李紅梅 鞏利潔

【摘要】《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》中提出要注重學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，在實(shí)際教學(xué)中注重學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展，科學(xué)探究能力的提高，并采用5E教學(xué)模式貫穿教學(xué)，最后對(duì)教學(xué)案例設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)估.

【關(guān)鍵詞】高中物理；核心素養(yǎng)；5E教學(xué)模式

教學(xué)目標(biāo)是課堂教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)和歸宿.課堂教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計(jì)方式直接關(guān)系到課堂教學(xué)的效率和目標(biāo)完成的質(zhì)量，還直接影響學(xué)生知識(shí)和能力的發(fā)展，學(xué)科核心素養(yǎng)的提升.學(xué)科核心素養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)該具有科學(xué)性、可行性，這就需要課堂教學(xué)的設(shè)計(jì)要面對(duì)全體學(xué)生，使每個(gè)學(xué)生都能得到全面發(fā)展.《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》明確要求必須把培養(yǎng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)作為教學(xué)的重要目標(biāo)，將“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”作為核心素養(yǎng)在課堂中具體落實(shí).為保證教學(xué)目標(biāo)在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中都能實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)采用5E教學(xué)模式，結(jié)合新課程標(biāo)準(zhǔn)要求創(chuàng)造性完成學(xué)科核心素養(yǎng)在教學(xué)中的實(shí)施.

5E教學(xué)模式是美國(guó)生物學(xué)課程研究開發(fā)的一種基于建構(gòu)主義教學(xué)理論的模式，是一種致力于引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的有效的教學(xué)模式和教學(xué)方法.5E教學(xué)模式共分為五步，分別是引入（Engagement）、探究（Exploration）、解釋（Explanation）、擴(kuò)展（Elaboration）、評(píng)價(jià)（Evaluation）.這五個(gè)環(huán)節(jié)十分注重教師的教學(xué)行為與學(xué)生的學(xué)習(xí)行為協(xié)調(diào)一致，始終保障學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，是活動(dòng)的中心.教師只充當(dāng)指導(dǎo)者和幫助者.這種模式才能夠更好地幫助學(xué)生在課堂中完成學(xué)科核心素養(yǎng)的提升.

1 創(chuàng)設(shè)生活情境，引出研究主題

根據(jù)《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》要求，課堂內(nèi)容的設(shè)計(jì)應(yīng)從核心素養(yǎng)的視角，貼近生產(chǎn)生活，在與時(shí)俱進(jìn)的真實(shí)問(wèn)題中發(fā)展學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力.為此，教師在引入環(huán)節(jié)從學(xué)生熟悉的生活中的用電器出發(fā)，循序漸進(jìn)鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維.

1.1 舉出常見用電器，說(shuō)說(shuō)電能轉(zhuǎn)化的形式

教師展示多種電器，學(xué)生輕松說(shuō)出電能可以轉(zhuǎn)化成內(nèi)能、機(jī)械能等多種不同形式的能.

1.2 從電能轉(zhuǎn)化的形式上對(duì)用電器進(jìn)行分類

學(xué)生可以將電燈、熱水器、電飯煲等分為一類，都是電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能；將洗衣機(jī)、電風(fēng)扇、電吹風(fēng)、充電電池分為一類，是電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能和其他形式的能.

設(shè)計(jì)意圖 從生活實(shí)例出發(fā)，增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，降低學(xué)習(xí)難度，為后面學(xué)習(xí)非純電阻打下基礎(chǔ).

2 科學(xué)推理，從電場(chǎng)的角度建立能量觀

2.1 回顧功能關(guān)系的知識(shí)點(diǎn)，得出電功的概念

問(wèn)題1：功與能量有怎樣的關(guān)系？舉例說(shuō)明.（功是能量轉(zhuǎn)化的量度）

問(wèn)題2：電能的轉(zhuǎn)化就應(yīng)該對(duì)應(yīng)誰(shuí)做功？（電流做功）

問(wèn)題3：電流做功的實(shí)質(zhì)是什么？（自由電荷在恒定電場(chǎng)中靜電力做的功）

問(wèn)題4：靜電力做功有什么特點(diǎn)？（靜電力做功與重力做功類似，只與起點(diǎn)和終點(diǎn)有關(guān)，與運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)）（Wab=qUab）

問(wèn)題5：電荷量與電流有怎樣的關(guān)系？（q=It）

問(wèn)題6：電流做功的表達(dá)式？（W=UIt引出電功的概念、公式和單位）

2.2 創(chuàng)設(shè)生活實(shí)例，引出電功率的概念

問(wèn)題1：班級(jí)燒水器加熱相同的水，快燒和慢燒的區(qū)別？（相同的水加熱到沸騰的時(shí)間不一樣）

問(wèn)題2：水吸收的熱量相同，水吸收的熱量來(lái)自于哪里？（電流做功——電功）

問(wèn)題3：說(shuō)明快燒與慢燒有什么不同？（電流做功的快慢不同）

問(wèn)題4：觀察銘牌上功率的大小，思考含義.（額定功率是正常工作的功率，實(shí)際功率原則上不會(huì)超過(guò)額定功率）

設(shè)計(jì)意圖 通過(guò)層層遞進(jìn)的設(shè)計(jì)問(wèn)題串，自然引出電功率的概念、公式和單位.符合學(xué)生的思維習(xí)慣.

3 結(jié)合生活實(shí)例，引出電熱的概念

問(wèn)題1：燒水器中水的熱量是由誰(shuí)傳來(lái)的？（燒水器里面的電熱絲）

問(wèn)題2：電熱絲產(chǎn)生的熱量跟什么有關(guān)呢？（與電熱絲的電阻大小有關(guān)）

問(wèn)題3：熱量與電阻有怎樣的關(guān)系？（根據(jù)歐姆定律I=UR，推出Q=I2Rt引出電熱和熱功率）

至此，通過(guò)上述問(wèn)題的推理，完成素養(yǎng)目標(biāo)的第一個(gè)環(huán)節(jié)，物理概念的建立，從生活實(shí)際出發(fā)，輕松完成知識(shí)提煉.

4 科學(xué)探究，比較電功和電熱的區(qū)別（難點(diǎn)）

4.1 融合科學(xué)探究，觸發(fā)科學(xué)論證

問(wèn)題1：從電能轉(zhuǎn)化的形式上對(duì)常見用電器進(jìn)行分類.（電飯鍋、熱水器等一組，洗衣機(jī)、電風(fēng)扇、充電電池一組）

問(wèn)題2：分類的依據(jù)是什么？（電飯鍋一類將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，洗衣機(jī)等將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機(jī)械能）

問(wèn)題3：從功能關(guān)系上可以怎樣表述？（電飯鍋一類：電功等于電熱W=Q=UIt=I2Rt.電風(fēng)扇一類：電功等于電熱加上其他能，W>Q，UIt>I2Rt）

總結(jié) 引出純電阻電器和非純電阻電器，這樣的設(shè)計(jì)使學(xué)生在第一環(huán)節(jié)已經(jīng)有大量的感性認(rèn)識(shí)，能夠輕松突破難點(diǎn)，完成知識(shí)的內(nèi)化.

4.2 實(shí)驗(yàn)探究：定性分析非純電阻電路電能轉(zhuǎn)換的特點(diǎn)

問(wèn)題1：大家連接如圖1的電路，讓小燈泡與風(fēng)扇串聯(lián)，閉合電路后看到什么？（風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，小燈泡微微發(fā)光）

問(wèn)題2：這里風(fēng)扇消耗的電能怎樣轉(zhuǎn)化？（消耗的電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能和內(nèi)能）

問(wèn)題3：按住風(fēng)扇會(huì)怎樣？見圖2.（風(fēng)扇停止轉(zhuǎn)動(dòng)，小燈泡變亮）

問(wèn)題4：為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？

引導(dǎo)學(xué)生從非純電阻電路的特點(diǎn)入手，得出按住風(fēng)扇，電能不再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，內(nèi)能增大，燈泡變亮.對(duì)非純電阻電路電能轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證.

4.3 DIS實(shí)驗(yàn)探究：定量探究非純電阻電路電能轉(zhuǎn)化

（引導(dǎo)學(xué)生猜測(cè)三個(gè)能量的關(guān)系，如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)兀浚?/p>

問(wèn)題1：用電動(dòng)機(jī)提升重物，串聯(lián)滑動(dòng)變阻器組成閉合回路，這里需要測(cè)量哪些物理量？（物體重力做的功、電動(dòng)機(jī)兩端的電壓和電流以及電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻）

問(wèn)題2：三個(gè)能量轉(zhuǎn)換中所用的時(shí)間都是相同的，可以約去時(shí)間，比較三個(gè)功率的大小，怎么表示三個(gè)功率呢？（重力的功率是mgv，電功率是UI，熱功率是I2R）

問(wèn)題3：重力的功率中的速度應(yīng)該是什么時(shí)候的速度？（學(xué)生們討論應(yīng)該是重物勻速以后的速度）

問(wèn)題4：怎么能證明物體是勻速運(yùn)動(dòng)的呢？（利用位移傳感器測(cè)出物體上升的位移時(shí)間圖像，如果圖像是一條傾斜的直線，就代表物體是勻速上升，斜率代表物體的速度）

問(wèn)題5：各小組連接電路，完成學(xué)案上問(wèn)題總結(jié)結(jié)論.

5 科學(xué)解釋，總結(jié)規(guī)律

學(xué)生連接實(shí)際電路，討論總結(jié)規(guī)律，最終得出：在誤差允許的范圍內(nèi)，電動(dòng)機(jī)兩端的電功率等于機(jī)械功率和熱功率之和，驗(yàn)證學(xué)生的猜想，突破本節(jié)的難點(diǎn)，總結(jié)學(xué)案上的規(guī)律.

6 擴(kuò)展生活實(shí)踐情境，知識(shí)遷移應(yīng)用

問(wèn)題1：觀看生活中有關(guān)智能電表的視頻，思考為什么機(jī)械電表?yè)Q成智能電表以后，居民的電費(fèi)增加？

問(wèn)題2：學(xué)生可以得出兩種猜測(cè)：智能電表很靈敏，能夠檢測(cè)到機(jī)械電表檢測(cè)不到的電流；當(dāng)電路中電壓過(guò)大時(shí)，智能電表讀數(shù)不準(zhǔn)確.

課后分組調(diào)查：通過(guò)學(xué)生調(diào)查會(huì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)實(shí)際電壓在智能電表額定值±10%的范圍內(nèi)都不會(huì)影響電表的穩(wěn)定性.通過(guò)學(xué)生調(diào)查還會(huì)發(fā)現(xiàn)，生活中有很多容易被忽視的耗電現(xiàn)象.比如，電視機(jī)的機(jī)頂盒待機(jī)一天要耗電0.4 kw·h，中央空調(diào)在不制冷不拔插座的情況下，一天就要耗電1.44 kw·h，這些微弱的電流，機(jī)械電表檢測(cè)不到，智能電表可以檢測(cè)，從而明確答案.

這樣設(shè)計(jì)：讓學(xué)生關(guān)心身邊的能源問(wèn)題，滲透物理核心素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任意識(shí)，在課堂中滲透德育，完成知識(shí)的升華.

7 科學(xué)評(píng)價(jià)，完善知識(shí)結(jié)構(gòu)

通過(guò)智慧課堂交互式學(xué)習(xí)，各小組對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行自我評(píng)價(jià)、他人評(píng)價(jià)、教師評(píng)價(jià)，自我評(píng)價(jià)占30%，他人評(píng)價(jià)占30%，教師評(píng)價(jià)占40%，最后合成總分，以供小組之間交流、借鑒、學(xué)習(xí).

8 以實(shí)際生活為背景，最后設(shè)置開放式問(wèn)題，促進(jìn)知識(shí)的靈活遷移

問(wèn)題：調(diào)查家中的用電器，比如電冰箱一天耗電多少，怎樣做更省電，寫成一份調(diào)查報(bào)告，下節(jié)討論.

9 結(jié)語(yǔ)

知識(shí)生成的過(guò)程不是一蹴而就的，必須是經(jīng)過(guò)合理有效地構(gòu)建、強(qiáng)化，才使學(xué)科核心素養(yǎng)在課堂中落地生根.根據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，結(jié)合5E教學(xué)模式，分別從引入、探究、解釋、拓展、評(píng)價(jià)五個(gè)環(huán)節(jié)，使學(xué)習(xí)活動(dòng)有條理、有依據(jù)地發(fā)展，使學(xué)科核心素養(yǎng)目標(biāo)的落實(shí)有著力點(diǎn)和依據(jù)，更好地幫助學(xué)生在課堂中完成學(xué)科核心素養(yǎng)的提升，達(dá)到育人的最終目標(biāo).

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