核心素养下“测电源电动势和内阻实验方案设计”教学

钱泽仪 高梨梨

摘 要：核心素养指出了我们要培养什么样的学生，而教师的课堂设计和实施水平在人才的培养过程中起着举足轻重的作用。本文利用“测电源电动势和内阻实验方案设计”的教学，通过 “现行普遍的教学方式”和“基于培养学生核心素养所设计的教学方式” 的对比，体现出不同教学设计对学生核心素养培养的效果差别，探讨如何在课堂教学中落实学科核心素养。

关键词：核心素养；测电动势和内电阻；方案设计

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2018）4-0019-5

1 物理实验课教学对培养学生核心素养有重要意义

物理学是一门崇尚理性、重视逻辑推理的自然科学，更是一门以实验为基础、来源于生活的自然科学，而物理学科核心素养可以细化为四个维度，即物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任。物理实验是培养学生物理学科核心素养的重要方法和有效手段，重视物理实验设计和实验教学，改变传统的教师单独演示或教师提供固有实验方法的教学模式，能够积极地培养学生的科学思维能力、合作探究能力、实验动手能力以及分析和处理数据的能力，树立正确的科学态度和责任感。本文以“测电源电动势和内电阻实验方案设计” 课堂教学模式的改进为例，探讨实验课堂中落实核心素养的有效手段。

2 对以传授知识为本位“测电源电动势和内阻”教学的分析与思考

2.1 传统教学模式

由于教师的教学观念不同，对“测电源电动势和内阻”的教学地位理解不同，教学的方式就不一样，但大多数课堂都按图1所示的模式进行教学。

2.2 传统教学模式的弊端分析与思考

（1）教师将知识点整合归纳后，按部就班地传授给学生，强调学生对知识的记忆，弱化实验的育人功能，是一种以知识为本位、缺乏思考和创新的教学方式。

（2）教师按预设的实验方案引导学生，强调教师单向的概括讲解，学生未参与设计，弱化了学生的主体性，缺少了科学探究中的未知性，不利于学生科学探究能力的培养和科学探究精神的养成。

（3）只有知识和方法的积累，弱化了学生交流讨论、合作探究的过程，缺乏高层次的思维活动，学生处于机械被动的学习状态。

以上分析可知，这样的教学设计不利于学生综合素质的提高，不利于对学生物理核心素养的培养。

3 基于物理核心素养的“测电源电动势和内阻实验方案设计”的教学

该方案全程以问题作为主线，引导学生深度学习，逐步探究，在解决问题中获取知识，锻炼能力。

3.1 实验目的

实验目的的提出，说明不能为了实验而实验，而是有问题需要解决才实验，这样设计可以增加学生学习的主动性和探究热情，让学生亲身体验实验是解决问题的最直接途径，是检验真理的标准。实验目的的提出如表1所示。

3.2 实验方案设计

（1）方案一

实验设计方案一如表2所示。

学生根据自己的理解，设计出测电动势和内阻的方案。由于学生对电源电动势和路端电压的概念不甚理解，从简单方便出发，得出直接用电压表测量电动势、用欧姆表测内阻的设计方案。

教师通过实验器材对概念进一步讲解，加深学生对电动势以及路端电压概念的理解；分析方案一中存在的问题：由于电压表测出来的是路端电压，而欧姆表只能测量无源电阻，方案一显然不可行。让学生积极表达自己的立場和观点，发表自己的见解，联系伏安法测电阻和闭合电路的欧姆定律，探索解决办法，提高学生的自我表现意识和自我认同感。

（2）方案二

实验设计方案二如表3所示。

从不能直接测量到接入电路间接测量，从定值电阻无法得出多组数据到滑动变阻器的选用，从误差分析到选出合理的设计电路，整个方案的设计过程其实就是学生解决一个个实际问题的过程。

此环节将学生学到的知识用于解决实际问题，基于物理观念的形成和科学推理对方案一提出质疑、批判，进而提出创造性的见解，有利于培养学生的批判性思维和科学分析问题、探究问题的能力。

（3）方案三、方案四

实验设计方案三、方案四如表4所示。

方案三和方案四是基于在实验器材有局限的情况下（不能直接测量电流或电压），结合闭合电路欧姆定律，对固有实验方案的拓展，是学生创造性思维的体现，为学生创设不同实验条件，灵活地运用知识解决问题，培养学生不屈服于困难，不受固有思维束缚的科学态度和价值观，有利于学生应对21世纪复杂的社会环境及各种挑战。

4 小 结

综上所述，知道测电源电动势和内阻的实验设计方法，不是教学该节内容的唯一目的。基于物理核心素养的“测电源电动势和内阻实验方案设计”经历了科学探究过程，通过不断启发、创设不同条件进行科学思维与推理的训练，培养实事求是、严谨负责的科学态度，充分挖掘教程，充分发挥物理实验教学在培养物理核心素养方面的作用与价值。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2016年征求意见稿）[S].北京：人民教育出版社，2016.

[2]冉婷婷，于海波.浅谈核心素养理念下的物理教学思维[J].课程教学研究，2017（7）：69-72.

[3]罗祖兵.深度教学：“核心素养”时代教学变革的方向[J].课程·教材·教法，2017（4）：20-26.