物理学科核心素养的课堂渗透实践

黄多智+杨再君

《国家中长期教育改革和发展规划纲要》（2010-2020年）指出：要构建体系完备的终身教育，要坚持德育为先，立德树人，把社会主义核心价值体系融入国民教育全过程。按照最新发布的《中国学生发展核心素养》总体框架，它体现在三个方面即文化基础、自主发展和社会参与；综合表现为六大核心素养，即人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新。而物理学科的素养包括物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任。“学生发展核心素养”这个概念的提出和建构，必将为教学实践、学生学习等提供变革的明确方向。2017年的高考大纲修订即印证了它的非常意义和价值。笔者从渗透学科素养的角度，以恒定电流习题解答的课堂教学为例谈谈自己的做法。

在恒定电流试题里，对电路的简化往往是解决问题的切入点。这个问题解决好了，做电路分析试题就得心应手，反之则思路紊乱成为死结，使电学学习进入死胡同。为了帮助学生进行电路简化分析，我们常常在传统教学中给学生这样总结：

1.电压表在电路里可以视为断路，简化时可以去掉再分析；

2.电流表在电路里可以视为短路，简化时可以用导线替代；

3.电容器在电路里可以视为断路，简化时可以去掉再分析；

4.电路里任何一个电阻的阻值增大（減小），则总电路的电阻增大（减小）；

5.并联电路中的电阻若撤去一个，则相当于变成以空气为电阻，则阻值增大。千万不要误以为是减少一个电阻总电阻阻值减小；

6.找好等势点，把等势点集中在一起来分析。

但是在基础薄弱的大多数县镇高中效果依然不理想，甚至我强调每减少一个原件或者一条导线就画一次简化电路，即使这样不厌其烦地分析，也收效甚微。

案例1：如图1所示，是一个恒定电流试题里出现频率较高的电路图。若已知电源的电动势、内阻、三个电阻的阻值，需要求出三个电表的读数是多少。很多学生觉得电路看起来并不复杂，但是这三个电阻是什么关系呢？串联？或者并联？或者……这三个电流表测量的是谁的电流呢？这道题就涉及到电路的简化问题。电路图看似简单，其实是一个比较难的问题，考查学生的图文翻译能力和对并联电路基本特征的深刻理解，课本基本文字没有掌握，即使老师讲得很费力了，依然有很多学生难以理解。

我在上这节课的时候，采取的是小组合作探究学习的模式进行。其中一个组的学生率先纸上完成了解答，然后其中的代表走到讲台前给全班同学讲解。可是当有同学问到你是怎样得出这三个电阻是并联的关系的时候，他解释不清楚了（估计是在一些资料书上看到过解答标准）。于是在这道题遇到困难之后我并不急着讲下去，而是结合图2（《普通高中课程标准实验教科书物理》，选修3-1，人民教育出版社）第48页、49页图2.4-1，2.4-2）甲乙两图再讲并联电路的特征。

我让学生温习《普通高中课程标准实验教科书物理》（选修3-1，人民教育出版社）第49页：并联电路的总电压与各支路电压相等。

学生谈理解：如图2乙，即电阻R1、R2、R3两端的电压（电势差）相等。

我让学生思考：是不是说电阻两端的电压相等就是并联电路呢？假设如图2甲中的三个电阻阻值相等，其电压也相等，显然这不是并联电路。那么如何从本质上讲清这个问题呢？学生陷入了沉思（显然很兴奋）。

经过点拨引导，学生逐渐总结出：在一个电路中，若某几个电阻两端的电势分别相等，则这几个电阻的关系是并联的。从本质上讲是导体两端的电势分别相等。比如图2甲，三个电阻的电压（电势差）虽然相等，但是他们两端的电势并不相等，而是一个比一个高，呈逐渐降低的关系，这样的电路元件就不是并联的关系。

现在再回过头去看图1，就容易得多了，学生很快能够找到：R1左端的电势跟R2的右端、R3的左端电势相等；R1右端的电势跟R2的左端、R3的右端电势相等。也就是说这三个电阻两端的电势是相等的，那么他们的关系是并联的关系。第一个问题得到了很好的解决。

那么，电表分别测谁的电流呢？我让学生尽情发挥自己的想象力。经过激烈的争论，有一个学生提出的想法我认为非常大胆，也令我非常满意。他把电路分解成如下三种情况：

图1甲：去掉含R2，R3的支电路，A2，A3测的是R2的电流。

图1乙：去掉含R1，R3的支电路，A1，A2，A3测的是R2的电流。

图1丙：去掉含R1，R2的支电路，A1，A3测的是R3的电流。

综上所述，电流表A1测的是R2和R3的电流；电流表A2测的是R1和R2的电流；电流表A3测的是R1，R2和R3的总电流。

学生一提出这个“思路”，我眼前一亮，毫不吝啬地对这个学生予以了表扬。经过大量的试题验证，这个结论是适用的。但是这个“思路”能够经受实验验证和理论证明吗？这给我和我的学生留下了一个发展的空间：设计实验，验证我们的结论。

因此，我很欣慰学生能够这样用心去思考和总结，我想初步的目的达到了。通过这道题的解决我有以下几点思考：

1.物理概念一定要深刻理解，这是落实物理学科物理观念这一核心素养的要求。当然这个深刻理解应当建立在恰当的案例基础之上。优秀的教师就是做足功课挑选或者改编好这个案例，让学生走出题海。正如“要想学生走出题海，教师就必须跳进题海”这一高论。

2.要敢于和善于让学生独立思考和集体讨论，这是落实物理学科科学思维、科学态度和责任这些核心素养的体现。不要总是认为学生不会做而不敢放手让学生做独立完成和表达自己的思考。要使学生学习变被动为主动，学生才能积极参与课堂，各方面的素质才能得到培养提高。传统的课堂教学为了完成教学任务而忽视了学生的实际，因而课堂的有效性大打折扣。

3.重视课本的阅读和理解，这是实现基本知识和基本技能这一物理学科基本素养的体现。不要抛开课本跳入题海，要回归知识的本源。课本上文字和图片包含丰富的物理信息，作为学生不一定能够很好地发现并接受，而老师应当引导他们去发现并总结，完成好陪伴者和引导者的责任。

案例2：《普通高中课程标准实验教科书物理》（选修3-1，人民教育出版社）第49页图2.4-3：电阻串联后作为一个整体，它相当于一个电阻。图2.4-4（图略）：电阻并联后作为一个整体，它相当于一个电阻。这些总结，课本已经明确提出来了，可是学生不一定去认真阅读并理解，因此教师应当在日常课堂教学的过程中切实引导学生去阅读；在习题课中遇到问题时不急于告诉学生答案，而是尽力搭建起考题和课本之间的桥梁，让学生明白他们在解题的过程中出现的问题课本中实际上已有明明白白的规律，引导学生回归课本。

通过这样的课堂教学，可以让学生的合作意识、自主学习意识、创新意识、自我发展意识等素养得到润物无声地浸润，同时也预留了一定的问题发展空间。endprint