物理核心素養(yǎng)理念下初中物理“液化”的探究性教學(xué)設(shè)計

謝蕊蕊 徐曉梅

[摘要]物理核心素養(yǎng)包括“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”。如何在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，是物理教師關(guān)心的話題。文章提出了教學(xué)背景分析、實施教學(xué)過程、教師的教學(xué)反思相結(jié)合的探究性教學(xué)設(shè)計結(jié)構(gòu)，并以此結(jié)構(gòu)為指導(dǎo)做了“液化”的教學(xué)設(shè)計。

[關(guān)鍵詞]物理核心素養(yǎng);探究性教學(xué);液化

[中圖分類號]

G633.7

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A

[文章編號] 1674-6058（ 2020）23-0047-03

2018年年初國家首次提出學(xué)科核心素養(yǎng)的概念。其中，中學(xué)物理核心素養(yǎng)包括“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”和“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任[1]”。

物理核心素養(yǎng)下的探究性教學(xué)設(shè)計要求教師先分析教學(xué)背景，以了解教材內(nèi)容和學(xué)生情況;設(shè)計教學(xué)過程，要注重“科學(xué)探究”，要注意培養(yǎng)學(xué)生的“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”，始終將“物理觀念”“科學(xué)思維”作為教學(xué)的目標(biāo)，把目標(biāo)細(xì)化到每一堂課，并注重對實際問題的分析;教師在教學(xué)過程中要不斷進(jìn)行教學(xué)反思。物理核心素養(yǎng)理念下探究性教學(xué)設(shè)計的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

筆者以人教版八年級上冊第三章《物態(tài)變化》第三節(jié)《汽化與液化》中“液化”的內(nèi)容為例，用探究性教學(xué)設(shè)計結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行教學(xué)設(shè)計。

一、教學(xué)背景

“液化”是在學(xué)習(xí)“汽化”的知識后所要學(xué)習(xí)的新知識，其概念的建立、實驗的探究等對后續(xù)的物態(tài)變化有引導(dǎo)性作用。因此本節(jié)教學(xué)設(shè)計除了要注意“物理觀念”核心素養(yǎng)外，還需要注意培養(yǎng)學(xué)生的“科學(xué)探究”能力，為學(xué)生解決后續(xù)物態(tài)變化問題打下基礎(chǔ)，并且逐步形成思考問題、解決問題的思維方法[2]。當(dāng)然，在整個教學(xué)過程中，始終把“科學(xué)思維”和“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”作為教學(xué)的重要目標(biāo)。

八年級學(xué)生已經(jīng)對溫度有了深刻的理解，學(xué)習(xí)了凝固、熔化和汽化的內(nèi)容，對物態(tài)變化有了初步的認(rèn)識。他們具有一定的知識遷移能力，思維以形象思維為主，概念的建立主要依靠生活直觀經(jīng)驗，并且表現(xiàn)欲望強(qiáng)，好奇心重。學(xué)生的認(rèn)識，感性多于理性，容易接受直觀明顯的現(xiàn)象。

二、教學(xué)過程

1.巧妙設(shè)計，引入課題

師：同學(xué)們，在開始上課之前，老師先帶領(lǐng)大家做一個小小的實驗。 教師進(jìn)行演示實驗：在透明的手指套中滴入幾滴酒精，然后仔細(xì)地把手指套里的空氣排干凈，最后用一次性橡皮筋把手指套扎緊。這個時候向?qū)W生展示手指套的狀態(tài)，手指套呈現(xiàn)干癟的狀態(tài)，把它放到事先準(zhǔn)備好的果盤中，然后往里面加入熱水。

師：同學(xué)們，在老師加入熱水的過程中，你們看到了什么現(xiàn)象？

生：手指套從干癟的狀態(tài)變成了膨脹的狀態(tài)。

師：這說明了什么？

生：老師加入的液態(tài)酒精變成了氣態(tài)酒精。

師：我們上節(jié)課已經(jīng)學(xué)習(xí)過，物質(zhì)從液態(tài)變成氣態(tài)，是一個什么樣的過程？

生：汽化吸熱的過程。

師：同學(xué)們回答得非常好。下面請同學(xué)們仔細(xì)觀察手指套的下一個狀態(tài)變化。

教師繼續(xù)實驗：用鑷子把手指套從熱水里拿了出來。

師：同學(xué)們看到了什么現(xiàn)象？

生：手指套從膨脹的狀態(tài)恢復(fù)到了干癟的狀態(tài)。

師：是的，也就是說氣態(tài)的酒精又重新恢復(fù)到了液化的酒精。我們現(xiàn)在已經(jīng)知道液態(tài)到氣態(tài)稱為汽化，那么氣態(tài)到液態(tài)，我們叫什么呢？

生：液化。

師：回答正確，看來同學(xué)們已經(jīng)提前預(yù)習(xí)了。在物理學(xué)上，物質(zhì)從氣態(tài)到液態(tài)的過程，稱為液化。這就是我們這節(jié)課要學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容。

教師板書：§3.3液化

【設(shè)計意圖】

第一，新奇有趣的實驗可以吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)欲望。

第二，手指套從干癟到膨脹的過程，是一個汽化吸熱的過程。通過對上一個知識點的復(fù)習(xí)，為這節(jié)課的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。手指套從膨脹到干癟的過程，是一個液化的過程。實驗現(xiàn)象明顯，并且很好地表明了液化是汽化的逆過程。

第三，實驗器材都是日常見到的物品，可以讓學(xué)生意識到物理知識的實際應(yīng)用。

2.液化發(fā)生

師：手指套從膨脹狀態(tài)恢復(fù)到干癟狀態(tài)的過程中，老師對它進(jìn)行了什么樣的操作，在操作過程中溫度升高了，還是降低了？

生：老師把手指套從熱水中拿了出來，在這個過程中溫度降低。

師：如果不把手指套從熱水里拿出來，手指套的狀態(tài)變化是怎樣的呢？

學(xué)生進(jìn)行熱烈討論。

教師再次重復(fù)手指套實驗，這次讓手指套在果盤里自然冷卻。

學(xué)生集中觀察，隨著時間的延長，手指套緩慢地從膨脹狀態(tài)恢復(fù)到干癟狀態(tài)。兩分鐘之后，手指套已經(jīng)呈現(xiàn)完全干癟的狀態(tài)。

師：為什么隨著時間的延長，手指套的狀態(tài)發(fā)生了改變？

生：因為溫度降低。

師：在本次實驗中，當(dāng)水的溫度降低到78℃以下時，酒精將會液化，即液化發(fā)生的條件是溫度降低。

教師板書：液化發(fā)生——溫度降低

【設(shè)計意圖】

解讀實驗現(xiàn)象，剖析問題，在什么樣的條件下手指套會從膨脹的狀態(tài)恢復(fù)到干癟的狀態(tài)？重復(fù)手指套實驗，提煉觀念，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和探究能力。

3.液化放熱

師：同學(xué)們已經(jīng)知道汽化是一個吸熱的過程，那么大家猜想一下液化是一個怎樣的過程？

生：放熱。

師：提出了猜想之后，我們接下來要做的就是驗證猜想。下面大家一起來驗證猜想。

PPT展示：小籠包照片。

師：假設(shè)小籠包的底部有一鍋沸騰的熱水在蒸小籠包，那么是離鍋最近的最下層的小籠包先熟，還是最上層的先熟？

學(xué)生熱烈討論。有人說上層，也有人說下層。