激勵主體參與 提升物理核心素養

鄺金山

摘 要：針對目前物理復習課仍較為普遍存在過分強調教師知識重述而忽視學生主體參與、抑制學生科學素養發展的現象，本文通過對一節物理專題復習課例的評析，闡述了復習教學中通過多種形式促進學生多重感官參與，激發學習興趣、熱情和思維的積極性，從而提升物理學科核心素養的教學策略.

關鍵詞：復習教學；主體參與；核心素養

許多教師覺得復習課難上，因為對學生來說，復習過程并不像探索新知那樣充滿新奇和樂趣，難以引起學習的興趣.教師普遍認為復習課的內容多，知識容量大，安排的時間有限，只能停留在“回憶整理+強化練習”的課堂教學模式上.這樣的復習課重知識復述而輕過程分析，過分強調教師單向的概括提煉，漠視學生的主體性，很少留給學生獨立思考、討論交流的時間，課堂欠缺高層次的思維活動，探究性的實驗操作更是少之又少.這種忽略過程與方法和學生主體地位的“雞肋”式教學，有悖于以核心素養模型為新目標的課程改革發展的新形勢，極大程度消耗學生的求知熱情和思維的積極性，嚴重影響學生學科核心素養的提升.如何在物理復習課中提高學生的參與熱情和求知樂趣，使學生的知識能力、情感意志得到新的發展，提升物理學科核心素養？聽了同行的一節復習課，筆者大受啟迪，引發了對這一問題的深入思考，收益良多.

1 課堂主要內容與結構

這節課的主要內容是關于“效率”的專題復習.為學生提供的學案里包括“復習思路”“教學過程”等部分，“教學過程”又分為“電動機工作”“白熾燈工作”“電熱水壺工作”“內燃機工作”等四板塊內容，各板塊內容里有填空（能量流向圖、工作效率計算表達式等）、計算題或實驗題等專項練習.教學活動的器材有學生自備的電學實驗盒，內有電源、導線、開關、滑動變阻器、電壓表、電流表、燈座、小燈泡、等常規實驗器件，教師為每個實驗小組準備了靈敏電流表（毫安表）1個、LED燈（發光二極管）1只.

2 教學主要環節賞析

2.1 基本知識梳理，加強物理核心知識的掌握

教學活動：

（1）學生思考并填寫學案里的能量流向圖和效率計算式.

（2）學生展示答案、師生共同討論并訂正.對于有爭議的白熾燈與燈的能量流向圖（見圖1），教師提議在下一環節通過實驗來尋求答案.

評析：

物理學科核心知識是物理核心素養的組成部分，包括核心概念和規律、重要物理實驗、重要思維方法等.而初中物理的“效率”專題的核心知識，包括能量流向情況、效率的含義和效率的計算等內容.這一環節，對多種情形的“效率”知識進行匯總和梳理，加強了學生對該板塊核心知識的掌握，有利于核心素養的提升.

（1）在得出效率計算方法和計算式之前先由學生思考分析能量流向分布情況，明白哪些是“有用的”，哪些是“浪費掉”的，使學生能“知其所以然”，加深對效率的含義和計算方法這些核心知識的理解和掌握.在師生的交流互動中，學生掌握了分析與推導計算式的方法，提升了思維品質.

（2）思考分析能量流向分布情況以及推導出效率計算式，教師不是自己復述直接給出結論，而由學生獨立思考完成，并通過圖解的方式展示，有效促進了主體參與.通過圖示、填空等多種形式以及給學生展示的機會，充分激發了其主體積極性，提高了學生的學習興趣和參與熱情，使他們主動融入到學習活動中.特別一提的是，該環節的幾個內容——學生獨立思考、個別展示、師生討論等節奏明快且簡單扼要，這樣安排使學生在參與中對“效率”的核心知識有整體的把握及系統的梳理，達到了掌握核心知識與思維方法的目的，又能突出重點、詳略得當，保障有更多的時間來開展接下來的探究活動.

2.2 效率問題計算，多重感官參與提高學習興趣和熱情

教學流程：

（1）學生觀看教師事先錄制好的自己親自測量電機機工作時的數值的視頻.

（2）讀出視頻里顯示的電動機的電壓值（0.7V）、電動機繞圈電阻（0.8Ω）及電動機正常轉動時的電流（0.5A），填寫在題目的空格里，將題目里的已知條件補充完整.

題目：電動機工作時兩端電壓為______________V，通過電動機的電流是________A，測得電動機線圈的電阻為____________Ω.求：

①通電1min，電流通過電動機做功多少？

②通電1min，電動機線圈產生的熱量是多少？

③電動機的效率是多少？

④學生根據填寫后的數據計算.

⑤展示學生的計算過程和結果，師生共同評析、糾正存在錯誤.

評析：

（1）這一環節中，教師除了通過學生思考、計算及分享等活動提高學生的能力外，還另辟蹊徑，安排了一個獨特的內容——讓學生觀看實驗視頻后自己讀取數據，填寫在題目中成為已知條件的數據.這相當于學生與老師一起共同完成了實驗測量，在這樣的氛圍下，學生的熱情進一步迸發了出來.這樣的主體意識極大地提高了學生的積極性和參與度.

（2）通過實驗（視頻）提供了一個真實的原始性情境，讓學生具有“在場感”，感受到數據的真實性與科學性，讓學生感觸真實的物理.在還原真實的原始問題中，也加強與現實生活的聯系.同時，這種“看一看、讀一讀、寫一寫”的多種感官參與豐富了學生的情感體驗，在激發學生學習的興致和熱情，有效提升學生的科學品質.

2.3 辨析白熾燈與LED燈的發光效率，在實驗探究中提升學生科學素養

主要活動內容：

（1）提出問題：為了研究白熾燈與LED燈的效率的問題，我們了解什么？（能量流向）分別測出它們工作時的功率，再作比較分析.

（2）分組實驗，測小燈泡與LED燈的電功率

①用自備的電學器材按電路圖（圖2）連接電路，調節滑動變阻器的滑片，使小燈泡只發出一點紅光，記錄此時的電壓電流值，計算其功率，填寫數據（表1）.

②用LED換下小燈泡，把電流表換成靈敏電流表（毫安表），測接入電路且明亮發光時的電壓電流值，計算出其功率分別記錄結果（表2）.

（3）分享結果.各小組將測得及計算出的數據填寫在黑板的匯總表格上（見表3）.

師生分析思考：LED燈比小燈泡發光亮得多，但它功率卻很小，這是什么原因？

師：從表中可知，相同時間里，小燈泡與LED燈哪個消耗的電能比較多？

生1：小燈泡消耗的電能多.

師：為什么？

生2：因為小燈泡的實際功率比LED燈的實際功率大.

師：說得好.如果兩種燈泡都能把電能全部轉化為光能，哪個燈比較亮？

生：小燈泡比較亮.

師：但真實的情形卻相反，LED燈明顯比小燈泡亮.這說明什么原因呢？

生1：說明電能沒有全部轉化為光能.

生2：說明LED燈將電能轉化為光能比小燈泡多.

師：對！除了光能，它們還將電能還轉化為什么能？

生：內（熱）能.

師：是的.誰來總結一下小燈泡消耗電能較多但發光不是很明亮的原因？

生：小燈泡將電能大部分轉化為內能，只有小部分轉化為光能；LED燈將電能大部分轉化為光能.

師：回答得很好.所以，從發光上來說，哪一種燈效率更高？

生：LED燈.

師：白熾燈（與小燈泡同類）工作原理是電流通過燈絲時產生熱量，使燈絲因高溫而處于白熾狀態而發出光來；LED即發光二極管，是一種固態的半導體器件，它可以直接把電轉化為光.所以，白熾燈將電能大部分轉化為內能（少量轉化為光能），LED將電能大部分轉化為光能（少量轉化為內能）.發光效率就是轉化為光能的能量占總電能的比例，很明顯，LED的發光效率高.這也是為何LED消耗的功率比小燈泡消耗的功率小卻比小燈泡亮得多的主要原因.從白熾燈到節能燈、LED燈，也是社會發展注重節能環保和高效率的體現.

評析：

在這個很多教師認為是略顯多余的環節里，該教師不是直接把結論灌輸給學生，而是采用實驗探究的形式，讓學生帶著問題，自己去實踐探索去發現知識，找尋問題的解決辦法，得出答案或知道事實.通過親歷實踐探究，學生體驗到成長的快樂，體悟到“實踐是檢驗真理的唯一標準”、“實驗研究是認知未知事物的方法也是非常有效的認知工具”等認知事物的意識、態度與思維方法，從物理的學科思維方法、物理核心能力、物理科學品質等方面提升了學生物理學科的核心素養.

（1）科學精神、科學的思維與方法，是物理學科核心素養的重要內容之一.教學中應為學生創造真實的問題情境，鼓勵并引導學生從客觀事實的基礎上剖析問題、設計方案、找到解決辦法[1].該教師以“通過實驗來找答案”的探究活動，為學生創設了未知的、“原始”的問題情境，展現真實的實驗現象及獲取第一手材料以作為研究的依據.教會學生認知事物的思維和方法，使他們在今后面對新知識、未知問題或疑惑時，就能持有科學的態度去思考，尋求解決問題方法.這個過程，學生不僅獲得了知識，體驗到科學探究的樂趣，還會養成嚴謹的科學態度，培養求真求實、注重實驗研究的科學精神.

（2）巧妙設計實驗，進一步激發探究熱情和思維積極性.分組自主實驗、各組展示結果，為學生提供了主體參與和展示的平臺.教師還為學生創設了一個疑惑——為什么讓小燈泡微弱發光（“一點紅”）而LED燈明亮發光？原來，這樣處理能在實驗的現象與測得的數據之間有鮮明的反差效果，實驗結論也更深刻明顯.這樣設計，也使學生在思考分析當中易進入“憤悱”狀態，形成強烈的思維沖突，從而提高其探究欲望和思維的積極性，當然，也會在“恍然大悟”中領略到科學思維方法的美妙之處.而靈敏電流表這精密儀器的使用，使實驗數據更準確具體，增強了學生探究的興趣，開闊了學生的視野，拓展了學生認知和探索新領域的意識與技能.

（3）恰當運用“支架”幫助學生感悟，促進成長.在本環節的后階段，學生在師生對話中一步步理解了事物的真實情況，也在“燈的發展”中感悟了“健康環保”這一社會發展主題.事實上，從學生的長遠發展著眼，科學探究的本質是一種精神追求.科學探究重視的結果，更多的是興趣的培養、好奇心的激勵、思想的熏陶、精神的感悟[2].從學生的發展著眼，得出結論并不意味著科學探究的結束.在科學探究中，與結果相比，之所以更重視過程，就在于科學探究是在播種一種行為，力圖收獲一種習慣，乃至培育一種意識.從培養現代化的人才來說，學生所需要的與其說是作為研究結果的赤裸裸的知識，不如說是研究的思維方法和能力[3].所以，新課程中以學生的發展為本的理念，要求教學中關注的不只是結果，更重要的是經歷、體驗和長遠發展.本環節中師生肩負有啟發性的對話和思維碰撞、節能環保與高效意識的滲透，體現的正是這一種教學理念.

3 思考與啟示

在真實情境中開展自主探究，才能體現學生的探究能力和科學素養，才能有利于物理核心素養的形成.與其它教學過程一樣，復習也應該是生動活潑、知情并重的.教師不但要傳授知識，發展學生智能，而且要促進學生情感[2].本課例中，各個環節的教學活動始終圍繞提升物理學科的核心素養來展開，由于注重調動與激勵參與，學生持有極高的參與熱情和積極性，教學富有成效，學生的物理核心知識、核心能力和科學品質都得到明顯的提升.教師有以學生發展為本的意識，激發學生的參與興趣和熱情，將思維不斷引向深入，把科學核心素養與能力培養有機整合，這樣，復習課也會變得富有魅力和充滿樂趣，在提升學生科學素養、促進學生成長中發揮其應有的作用.

參考文獻：

[1] 葉東福.基于物理核心素養導向的教學策略[J].中學物理教學參考，2016（12）：7-8.

[2]龔燕江.物理新課程教學與教師成長[M].北京：中國人民大學出版社，2011：5-9.

[3] 朱鐵成.中學物理教學案例研究與分析[M].杭州：浙江大學出版社，2012：189.