楊杰

摘? 要：傳統(tǒng)的高三物理教學(xué)，與立德樹人的育人目標(biāo)之間存在著較大的差距。如果能夠有效創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，優(yōu)化整合探究問題，靈活運(yùn)用聯(lián)系對(duì)比等方法，引導(dǎo)學(xué)生將看似孤立的知識(shí)、規(guī)律，逐步升華為全面系統(tǒng)的物理觀念，學(xué)生的核心素養(yǎng)自然會(huì)得到有效的提升。

關(guān)鍵詞：問題探究;高三物理;核心素養(yǎng)

傳統(tǒng)高三物理教學(xué)中，普遍存在著以“精致”的應(yīng)試教育掩蓋學(xué)生素養(yǎng)提升的現(xiàn)象。過分強(qiáng)調(diào)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的建構(gòu)，一味追求特殊規(guī)律的總結(jié)。看似提高了效率，卻違背了學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，忽略了學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，與立德樹人的育人目標(biāo)之間存在著較大的差距。

為全面深化教育教學(xué)改革，核心素養(yǎng)統(tǒng)領(lǐng)下的新一輪課改恰逢其時(shí)。而基于物理核心素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)明確要求，利用真實(shí)情境設(shè)計(jì)和實(shí)施教學(xué)過程，不僅要讓學(xué)生了解具體的知識(shí)，更重要的是讓學(xué)生在觀察、實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過科學(xué)推理和科學(xué)論證得到結(jié)論。

因此，在高三物理教學(xué)中，如果能夠有效創(chuàng)設(shè)貼近生活的教學(xué)情境，將學(xué)生所學(xué)的知識(shí)廣泛運(yùn)用到解決具體問題中，就可以不斷豐富學(xué)生的體驗(yàn)。如果再能靈活運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探究、分析推理、聯(lián)系對(duì)比等方法，將片面、零散的“感覺”進(jìn)行有效融合，提煉出高度整合的探究問題，引導(dǎo)學(xué)生將看似孤立的知識(shí)、規(guī)律進(jìn)行歸納總結(jié)，并逐步升華為全面系統(tǒng)的物理觀念，學(xué)生的核心素養(yǎng)自然會(huì)得到有效的提升。

下面，以實(shí)際教學(xué)中的兩個(gè)案例，探討高三物理教學(xué)中學(xué)生核心素養(yǎng)的提升之道，僅供參考。

1? ? 案例1：恒定電流

1.1? ? 情境引入，提出問題

良好的學(xué)習(xí)情境，是學(xué)科知識(shí)和技能不斷優(yōu)化的基礎(chǔ)，也是學(xué)科觀念、思維模式和探究技能形成的必要條件。學(xué)生只有在與學(xué)習(xí)情境的持續(xù)互動(dòng)中，才能不斷迸發(fā)出創(chuàng)新思維的火花，更好地提升解決問題的能力。因此，創(chuàng)設(shè)與現(xiàn)實(shí)生活緊密關(guān)聯(lián)的、真實(shí)性的問題情境，是實(shí)現(xiàn)學(xué)生素養(yǎng)提升的重要基礎(chǔ)[1]。

《恒定電流》一章知識(shí)點(diǎn)零碎，概念、方法較多，學(xué)生不容易形成整體認(rèn)識(shí)。為此，筆者精心剪輯了央視節(jié)目視頻“是真的嗎”，充分利用節(jié)目中輕松幽默的語言、懸疑緊張的音樂，創(chuàng)設(shè)情境，營造氛圍，啟發(fā)思維，提出問題[2]——燈泡在水中加熱也會(huì)發(fā)光，是真的嗎？ 引導(dǎo)學(xué)生大膽猜想，并通過觀察視頻中的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)：燈泡放在水中用電磁爐加熱不會(huì)發(fā)光，如果用微波爐加熱就會(huì)發(fā)光。這與學(xué)生原有的認(rèn)知產(chǎn)生沖突，自然會(huì)有這樣的疑問：燈泡是要通電才能發(fā)光的，為什么加熱也能發(fā)光呢？為什么電磁爐加熱不發(fā)光呢？

這樣的情境引入，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，啟發(fā)了學(xué)生的思維，喚起了學(xué)生的探究熱情，為進(jìn)一步的問題探究創(chuàng)造了良好的條件。

1.2? ? 優(yōu)化整合，問題探究

貼近生活的教學(xué)情境，僅僅為核心素養(yǎng)的提升創(chuàng)造了有利的條件。而只有在優(yōu)化整合的探究問題的引領(lǐng)下，通過自主探究、合作交流，學(xué)生的素養(yǎng)才能得到更有效的提升。這就需要以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，以學(xué)科大觀念統(tǒng)領(lǐng)和重構(gòu)知識(shí)方法，滲透學(xué)科思維方式和探究模式，助力學(xué)生知識(shí)體系的構(gòu)建和思維能力的提升。

為了加深學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)、基本方法的理解，打通知識(shí)壁壘，實(shí)現(xiàn)觀念融合，提升學(xué)生的思維能力，本課圍繞學(xué)生普遍存在的“燈泡是要通電才能發(fā)光”這一原有觀念，精心設(shè)計(jì)了兩個(gè)核心探究問題。

問題探究1：怎樣產(chǎn)生電流？

在學(xué)生充分交流討論的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提出3個(gè)小問題：①電源的作用？②電場的特點(diǎn)？③電流如何形成、如何描述？針對(duì)分解的每個(gè)小問題，采用比較法加深對(duì)概念的理解，使學(xué)生形成完整、正確的物理觀念。比如，在討論電源的作用時(shí)，可將電源與電容進(jìn)行對(duì)比，還可將其與學(xué)生小時(shí)候喜歡的滑滑梯聯(lián)系起來，如圖1所示，通俗易懂，效果很好。

問題探究2：為什么電流流過燈泡，燈泡會(huì)發(fā)光？

同樣，在學(xué)生充分交流討論的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提出3個(gè)小問題：①為什么會(huì)有電阻？②電流為什么會(huì)做功？③電功與電熱有什么區(qū)別與聯(lián)系？在討論第一個(gè)小問題時(shí)，可以結(jié)合圖2，從動(dòng)力學(xué)角度分析電阻產(chǎn)生的微觀原因。討論第三個(gè)小問題時(shí)，采用對(duì)比法，重點(diǎn)討論純電阻與非純電阻的區(qū)別與聯(lián)系，如圖3所示。

設(shè)計(jì)說明：從“電流流過燈泡，燈泡會(huì)發(fā)光”這一常見的生活現(xiàn)象入手，再利用優(yōu)化的兩個(gè)探究問題，自然過渡，層層深入，電源—電場—電流，電阻—電功—電熱，將看似孤立的物理概念融合在一起，使學(xué)生逐步形成系統(tǒng)、完整的物理觀念。而且，利用探究問題引導(dǎo)學(xué)生自主解決問題，親身經(jīng)歷概念方法的形成過程，科學(xué)思維和實(shí)踐能力也自然得到提升。

1.3? ? 學(xué)以致用，解決問題

通過以上兩個(gè)探究問題的討論分析，《恒定電流》一章原本看似孤立的各個(gè)物理量被有效融合在一起，既調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，又讓學(xué)生對(duì)知識(shí)、規(guī)律獲得了更加深刻的理解。為進(jìn)一步加深鞏固，學(xué)以致用，還必須不失時(shí)機(jī)地用學(xué)生所學(xué)的知識(shí)去解決具體問題。

問題探究3：為什么電磁爐加熱燈泡不會(huì)發(fā)光？而微波爐加熱燈泡卻會(huì)發(fā)光？

設(shè)計(jì)說明：看似簡單的探究問題，卻能有效破解困擾學(xué)生已久的光能與熱量、光能與內(nèi)能的關(guān)系問題，結(jié)合選修3-5中熱輻射、光譜等概念，徹底打破知識(shí)壁壘，實(shí)現(xiàn)物理觀念的融會(huì)貫通。同時(shí)，又可以讓學(xué)生了解電磁爐與微波爐的工作原理，增強(qiáng)解決具體問題的能力。

2? ? 案例2：變壓器、遠(yuǎn)距離輸電

2.1? ? 情境引入，提出問題

師：2018年1月8日，2017年度國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)在北京舉行。其中，“特高壓±800 kV直流輸電工程”被授予國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)，這是繼2012年后，特變電工再次獲得國家科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域最高獎(jiǎng)。那么，什么是特高壓工程？首先通過短片來了解一下。

視頻：中國特高壓輸電技術(shù)世界領(lǐng)先，輸送清潔能源。

過渡：特高壓輸電為什么會(huì)有如此神奇的本領(lǐng)呢？這節(jié)課，我們就從最簡單、最基礎(chǔ)的高壓輸電入手，見微知著，來探究特高壓的奧秘。

2.2? ? 優(yōu)化整合，問題探究

問題探究1：怎樣獲得高壓？

設(shè)計(jì)說明：通過該探究問題的交流討論，引導(dǎo)學(xué)生回顧變壓器的結(jié)構(gòu)、工作原理等基本知識(shí)，重點(diǎn)強(qiáng)化電壓、功率、電流的關(guān)系。同時(shí)，精選鞏固練習(xí)，拓展延伸，讓學(xué)生在解決問題中釋疑解惑。

鞏固練習(xí)：如圖4所示，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b。當(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時(shí)，兩燈泡均能正常發(fā)光。下列說法正確的是（? ? ? ）

A.原、副線圈匝數(shù)比為9：1

B.原、副線圈匝數(shù)比為1：9

C.此時(shí)a和b的電功率之比為9：1

D.此時(shí)a和b的電功率之比為1：9

正確答案：A、D選項(xiàng)。

說明：①將圖4與圖5進(jìn)行對(duì)比，讓學(xué)生理解U、I對(duì)應(yīng)的是原、副線圈兩端的電壓、電流的有效值或最大值;

②將圖5與圖6進(jìn)行對(duì)比，讓學(xué)生理解輸出功率決定輸入功率。

問題探究2：為什么要高壓？

設(shè)計(jì)說明：從降低電能損失的角度開展討論，電能損失的功率P=I2R，從而區(qū)分輸電電壓與損失電壓，真正理解輸電線上損耗的電功率P=2R。由此，學(xué)生可以清楚地認(rèn)識(shí)到：當(dāng)輸送功率一定時(shí)，輸電電壓增大到原來的n倍，輸電線上損耗的功率就減小到原來的，從而真正理解采用高壓輸電的原因。同時(shí)，讓學(xué)生對(duì)直流輸電與交流輸電進(jìn)行比較，并介紹我國研制的世界上首個(gè)特高壓柔性直流換流閥，消除學(xué)生對(duì)直流輸電的誤解，并進(jìn)一步加深對(duì)“變壓器只改變交流，不能改變直流”的認(rèn)識(shí)。

在討論過程中，還可以穿插介紹特高壓輸電在提高能源利用效率、減少環(huán)境污染方面的巨大作用，增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)和責(zé)任感。同時(shí)，介紹來自江蘇鹽城的中國工程院院士李立浧院士，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)目前世界上電壓最高、距離最遠(yuǎn)的特高壓輸電的事跡，以及他“成功的原因主要?dú)w結(jié)為堅(jiān)持的力量。我相信，生活對(duì)于執(zhí)著的人總是有豐厚的回報(bào)”的精神追求，定能激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的自豪感和投身科技強(qiáng)國的愛國情懷。

2.3? ? 學(xué)以致用，解決問題

讓學(xué)生利用本課討論的知識(shí)方法，自主設(shè)計(jì)高壓輸電基本原理圖，預(yù)測可能遇到的技術(shù)難題。不僅可以加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，更讓學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)到：科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，蘊(yùn)含著豐富的物理學(xué)原理，未來還有更多艱巨的挑戰(zhàn)，期待著不斷的探究。既激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又增強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，有效培育了物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

3? ? 結(jié)? 語

面向問題解決，實(shí)現(xiàn)知識(shí)建構(gòu)，是核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的高三物理教學(xué)過程中不可或缺的[3]。

因此，在課堂教學(xué)中，教師必須有效創(chuàng)設(shè)情境，優(yōu)化探究問題，引導(dǎo)學(xué)生圍繞某一實(shí)際問題，積極參與、親身經(jīng)歷探究過程，在解決具體問題的過程中，結(jié)合原有知識(shí)體系，通過對(duì)比、批判、聯(lián)系等方法，對(duì)知識(shí)進(jìn)行構(gòu)建，增強(qiáng)實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維，提升核心素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]井丹丹.物理習(xí)題課的高效之道[J].物理教師，2017，38（12）：91-95.

[2]喬婷，劉瓏，郭玉英.課堂中的有效提問——賞析中學(xué)物理課堂教學(xué)提問二三例[J].物理教師，2010，31（10）：5-7.

[3]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：人民教育出版社，2018.

（欄目編輯? ? 羅琬華）