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(lián)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(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.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)