如何让核心素养落地生根

梅立芳

摘 要：2016年9月教育部正式发布《中国学生发展核心素养》总体框架，明确指出核心素养以培养“全面发展的人”为核心.那么，在物理课堂教学中，如何才能让物理学科核心素养落地生根？笔者将结合一节复习课的教学设计，谈一谈怎样将物理核心素养落实到课堂教学中去.

关键词：核心素养;复习课;教学研讨

1 教学背景分析

1.1 教材分析

从知识结构来看，《电功率》一章的核心概念包括：电功、电功率、焦耳定律.教材先从生产生活中的现象使学生对电能有初步了解，然后通过电能引入电功和电功率的概念;在学习了电功、电功率的概念及电功率的测量方法后，再由生活中常见的实例引出电流热效应的概念，进而通过实验探究了解焦耳定律.从课标要求来看，课程标准对本章的具体要求如下：“从能量转化的角度认识电源和用电器的作用”，“结合实例理解电功、电功率.知道用电器的额定功率和实际功率.调查常见用电器的铭牌，比较它们的电功率” ，“通过实验，探究并了解焦耳定律.用焦耳定律说明生产生活中的一些现象”[2].

1.2 学情分析

从知识层面来讲，本章的概念多、公式多、规律多，多数学生可以记住相关概念、公式，但要理解、并灵活应用存在一定的困难.从能力层面上讲，由于电能与我们的生活息息相关，学生积累了一些生活经验，具备了一定的合作能力和实验探究能力，但是学生理论联系实际的能力和知识的迁移能力较弱.所以，在教学时通过创设情境，联系生活实际，让学生从实验探究和合作中自然生成概念、总结规律和方法，大大降低了知识掌握的难度.

2 重难点分析

基于以上教材和学情的分析，基于物理核心素养引导下对物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任等素养的培养，笔者确定了本节复习课的教学重点和难点.

物理观念：从能量转化的角度来理解电功和电能的概念，知道它们之间的数量关系，掌握电能表的使用和读数;理解电功率的概念，知道额定功率与实际功率的区别.

科学思维：类比“速度”的概念，通过观察“电能表上指示灯闪烁的快慢”来理解电功率的概念，了解比值定义法在物理概念中的应用.

实验探究：经历“测量电热水壶的实际功率”的实验过程，体验发现问题、设计实验方案、交流评估、获得数据、分析论证的过程.在实验过程中通过生生互动、师生互动等方式，促进学生主动参与，践行“生本”理念.

科学态度与责任：通过小组讨论和交流的方式，激发学生的学习物理热情，培养学生合作学习的意识，提高学生分析问题和运用知识解决实际问题的能力.另外，通过创设情景，联系生活实际，有意识的培养学生关心社会生活的意识，增强学生的社会责任感.

2.1 教学重点

2.1.1 復习电功、电功率相关概念、公式，构建知识网络.

2.1.2 知道额定功率与实际功率的区别.

围绕用电器铭牌这一主线，从“如何测出电热水壶的实际功率”的问题出发，展开讨论，通过选择器材、设计实验方案，全面复习电功率的测量方法，使学生在科学探究的过程中，逐步生成概念、规律，形成物理观念，构建知识网络.

2.2 教学难点

2.2.1 利用电功率知识解决多档位问题.

通过智能马桶盖的电路设计，使学生综合运用所学知识解决多档位问题，归纳总结多档位问题的分析方法.注重联系生活实际，结合“近几年中国人热衷于去日本购买马桶盖、电饭锅”的社会现象，进行爱国主义教育，增强学生的社会责任感.

3 教学过程

3.1 创设情境，唤醒旧知，生成物理观念——用“生活化”的情境创设来激发学生的学习兴趣，唤醒学生对已有知识的记忆.

【教学片段1】学生活动：分享“我的铭牌”

以小组为单位，阅读分享你的家用电器铭牌（如图1所示），找到与“电功率”有关的参数，说一说它们有什么物理意义.

生：额定电压220V、额定功率、每日耗电量……

师：从学生的回答中提取有用的物理量进行板书，引导学生复习相关概念.

设计意图：说到“铭牌”这个词，学生可能首先想到的是一档娱乐节目中的“撕名牌”中的“名牌”，把学生活动的标题定为“分享我的铭牌”，也借助了这个同音的敏感词，来拉近课堂与学生的距离，激发学生的学习热情.在日常生活中学生对各种用电器并不陌生，教学时以“用电器铭牌”作为一条主线，通过创设学生熟悉的物理情景，激发学生对知识的认同感，利用小组合作交流，不断推进知识的复习，实现知识的内化.

【教学片段2】演示实验：利用“能的转化演示器”复习电功、电能.

师：天气转凉，我从某宝上网购了一个“电热水壶”，发现其铭牌上标注的额定功率为：1800W.该电热水壶正常工作1h消耗多少kW·h的电能？

生：W=Pt=1.8 kW×1h=1.8 kW·h

师：根据能量守恒定律，消耗的1.8 kW·h的电能跑到哪儿去了？

生：转化为内能了.（热能）

师：是不是所有的用电器都是消耗的电能都转化为内能？

生：不是.

演示实验：能的转化演示器（如图2所示）

小结：电能转化为其他形式能的过程，也是电流做功的过程.电流做多少功，就有多少电能转化为其它形式的能.电功和电能在数值上是相等的.

设计意图：从“各种用电器铭牌”到“电热水壶的铭牌”，围绕“铭牌”这一主线，设计了一系列的问题：电热水壶正常工作1小时消耗多少电能？消耗的电能转化为什么？是不是所有用电器都将电能转化为内能？引发思考.然后借助“能的转化演示器”小实验，实现了对“电功率、电功、电能”相关知识的复习和构建.学生在初三学习重力势能时已经初步建立的“功和能”的关系，知道重力做多少功，重力势能就改变多少.而借助“能的转化演示仪”，从能量转化的角度很容易理解用电器工作时消耗电能，转化为其他形式能，学生再把已有的“功能关系”的旧知，迁移过来理解电功和电能的数量关系，就自然顺理成章了.

3.2 合作交流，整合建构，形成科学思维——“小组合作”助推实验探究的顺利进行，“自制教具”助力培养科学思维习惯.

【教学片段3】学生活动：设计实验，验证“铭牌参数”.

给大家提供以下实验器材：家庭电路演示板（含电能表、插座）、秒表、导线、电压表、电流表、开关、滑动变阻器、电池若干.小组交流，选择合适的实验器材设计实验方案，测出该电热水壶的实际功率.要求：

1.小组合作，完成学生活动卡.

2.以小组为单位，分享展示你的实验方案，交流评估实验方案的可行性.

设计实验，验证名牌参数，实际上就是通过设计实验来完成电热水壶的实际功率的测量，完成整个知识网络的构建，是本节课的重点.为了突破这一重点，笔者在教学时设计了以下五个环节：问题驱动，引发思考——选择器材，设计实验——方案展示，交流评估——确定方案，进行实验——建构知识，总结提升.

近几年科学实验探究更向着“贴近生活”的方向进行，实验课程资源逐步的由课堂走向更广阔的自然、生活空间.本节课给学生提供的实验器材除了教材中的实验课《测量小灯泡的电功率》一节的所有实验器材外，还把生活中家庭电路的电能表以自制教具“家庭电路演示板”（如图3所示）的形式从课外搬到的课内，通过课堂上真实的实验现象获得具体生动的感性认识，加深对物理概念和规律的理解，全方位地提高科学素养.

设计意图：在培养学生的创新思维能力方面，实验有着其不可替代的作用.物理实验的教学要通过原有的实验延伸出更多的具有相关性的实验方案，教学时通过整合相关内容，让学生在设计实验的过程中，抓住实验中最本质的规律，逐步培养其思维的严密性和多样化，最终提升学生认识事物、分析事物的能力，形成科学思维.

在本环节中，教师坚持践行“生本”理念，以小组合作的方式，不断的发现问题、解决问题，逐步推进实验方案的设计趋近于合理化，使学生获得基本的物理实验探究能力，培养学生正确的科学的思维习惯.

3.3 实验体悟，知识内化，学会科学探究——用“实验”的方式促使学生实现知识的迁移和创生.

以下是学生通过小组讨论确定的“测量电热水壶实际功率”的实验方案展示.

方案1：伏安法

·实验原理：P=UI

·实验器材：电池若干、导线、电压表、电流表、开关、滑动变阻器

·实验步骤：

1.按照电路图（如图4所示）连接电路.

2.将滑动变阻器滑片调至阻值最大端.

3.闭合开关，调节滑片，使电热水壶正常工作，记录此时的电压表、电流表示数分别为U、I.

4.计算：P=UI

·交流评估：不可行.

·原因分析：

学生1：电热水壶适用于家庭电路，其电压是220V的交流电，而每一节干电池只能提供1.5V的直流电压.利用干电池无法保证电热水壶工作.

学生2：测量交流用电器的电压和电流必须用交流电压表和交流电流表，我们目前实验室用的电压表和电流表也都是只适用于直流电路.

学生3：实验室用的电压表、电流表的量程不合适.

方案2：电能表、秒表.

·实验原理：P=W/t

·实验步骤

1. 将其他用电器都关闭，记录此时电能表的示数W1

2.将电热水壶插入插座，打开开关，同时按下秒表开始计时.

3.一段时间t后，关闭电热水壶开关，记下此时电能表的示数W2

4.计算： W=W2-W1，P=W/t

·交流评估：学生对实验方案表示赞成.

·实验改进：

1.一分钟后，发现电能表示数并没有发生变化，我们可以改用第二种方法，通过记录一段时间内指示灯闪烁的次数进行计算.

计算公式：W=n/N，P=W/t

2.分别将电热水壶、灯泡分别接入电路，观察电能表上指示灯闪烁的快慢情况，理解“电功率表示电流做功快慢”的含义.

方案3：计量插座.

全体学生共同参与完成测量电热水壶的实际功率的实验后，教师再提供另一种更加方便的测量工具：计量插座（如图5所示）.只要将用电器插入插座，就可以从电子显示屏上读出此时的电压、电流、电功率.方便快捷，让学生在课堂上亲身感受到了科技对人们生活带来的便利.

设计意图：复习的目的在于促进学生对知识的理解记忆;还在于知识的归纳整合，构建知识网络，促进知识的内化;更在于知识的综合运用和能力的提高.本节课没有采用对照“知识网络图”复习的传统模式，而是通过学生的合作、思考、体验，通过实验使学生亲身经历知识的生成、建构、应用的全过程，更加注重了学生“学”的过程.在交流展示的环节中，通过生生互动，师生互动的方式，促进学生主动参与，践行“生本”理念，为培养学生科学实验的意识搭建平台、创造条件.

3.4 任务驱动，方法归纳，提升科学态度与责任——通过递进式的问题讨论来引导疑难的解决，培养社会责任.

【教学片段4】学生活动：根据“铭牌”设计电路.

创设情境：小明妈妈在国外旅游时带回来一个家用智能马桶盖.从此小明励志学好物理，长大后为实现“中国创造”贡献自己的力量.这是***牌智能马桶盖铭牌上的部分内容.此马桶盖有两档加热电功率，请你根据所学知识，推測一下该这只马桶盖的内部电路图.

多档问题是电功率一章非常典型、非常重要的考点.通常我们遇到的多档问题都是以电饭煲、电炉子、电暖气……为背景，以计算题的形式出现，难度较大.为了更好的突破这一难点，本节课的设计改变了题目原有的呈现方式，以智能马桶盖为背景，结合学生的兴趣点设计了以下学生活动：一是根据相关参数，自己设计电路;二是对比自己设计的电路图，说一说说明书上电路图的优点;三是结合实际的电路图，完成相关数据的计算.另外，通过创设的情景，注重联系生活实际，结合“近几年中国人热衷于去日本购买马桶盖、电饭锅”的社会现象，进行爱国主义教育，有意识的培养学生关心社会生活的意识，增强学生的社会责任感.

本节复习课的设计改变了原有的“旧瓶装旧酒”的低效复习模式，教学中各个环节的设计体现了：教学目标的“层进化”、教学过程的“活动化”、教学方式的“多样化”.核心素养引导下的物理复习课，要通过真实的物理情景、有意义的活动任务和实验探究使学生的学习过程显性化，将所学知识最终应用于解决实际问题.学生在不断的实践和体验中，即掌握了知识和技能，又提升了科学思维能力，发展了科学态度与责任.

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（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2011版）[M].北京：北京师范大学出版社，2012.

[3]吴燕.唤醒·体验·架构·释疑——一节初中物理复习课的现场体悟[J].中学物理，2018，36（12）：50-52.

[4]陈冠群.基于核心素养引导下的物理实验教学——以电学实验复习《测量小灯泡的电功率》为例[J].中学物理，2018，36（12）：53-55.

（收稿日期：2019-06-25）