核心素養背景下初中物理課堂教學策略

初中階段，物理是培養學生科學思維、科學探究能力的關鍵科目，立足核心素養角度，教師應當重視更新教學理念，創新教學模式，為學生構建高效課堂，以鍛煉學生的綜合學習能力。本文以人教版物理“電流與電壓和電阻的關系”為例，從創設生活情境、鼓勵學生質疑、小組合作開展實驗探究、發揮信息技術優勢等角度，詳細闡述核心素養背景下初中物理課堂教學的具體措施，希望能夠為相關教師帶來理論與實踐的參考。

一、積極創設生活教學情境，借助問題驅動學生思考

在課堂導人環節，教師可以為學生展示一盞臺燈，然后向學生提出問題。

教師：同學們，請看我手中的這盞臺燈，當我調到不同的亮度時，燈泡的亮度會發生變化，這一現象包含了哪些物理知識？

學生：燈泡的亮度應該與電流大小有關。

教師：非常正確，請你繼續思考：電流大小又與哪些因素有關？

學生經過思考，可能會提出：電流大小與電壓有關系，也與電阻有關系。這樣的情境導人可以有效提高學生的探究興趣，為接下來的教學奠定基礎。

探究問題1：電流與電壓的關系是怎樣的？

教師：這是一個普通的電路，我們首先接入一個小燈泡，然后加大電源的電壓，請思考電流會出現什么變化？

學生：電流會隨著電壓的增加而增大。

教師：請保留你們的猜想。

探究問題2：電流與電阻的關系是怎樣的？

教師：讓我們繼續思考：在原來的電路中，如果電壓始終保持不變，我們通過更換不同瓦數的燈泡，電流會發生變化嗎？

學生：會發生變化，因為燈泡中的電阻是不相同的。

教師：非常正確。

探究問題3：如何設計實驗確保變量控制？

教師：我們都知道，電流可能與電壓或者電阻有關系，但應如何借助實驗探究這一關系的具體特征？

學生：實驗設計應該遵循控制變量法，只保留一個變量，這樣才能準確得出結論

教師：你的想法非常正確，簡單而言，如果我們要探究電流與電壓的關系，電阻就要始終不變。如果我們要探究電流與電阻的關系，那么電壓要保持不變。請你記住這個結論，因為后續的實驗我們會用到這個結論。

教師借助學生見過的臺燈引出本節課的內容，然后通過創設與學生生活經驗有關的情境，使學生產生深度學習的欲望，并在教師的引導下猜想電流、電壓、電阻之間的關系。這一環節很好地培養了學生的邏輯思維能力和科學探究精神。

二、鼓勵學生提出合理假設，促進學生創新思維的發展

教師：剛才我們在簡單的實驗中驗證了以下這一結論：當電壓增大時，電流會增大;當電阻增大時，電流卻減小。請同學們繼續思考：我們應如何表示電流、電壓、電阻三者之間的關系？

學生：電壓增大時，電流增大，因此電流和電壓之間應該是成正比關系的。當然，這一結論是在電阻不變的前提下才能成立。

教師：非常正確。那么，電流和電阻之間有什么關系呢？

學生：當電壓始終不變時，如果電阻增加，電流會減小，因此電阻和電流之間應該是反比關系。

教師：你們的發言非常正確，接下來請你們將兩個公式結合起來，形成一個更加完整的數學表達式，然后我們就需要用實驗探究這個表達式是否正確。請繼續思考下面這個問題：我們已經初步了解電流與電壓和電阻之間存在某種關系，但生活中的電路是非常復雜的，除了電壓和電阻，還有哪些因素可能會影響電流？

學生：外界的環境應該也會影響到電流，如溫度、濕度都會影響電阻，進而影響電流。

學生：整個電路中的材質也會影響電流，因為金屬的電阻率是各不相同的。

教師：你們的想法是正確的！接下來，我們將繼續借助實驗，探究影響電流的更多因素。

三、重視師生互動，引導學生初步形成實驗方案

（一）教師提出關鍵問題，引導學生思考控制變量

教師：同學們，本次實驗設計的最終目標是探究電流與電壓與電阻之間的關系。剛才提到，我們需要用到控制變量的方法。具體而言，我們應該如何研究某一個量對電流的具體影響呢？

學生：保持一個量不變，然后讓另一個量呈規律性的變化，觀察它是否對電流產生影響。

教師：這是一個不錯的想法，但如果在實驗中，我們不能只改變一個量，而是要改變多個量，如既改變電壓，又改變電阻，此時電流的變化會呈現規律性嗎？或者說，它主要由哪個因素引起變化？

學生：如果是這樣的話，我們無法準確判斷出電流究竟受哪個量的影響。

教師：是的，所以我們在接下來的實驗設計中，一定要確保只有一個量處于變化中，嚴格落實控制變量的方法。請你根據這一原則具體說一說實驗設計的思路。

（二）初步明確實驗的變量，形成實驗思路

教師：本次實驗一共有兩個研究方向：一是探究電流和電壓之間的關系，二是探究電流和電阻之間的關系。如果我們要探究第一個關系，請問哪個量是常量，哪個量是變量？

學生：探究電流和電壓之間的關系時，電阻是常量，電壓是變量。

教師：很好！那么在探究第二個關系時呢？

學生：探究電流與電阻之間的關系時，電壓是常量，電阻是變量。

教師：非常好！接下來，請同學們互相交流并思考：如果讓你設計實驗，你如何設計兩個實驗的具體方案？

（三）設計具體的實驗步驟

1.探究電流與電壓的關系

教師：我們要探究電流與電壓的關系。剛才提到電阻是一定的，請同學們思考：我們可以選擇哪樣的實驗器材？

學生：選擇一個燈泡，在探究過程中不要變換燈泡即可。

教師：非常好，那么請你自主選擇一個燈泡，思考如何調整電壓。

學生：我覺得可以使用直流的穩定電壓，也可以嘗試使用滑動變阻器調整電壓。

教師：非常不錯！那么，在實驗中，我們應如何測量和記錄數據呢？

學生：我們可以用電流表記錄電流，用電壓表記錄電壓。

教師：很好，接下來就到了關鍵的一步一電壓表和電流表如何接人到電路中？

學生：在整個電路中，電流表是串聯的，而電壓表應當并聯在電阻的兩端。

教師：非常準確。

2.探究電流與電阻的關系

教師：接下來，我們繼續思考如何探究電流和電阻之間的關系。在這一實驗中，電壓是常量，我們如何保持電壓是不變的？

學生：依舊使用直流穩壓電源。

教師：想法不錯，那你怎么改變電阻的值？

學生：我覺得可以來回更換燈泡，但為了讓電阻的值改變得更加明顯，我們可以使用滑動變阻器調整電阻大小。

教師：正確。接下來電路的連接方法，電壓和電流的測量方法是否與上述實驗完全一致？

學生：是的，我還是用電流表測電流，電壓表并聯在電阻兩端。

教師：非常正確，看來大家已經掌握了實驗設計的基本思路。

（四）討論誤差控制，優化實驗方案

教師：同學們，物理實驗講究的是嚴謹性和正確性。我們在探究實驗中要想保持整個電路穩定，需要提前想到可能存在哪些誤差？

學生：在導線連接過程中，可能由于接觸不良產生誤差。

學生：我們在讀取電壓表和電流表的數值時，如果沒有運用正確的讀取方法，可能會出現誤差。

教師：是的，所以我們在實驗過程中要時刻保持操作規范。還有其他的想法嗎？

學生：實驗中的電阻可能會受到溫度的影響而出現誤差。

教師：非常棒！因此，我們為了避免溫度對電阻產生影響，要快速完成實驗，還要保證讀取正確。

在這一環節，教師通過循循善誘的引導，讓學生明確實驗設計的具體方案。學生不僅能知道控制變量法的重要性，同時會了解到在實驗中如何正確選擇器材，如何正確搭建電路，如何避免出現誤差，從而進一步提高了設計實驗的能力。

四、小組合作共同開展實驗探究

教師培養學生的團隊合作意識對發展學生的核心素養非常重要。在探究“電流與電壓和電阻的關系\"這一核心內容時，當學生在教師的引導下掌握實驗設計的關鍵點之后，教師就可以將學生分成不同小組，本著“同組異質”的原則發揮學優生的帶動作用，讓學困生積極參與到實驗探究中。學生可以自由結組，也可以由教師適當調整，然后明確每個小組的分工，如每個小組設一名電路搭建員，負責搭建電路與檢查電路；設一名數據記錄員，負責記錄各種實驗數據，并形成表格；設一名觀察分析員，對整個實驗的設計材料的組裝進行監督指導；設一名成果展示員，向全班學生展示本小組的實驗探究結果。在正式開展實驗之前，教師可以為學生設計一些問題，讓學生的實驗更有針對性。

教師：同學們，請你們在實驗中重點思考兩個問題：（1）電阻不變的情況下，當電壓增加時，電流如何變化？（2）電壓不變的情況下，當電阻變化，電流又會如何變化？每個小組要記錄完整的數據，并得出結論。

小組之間交流討論，首先檢查自己連接的電路是否正確，電流表是否串聯在電路中，電壓表是否并聯在電路中，然后教師要提醒學生在調節電壓時應當循序漸進，不能一下調得太高，這樣很容易損壞器材。在實驗過程中，學生要盡可能記錄多一些的數據，保證實驗的準確性。學生在實驗過程中，教師也要走下講臺進行指導和幫助。

教師：請同學們在實驗過程中注意記錄數據，保證數據的準確性。

學生：老師，我發現當我將電壓從2V加到4V時，電流好像也同樣增加了一倍。

教師：很好，這就驗證了我們剛才的猜想，電流和電壓之間是正比例關系，你可以再多記錄一些數據，進一步驗證猜想，也可以繪制圖象。

學生：我們組發現，當電壓不變時，我們把電阻從 5Ω 增加到了 10Ω ，電流減小到了之前的一半。

教師：這個結果是否符合我們當時的預測？

學生：是的，電流和電阻可能成反比。

教師：現在請每個小組派代表上臺，展示你們的實驗數據和分析結果。

學生代表1：我們經過實驗得出：電壓增加時，電流也會增加，且二者之間是正比關系，繪制的圖象幾乎是一條直線。

學生代表2：我們在探究電流和電阻之間的關系時，發現電流和電阻是反比例關系，它們的圖象也接近反比例曲線。

此時可能會有學生提出疑問。

學生：老師，我發現當燈泡用久了之后溫度會升高，這個現象會不會影響實驗的結果？

教師首先表揚學生的提問，然后鼓勵學生在課余時間繼續驗證這一因素會不會影響實驗結果，讓學生保持持續探究的興趣，也為接下來的信息技術使用設置懸念。

在這一實驗探究過程中，學生小組之間互相交流，共同完成了實驗，教師則及時發揮了引導者和促進者的優勢，不僅深化了學生的討論，同時豐富了學生的實驗設計體驗，有效提升了學生的科學探究素養。

五、發揮信息技術優勢，提高課堂教學效果

教育信息化2.0時代的到來讓學校教育與信息技術實現深度融合。初中物理課堂教學過程中，教師要重視發揮信息技術的優勢，將一些實驗現象以視頻的形式展示在學生面前，既滿足學生的好奇心，又能夠讓學生初步形成數字化學習意識，最重要的是提高實驗的精準度。

（一）多媒體引入，構建直觀模型

教師：同學們，剛才我們自主設計實驗，探究了電流、電壓和電阻之間的關系。接下來，我要用信息技術為大家構建仿真電路展示實驗現象，并解釋剛才那位同學提出的問題：燈泡用久了之后溫度會升高，這個現象會不會影響實驗的結果？

教師利用仿真實驗軟件展示一個簡單的電路模型，并通過操作鼠標調整電壓值，學生能夠看到屏幕上實時顯示電流表和電壓表的變化情況。

學生：仿真電路跟真實的電路簡直一模一樣，電壓變化時電流表也在變化。

教師：是的，這樣的操作可以讓我們更精準地看到電流與電壓之間的關系，接下來我通過操作鼠標改變電阻，大家猜測一下電流會發生哪些變化。

學生：電阻增加，電流會變小。

教師：非常正確，正如你看到的那樣，當我操作鼠標調整電阻時，電流也會隨之變化。

（二）運用數據采集系統

教師：信息技術不僅可以為大家展示整個實驗過程，還能夠收集實驗中所產生的各種數據，并且這些數據的采集是非常精準的，大家請看軟件中數據的收集動態和曲線生成。

教師：我在實驗的電路中加入了一個傳感器，實驗中所有的數據都會經過這個傳感器收集在電腦屏幕上，這樣我們就不需要再動手收集數據學生：這可真是太方便了！

教師：利用這個軟件最大的優勢就是避免各種誤差，如燈泡溫度升高帶來的誤差。事實上，這一誤差是可以忽略不計的。

（三）利用數據擬合，分析電流與電壓的關系

教師：我們在實驗中收集完數據之后，是不是就要處理這些數據，將其繪制成圖象？接下來，我們用計算機就可以完成這一操作。

教師利用數據分析軟件將傳感器生成的數據繪制成坐標圖，學生最終會看到形成的一條直線。

教師：這條直線說明了什么？

學生：說明電流和電壓是正比例關系。

教師：非常正確，因此我們看到，使用計算機是不是比手動設計實驗更便捷？

學生：是的。

教師：接下來，我將邀請幾名學生上臺自己操作鼠標，調整電壓和電阻，感受信息技術的神奇，進一步鞏固我們在實驗中所得出的結論。

學生紛紛舉手，積極參與。

教師利用信息技術為學生展示數字實驗的過程，能夠大大激發學生的探究興趣，還能夠讓學生意識到科學技術的不斷發展讓知識的獲取更加便捷和有效，進一步增強學生的自主探究能力和科學素養。

綜上所述，通過上述教學措施，學生能夠在教師的引導下自主探究出電流與電壓和電阻之間的關系。不管是生活情境的創設，還是小組合作共同開展實驗，都能有效促進課堂上教師與學生之間、學生與學生之間的互動，增強了課堂教學的趣味性和有效性。整節課高度凸顯生本理念的要求，既有效發展了學生的核心素養，又能夠讓學生真正成為具有創新精神與實踐能力的新時代人才。

（作者單位：甘肅省慶陽市鎮原縣武溝九年制學校）

編輯：陳鮮艷