律探究型課.在教學(xué)設(shè)計(jì)中，依照核心素養(yǎng)的要求，以探究活動(dòng)為主線，以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，盡可能讓學(xué)生完整地經(jīng)歷科學(xué)探究過程，體驗(yàn)科學(xué)探究方法，收獲探究過程的樂趣，激發(fā)學(xué)生的探究欲望和探究精神，培養(yǎng)不畏艱辛、堅(jiān)持不懈的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任.歐姆定律對初中電學(xué)具有舉足輕重的作用，設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)?zāi)軒椭鷮W(xué)生深刻理解歐姆定律，為后續(xù)電學(xué)學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ).

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（收稿日期：2021-06-22）