梅立芳

摘 要：2016年9月教育部正式發(fā)布《中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》總體框架，明確指出核心素養(yǎng)以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心.那么，在物理課堂教學(xué)中，如何才能讓物理學(xué)科核心素養(yǎng)落地生根？筆者將結(jié)合一節(jié)復(fù)習(xí)課的教學(xué)設(shè)計(jì)，談一談怎樣將物理核心素養(yǎng)落實(shí)到課堂教學(xué)中去.

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);復(fù)習(xí)課;教學(xué)研討

1 教學(xué)背景分析

1.1 教材分析

從知識(shí)結(jié)構(gòu)來(lái)看，《電功率》一章的核心概念包括：電功、電功率、焦耳定律.教材先從生產(chǎn)生活中的現(xiàn)象使學(xué)生對(duì)電能有初步了解，然后通過(guò)電能引入電功和電功率的概念;在學(xué)習(xí)了電功、電功率的概念及電功率的測(cè)量方法后，再由生活中常見(jiàn)的實(shí)例引出電流熱效應(yīng)的概念，進(jìn)而通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究了解焦耳定律.從課標(biāo)要求來(lái)看，課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本章的具體要求如下：“從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識(shí)電源和用電器的作用”，“結(jié)合實(shí)例理解電功、電功率.知道用電器的額定功率和實(shí)際功率.調(diào)查常見(jiàn)用電器的銘牌，比較它們的電功率” ，“通過(guò)實(shí)驗(yàn)，探究并了解焦耳定律.用焦耳定律說(shuō)明生產(chǎn)生活中的一些現(xiàn)象”[2].

1.2 學(xué)情分析

從知識(shí)層面來(lái)講，本章的概念多、公式多、規(guī)律多，多數(shù)學(xué)生可以記住相關(guān)概念、公式，但要理解、并靈活應(yīng)用存在一定的困難.從能力層面上講，由于電能與我們的生活息息相關(guān)，學(xué)生積累了一些生活經(jīng)驗(yàn)，具備了一定的合作能力和實(shí)驗(yàn)探究能力，但是學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力和知識(shí)的遷移能力較弱.所以，在教學(xué)時(shí)通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境，聯(lián)系生活實(shí)際，讓學(xué)生從實(shí)驗(yàn)探究和合作中自然生成概念、總結(jié)規(guī)律和方法，大大降低了知識(shí)掌握的難度.

2 重難點(diǎn)分析

基于以上教材和學(xué)情的分析，基于物理核心素養(yǎng)引導(dǎo)下對(duì)物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等素養(yǎng)的培養(yǎng)，筆者確定了本節(jié)復(fù)習(xí)課的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn).

物理觀念：從能量轉(zhuǎn)化的角度來(lái)理解電功和電能的概念，知道它們之間的數(shù)量關(guān)系，掌握電能表的使用和讀數(shù);理解電功率的概念，知道額定功率與實(shí)際功率的區(qū)別.

科學(xué)思維：類比“速度”的概念，通過(guò)觀察“電能表上指示燈閃爍的快慢”來(lái)理解電功率的概念，了解比值定義法在物理概念中的應(yīng)用.

實(shí)驗(yàn)探究：經(jīng)歷“測(cè)量電熱水壺的實(shí)際功率”的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、交流評(píng)估、獲得數(shù)據(jù)、分析論證的過(guò)程.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)生生互動(dòng)、師生互動(dòng)等方式，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)參與，踐行“生本”理念.

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過(guò)小組討論和交流的方式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)物理熱情，培養(yǎng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)的意識(shí)，提高學(xué)生分析問(wèn)題和運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力.另外，通過(guò)創(chuàng)設(shè)情景，聯(lián)系生活實(shí)際，有意識(shí)的培養(yǎng)學(xué)生關(guān)心社會(huì)生活的意識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感.

2.1 教學(xué)重點(diǎn)

2.1.1 復(fù)習(xí)電功、電功率相關(guān)概念、公式，構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò).

2.1.2 知道額定功率與實(shí)際功率的區(qū)別.

圍繞用電器銘牌這一主線，從“如何測(cè)出電熱水壺的實(shí)際功率”的問(wèn)題出發(fā)，展開(kāi)討論，通過(guò)選擇器材、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，全面復(fù)習(xí)電功率的測(cè)量方法，使學(xué)生在科學(xué)探究的過(guò)程中，逐步生成概念、規(guī)律，形成物理觀念，構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò).

2.2 教學(xué)難點(diǎn)

2.2.1 利用電功率知識(shí)解決多檔位問(wèn)題.

通過(guò)智能馬桶蓋的電路設(shè)計(jì)，使學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決多檔位問(wèn)題，歸納總結(jié)多檔位問(wèn)題的分析方法.注重聯(lián)系生活實(shí)際，結(jié)合“近幾年中國(guó)人熱衷于去日本購(gòu)買馬桶蓋、電飯鍋”的社會(huì)現(xiàn)象，進(jìn)行愛(ài)國(guó)主義教育，增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感.

3 教學(xué)過(guò)程

3.1 創(chuàng)設(shè)情境，喚醒舊知，生成物理觀念——用“生活化”的情境創(chuàng)設(shè)來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，喚醒學(xué)生對(duì)已有知識(shí)的記憶.

【教學(xué)片段1】學(xué)生活動(dòng)：分享“我的銘牌”

以小組為單位，閱讀分享你的家用電器銘牌（如圖1所示），找到與“電功率”有關(guān)的參數(shù)，說(shuō)一說(shuō)它們有什么物理意義.

生：額定電壓220V、額定功率、每日耗電量……

師：從學(xué)生的回答中提取有用的物理量進(jìn)行板書，引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)相關(guān)概念.

設(shè)計(jì)意圖：說(shuō)到“銘牌”這個(gè)詞，學(xué)生可能首先想到的是一檔娛樂(lè)節(jié)目中的“撕名牌”中的“名牌”，把學(xué)生活動(dòng)的標(biāo)題定為“分享我的銘牌”，也借助了這個(gè)同音的敏感詞，來(lái)拉近課堂與學(xué)生的距離，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情.在日常生活中學(xué)生對(duì)各種用電器并不陌生，教學(xué)時(shí)以“用電器銘牌”作為一條主線，通過(guò)創(chuàng)設(shè)學(xué)生熟悉的物理情景，激發(fā)學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)同感，利用小組合作交流，不斷推進(jìn)知識(shí)的復(fù)習(xí)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)化.

【教學(xué)片段2】演示實(shí)驗(yàn)：利用“能的轉(zhuǎn)化演示器”復(fù)習(xí)電功、電能.

師：天氣轉(zhuǎn)涼，我從某寶上網(wǎng)購(gòu)了一個(gè)“電熱水壺”，發(fā)現(xiàn)其銘牌上標(biāo)注的額定功率為：1800W.該電熱水壺正常工作1h消耗多少kW·h的電能？

生：W=Pt=1.8 kW×1h=1.8 kW·h

師：根據(jù)能量守恒定律，消耗的1.8 kW·h的電能跑到哪兒去了？

生：轉(zhuǎn)化為內(nèi)能了.（熱能）

師：是不是所有的用電器都是消耗的電能都轉(zhuǎn)化為內(nèi)能？

生：不是.

演示實(shí)驗(yàn)：能的轉(zhuǎn)化演示器（如圖2所示）

小結(jié)：電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過(guò)程，也是電流做功的過(guò)程.電流做多少功，就有多少電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能.電功和電能在數(shù)值上是相等的.

設(shè)計(jì)意圖：從“各種用電器銘牌”到“電熱水壺的銘牌”，圍繞“銘牌”這一主線，設(shè)計(jì)了一系列的問(wèn)題：電熱水壺正常工作1小時(shí)消耗多少電能？消耗的電能轉(zhuǎn)化為什么？是不是所有用電器都將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能？引發(fā)思考.然后借助“能的轉(zhuǎn)化演示器”小實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)“電功率、電功、電能”相關(guān)知識(shí)的復(fù)習(xí)和構(gòu)建.學(xué)生在初三學(xué)習(xí)重力勢(shì)能時(shí)已經(jīng)初步建立的“功和能”的關(guān)系，知道重力做多少功，重力勢(shì)能就改變多少.而借助“能的轉(zhuǎn)化演示儀”，從能量轉(zhuǎn)化的角度很容易理解用電器工作時(shí)消耗電能，轉(zhuǎn)化為其他形式能，學(xué)生再把已有的“功能關(guān)系”的舊知，遷移過(guò)來(lái)理解電功和電能的數(shù)量關(guān)系，就自然順理成章了.

3.2 合作交流，整合建構(gòu)，形成科學(xué)思維——“小組合作”助推實(shí)驗(yàn)探究的順利進(jìn)行，“自制教具”助力培養(yǎng)科學(xué)思維習(xí)慣.

【教學(xué)片段3】學(xué)生活動(dòng)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證“銘牌參數(shù)”.

給大家提供以下實(shí)驗(yàn)器材：家庭電路演示板（含電能表、插座）、秒表、導(dǎo)線、電壓表、電流表、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、電池若干.小組交流，選擇合適的實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，測(cè)出該電熱水壺的實(shí)際功率.要求：

1.小組合作，完成學(xué)生活動(dòng)卡.

2.以小組為單位，分享展示你的實(shí)驗(yàn)方案，交流評(píng)估實(shí)驗(yàn)方案的可行性.

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證名牌參數(shù)，實(shí)際上就是通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)完成電熱水壺的實(shí)際功率的測(cè)量，完成整個(gè)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，是本節(jié)課的重點(diǎn).為了突破這一重點(diǎn)，筆者在教學(xué)時(shí)設(shè)計(jì)了以下五個(gè)環(huán)節(jié)：?jiǎn)栴}驅(qū)動(dòng)，引發(fā)思考——選擇器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)——方案展示，交流評(píng)估——確定方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)——建構(gòu)知識(shí)，總結(jié)提升.

近幾年科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究更向著“貼近生活”的方向進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)課程資源逐步的由課堂走向更廣闊的自然、生活空間.本節(jié)課給學(xué)生提供的實(shí)驗(yàn)器材除了教材中的實(shí)驗(yàn)課《測(cè)量小燈泡的電功率》一節(jié)的所有實(shí)驗(yàn)器材外，還把生活中家庭電路的電能表以自制教具“家庭電路演示板”（如圖3所示）的形式從課外搬到的課內(nèi)，通過(guò)課堂上真實(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象獲得具體生動(dòng)的感性認(rèn)識(shí)，加深對(duì)物理概念和規(guī)律的理解，全方位地提高科學(xué)素養(yǎng).

設(shè)計(jì)意圖：在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力方面，實(shí)驗(yàn)有著其不可替代的作用.物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)要通過(guò)原有的實(shí)驗(yàn)延伸出更多的具有相關(guān)性的實(shí)驗(yàn)方案，教學(xué)時(shí)通過(guò)整合相關(guān)內(nèi)容，讓學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，抓住實(shí)驗(yàn)中最本質(zhì)的規(guī)律，逐步培養(yǎng)其思維的嚴(yán)密性和多樣化，最終提升學(xué)生認(rèn)識(shí)事物、分析事物的能力，形成科學(xué)思維.

在本環(huán)節(jié)中，教師堅(jiān)持踐行“生本”理念，以小組合作的方式，不斷的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，逐步推進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)趨近于合理化，使學(xué)生獲得基本的物理實(shí)驗(yàn)探究能力，培養(yǎng)學(xué)生正確的科學(xué)的思維習(xí)慣.

3.3 實(shí)驗(yàn)體悟，知識(shí)內(nèi)化，學(xué)會(huì)科學(xué)探究——用“實(shí)驗(yàn)”的方式促使學(xué)生實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移和創(chuàng)生.

以下是學(xué)生通過(guò)小組討論確定的“測(cè)量電熱水壺實(shí)際功率”的實(shí)驗(yàn)方案展示.

方案1：伏安法

·實(shí)驗(yàn)原理：P=UI

·實(shí)驗(yàn)器材：電池若干、導(dǎo)線、電壓表、電流表、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器

·實(shí)驗(yàn)步驟：

1.按照電路圖（如圖4所示）連接電路.

2.將滑動(dòng)變阻器滑片調(diào)至阻值最大端.

3.閉合開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)滑片，使電熱水壺正常工作，記錄此時(shí)的電壓表、電流表示數(shù)分別為U、I.

4.計(jì)算：P=UI

·交流評(píng)估：不可行.

·原因分析：

學(xué)生1：電熱水壺適用于家庭電路，其電壓是220V的交流電，而每一節(jié)干電池只能提供1.5V的直流電壓.利用干電池?zé)o法保證電熱水壺工作.

學(xué)生2：測(cè)量交流用電器的電壓和電流必須用交流電壓表和交流電流表，我們目前實(shí)驗(yàn)室用的電壓表和電流表也都是只適用于直流電路.

學(xué)生3：實(shí)驗(yàn)室用的電壓表、電流表的量程不合適.

方案2：電能表、秒表.

·實(shí)驗(yàn)原理：P=W/t

·實(shí)驗(yàn)步驟

1. 將其他用電器都關(guān)閉，記錄此時(shí)電能表的示數(shù)W1

2.將電熱水壺插入插座，打開(kāi)開(kāi)關(guān)，同時(shí)按下秒表開(kāi)始計(jì)時(shí).

3.一段時(shí)間t后，關(guān)閉電熱水壺開(kāi)關(guān)，記下此時(shí)電能表的示數(shù)W2

4.計(jì)算： W=W2-W1，P=W/t

·交流評(píng)估：學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方案表示贊成.

·實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：

1.一分鐘后，發(fā)現(xiàn)電能表示數(shù)并沒(méi)有發(fā)生變化，我們可以改用第二種方法，通過(guò)記錄一段時(shí)間內(nèi)指示燈閃爍的次數(shù)進(jìn)行計(jì)算.

計(jì)算公式：W=n/N，P=W/t

2.分別將電熱水壺、燈泡分別接入電路，觀察電能表上指示燈閃爍的快慢情況，理解“電功率表示電流做功快慢”的含義.

方案3：計(jì)量插座.

全體學(xué)生共同參與完成測(cè)量電熱水壺的實(shí)際功率的實(shí)驗(yàn)后，教師再提供另一種更加方便的測(cè)量工具：計(jì)量插座（如圖5所示）.只要將用電器插入插座，就可以從電子顯示屏上讀出此時(shí)的電壓、電流、電功率.方便快捷，讓學(xué)生在課堂上親身感受到了科技對(duì)人們生活帶來(lái)的便利.

設(shè)計(jì)意圖：復(fù)習(xí)的目的在于促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解記憶;還在于知識(shí)的歸納整合，構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)知識(shí)的內(nèi)化;更在于知識(shí)的綜合運(yùn)用和能力的提高.本節(jié)課沒(méi)有采用對(duì)照“知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖”復(fù)習(xí)的傳統(tǒng)模式，而是通過(guò)學(xué)生的合作、思考、體驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生親身經(jīng)歷知識(shí)的生成、建構(gòu)、應(yīng)用的全過(guò)程，更加注重了學(xué)生“學(xué)”的過(guò)程.在交流展示的環(huán)節(jié)中，通過(guò)生生互動(dòng)，師生互動(dòng)的方式，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)參與，踐行“生本”理念，為培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)的意識(shí)搭建平臺(tái)、創(chuàng)造條件.

3.4 任務(wù)驅(qū)動(dòng)，方法歸納，提升科學(xué)態(tài)度與責(zé)任——通過(guò)遞進(jìn)式的問(wèn)題討論來(lái)引導(dǎo)疑難的解決，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任.

【教學(xué)片段4】學(xué)生活動(dòng)：根據(jù)“銘牌”設(shè)計(jì)電路.

創(chuàng)設(shè)情境：小明媽媽在國(guó)外旅游時(shí)帶回來(lái)一個(gè)家用智能馬桶蓋.從此小明勵(lì)志學(xué)好物理，長(zhǎng)大后為實(shí)現(xiàn)“中國(guó)創(chuàng)造”貢獻(xiàn)自己的力量.這是***牌智能馬桶蓋銘牌上的部分內(nèi)容.此馬桶蓋有兩檔加熱電功率，請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)知識(shí)，推測(cè)一下該這只馬桶蓋的內(nèi)部電路圖.

多檔問(wèn)題是電功率一章非常典型、非常重要的考點(diǎn).通常我們遇到的多檔問(wèn)題都是以電飯煲、電爐子、電暖氣……為背景，以計(jì)算題的形式出現(xiàn)，難度較大.為了更好的突破這一難點(diǎn)，本節(jié)課的設(shè)計(jì)改變了題目原有的呈現(xiàn)方式，以智能馬桶蓋為背景，結(jié)合學(xué)生的興趣點(diǎn)設(shè)計(jì)了以下學(xué)生活動(dòng)：一是根據(jù)相關(guān)參數(shù)，自己設(shè)計(jì)電路;二是對(duì)比自己設(shè)計(jì)的電路圖，說(shuō)一說(shuō)說(shuō)明書上電路圖的優(yōu)點(diǎn);三是結(jié)合實(shí)際的電路圖，完成相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算.另外，通過(guò)創(chuàng)設(shè)的情景，注重聯(lián)系生活實(shí)際，結(jié)合“近幾年中國(guó)人熱衷于去日本購(gòu)買馬桶蓋、電飯鍋”的社會(huì)現(xiàn)象，進(jìn)行愛(ài)國(guó)主義教育，有意識(shí)的培養(yǎng)學(xué)生關(guān)心社會(huì)生活的意識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感.

本節(jié)復(fù)習(xí)課的設(shè)計(jì)改變了原有的“舊瓶裝舊酒”的低效復(fù)習(xí)模式，教學(xué)中各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)體現(xiàn)了：教學(xué)目標(biāo)的“層進(jìn)化”、教學(xué)過(guò)程的“活動(dòng)化”、教學(xué)方式的“多樣化”.核心素養(yǎng)引導(dǎo)下的物理復(fù)習(xí)課，要通過(guò)真實(shí)的物理情景、有意義的活動(dòng)任務(wù)和實(shí)驗(yàn)探究使學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程顯性化，將所學(xué)知識(shí)最終應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題.學(xué)生在不斷的實(shí)踐和體驗(yàn)中，即掌握了知識(shí)和技能，又提升了科學(xué)思維能力，發(fā)展了科學(xué)態(tài)度與責(zé)任.

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（收稿日期：2019-06-25）