物理學科核心素養的課堂滲透實踐

黃多智+楊再君

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》（2010-2020年）指出：要構建體系完備的終身教育，要堅持德育為先，立德樹人，把社會主義核心價值體系融入國民教育全過程。按照最新發布的《中國學生發展核心素養》總體框架，它體現在三個方面即文化基礎、自主發展和社會參與；綜合表現為六大核心素養，即人文底蘊、科學精神、學會學習、健康生活、責任擔當、實踐創新。而物理學科的素養包括物理觀念、科學思維、實驗探究、科學態度與責任。“學生發展核心素養”這個概念的提出和建構，必將為教學實踐、學生學習等提供變革的明確方向。2017年的高考大綱修訂即印證了它的非常意義和價值。筆者從滲透學科素養的角度，以恒定電流習題解答的課堂教學為例談談自己的做法。

在恒定電流試題里，對電路的簡化往往是解決問題的切入點。這個問題解決好了，做電路分析試題就得心應手，反之則思路紊亂成為死結，使電學學習進入死胡同。為了幫助學生進行電路簡化分析，我們常常在傳統教學中給學生這樣總結：

1.電壓表在電路里可以視為斷路，簡化時可以去掉再分析；

2.電流表在電路里可以視為短路，簡化時可以用導線替代；

3.電容器在電路里可以視為斷路，簡化時可以去掉再分析；

4.電路里任何一個電阻的阻值增大（減小），則總電路的電阻增大（減小）；

5.并聯電路中的電阻若撤去一個，則相當于變成以空氣為電阻，則阻值增大。千萬不要誤以為是減少一個電阻總電阻阻值減小；

6.找好等勢點，把等勢點集中在一起來分析。

但是在基礎薄弱的大多數縣鎮高中效果依然不理想，甚至我強調每減少一個原件或者一條導線就畫一次簡化電路，即使這樣不厭其煩地分析，也收效甚微。

案例1：如圖1所示，是一個恒定電流試題里出現頻率較高的電路圖。若已知電源的電動勢、內阻、三個電阻的阻值，需要求出三個電表的讀數是多少。很多學生覺得電路看起來并不復雜，但是這三個電阻是什么關系呢？串聯？或者并聯？或者……這三個電流表測量的是誰的電流呢？這道題就涉及到電路的簡化問題。電路圖看似簡單，其實是一個比較難的問題，考查學生的圖文翻譯能力和對并聯電路基本特征的深刻理解，課本基本文字沒有掌握，即使老師講得很費力了，依然有很多學生難以理解。

我在上這節課的時候，采取的是小組合作探究學習的模式進行。其中一個組的學生率先紙上完成了解答，然后其中的代表走到講臺前給全班同學講解。可是當有同學問到你是怎樣得出這三個電阻是并聯的關系的時候，他解釋不清楚了（估計是在一些資料書上看到過解答標準）。于是在這道題遇到困難之后我并不急著講下去，而是結合圖2（《普通高中課程標準實驗教科書物理》，選修3-1，人民教育出版社）第48頁、49頁圖2.4-1，2.4-2）甲乙兩圖再講并聯電路的特征。

我讓學生溫習《普通高中課程標準實驗教科書物理》（選修3-1，人民教育出版社）第49頁：并聯電路的總電壓與各支路電壓相等。

學生談理解：如圖2乙，即電阻R1、R2、R3兩端的電壓（電勢差）相等。

我讓學生思考：是不是說電阻兩端的電壓相等就是并聯電路呢？假設如圖2甲中的三個電阻阻值相等，其電壓也相等，顯然這不是并聯電路。那么如何從本質上講清這個問題呢？學生陷入了沉思（顯然很興奮）。

經過點撥引導，學生逐漸總結出：在一個電路中，若某幾個電阻兩端的電勢分別相等，則這幾個電阻的關系是并聯的。從本質上講是導體兩端的電勢分別相等。比如圖2甲，三個電阻的電壓（電勢差）雖然相等，但是他們兩端的電勢并不相等，而是一個比一個高，呈逐漸降低的關系，這樣的電路元件就不是并聯的關系。

現在再回過頭去看圖1，就容易得多了，學生很快能夠找到：R1左端的電勢跟R2的右端、R3的左端電勢相等；R1右端的電勢跟R2的左端、R3的右端電勢相等。也就是說這三個電阻兩端的電勢是相等的，那么他們的關系是并聯的關系。第一個問題得到了很好的解決。

那么，電表分別測誰的電流呢？我讓學生盡情發揮自己的想象力。經過激烈的爭論，有一個學生提出的想法我認為非常大膽，也令我非常滿意。他把電路分解成如下三種情況：

圖1甲：去掉含R2，R3的支電路，A2，A3測的是R2的電流。

圖1乙：去掉含R1，R3的支電路，A1，A2，A3測的是R2的電流。

圖1丙：去掉含R1，R2的支電路，A1，A3測的是R3的電流。

綜上所述，電流表A1測的是R2和R3的電流；電流表A2測的是R1和R2的電流；電流表A3測的是R1，R2和R3的總電流。

學生一提出這個“思路”，我眼前一亮，毫不吝嗇地對這個學生予以了表揚。經過大量的試題驗證，這個結論是適用的。但是這個“思路”能夠經受實驗驗證和理論證明嗎？這給我和我的學生留下了一個發展的空間：設計實驗，驗證我們的結論。

因此，我很欣慰學生能夠這樣用心去思考和總結，我想初步的目的達到了。通過這道題的解決我有以下幾點思考：

1.物理概念一定要深刻理解，這是落實物理學科物理觀念這一核心素養的要求。當然這個深刻理解應當建立在恰當的案例基礎之上。優秀的教師就是做足功課挑選或者改編好這個案例，讓學生走出題海。正如“要想學生走出題海，教師就必須跳進題海”這一高論。

2.要敢于和善于讓學生獨立思考和集體討論，這是落實物理學科科學思維、科學態度和責任這些核心素養的體現。不要總是認為學生不會做而不敢放手讓學生做獨立完成和表達自己的思考。要使學生學習變被動為主動，學生才能積極參與課堂，各方面的素質才能得到培養提高。傳統的課堂教學為了完成教學任務而忽視了學生的實際，因而課堂的有效性大打折扣。

3.重視課本的閱讀和理解，這是實現基本知識和基本技能這一物理學科基本素養的體現。不要拋開課本跳入題海，要回歸知識的本源。課本上文字和圖片包含豐富的物理信息，作為學生不一定能夠很好地發現并接受，而老師應當引導他們去發現并總結，完成好陪伴者和引導者的責任。

案例2：《普通高中課程標準實驗教科書物理》（選修3-1，人民教育出版社）第49頁圖2.4-3：電阻串聯后作為一個整體，它相當于一個電阻。圖2.4-4（圖略）：電阻并聯后作為一個整體，它相當于一個電阻。這些總結，課本已經明確提出來了，可是學生不一定去認真閱讀并理解，因此教師應當在日常課堂教學的過程中切實引導學生去閱讀；在習題課中遇到問題時不急于告訴學生答案，而是盡力搭建起考題和課本之間的橋梁，讓學生明白他們在解題的過程中出現的問題課本中實際上已有明明白白的規律，引導學生回歸課本。

通過這樣的課堂教學，可以讓學生的合作意識、自主學習意識、創新意識、自我發展意識等素養得到潤物無聲地浸潤，同時也預留了一定的問題發展空間。endprint