基于核心素養下的物理實踐性教學初探

張哲

摘要：物理核心素養包括物理觀念、科學思維、實驗探究、科學態度與責任。皖西地區擁有煤電、風力、水力、光伏和垃圾等多種發電形式，如能引進到課堂教學中，則可以豐富學生的知識，激發其主動宣傳節能環保、節約資源、保護國家設施等有益活動的熱情。通過帶領學生“身臨其境”，充分發揮其主體性，既能讓學習充滿趣味，培養學生的探究精神和發散性思維，也能提高學生的學習熱情和探究物理課程教學的實踐性，把學生核心素養的養成落到實處。

關鍵詞：核心素養? 皖西能源? 實踐性教學

筆者在參與課題“皖西地區能源利用現狀與校本課程開發研究”的過程中，拓展了實踐性教學的思路和方法，這與新課標所倡導的立德樹人、注重學生核心素養的養成不謀而合。

皖西地區擁有煤電、風力、水力、光伏和垃圾等多種發電形式，西電東送高壓直流輸電線穿城而過，其500KV變電站就在城郊。這么多的社會資源，若能適度地引進到課堂教學中，那不僅可以豐富學生的知識，還能激發他們主動地去宣傳節能環保、節約資源、保護國家設施等有益活動的熱情。通過帶領學生“身臨其境”，充分發揮其主體性，既能讓學習充滿趣味，培養探究精神以及發散性思維，也能提高學生的學習熱情，探究物理課程教學的實踐性，把學生核心素養的養成落到實處。

一、培養學生對知識點的學習興趣和探究意識

學生們通過課本學習，對交流電的產生、輸送及輸電損耗等有了基本認識。為了加深印象，我們實地參觀霍山佛子嶺水電站、金寨梅山水電站和張沖水電站，了解水力發電的原理是把水的機械能轉變成電能。還根據現場環境引導學生從能量轉換的角度了解水力發電：先由水輪機把水的機械能轉變成讓其轉動的機械能，再由發電機把機械能轉變成電能，電能通過電站附近的升壓變電站完成并網。參觀結束后讓學生回去查詢更多有關水力發電的知識。

我們帶領部分學生實地考察金寨張沖抽水蓄能電站，現場了解附近的抽水蓄能電站的運行方式，使他們通過了解水力發電的過程、效率、怎樣并網和輸電，以及與煤電的優缺點比較等，幫助其建立能量觀念，知道抽水蓄能的調峰作用，從抽象的物理概念延伸到社會實踐與應用，由一個知識點引發出另外一個知識點，而且彼此相互關聯、相互影響，進而提高學生的學習興趣和探究意識，拓展學習范圍。

二、培養學生根據實踐思考的能力

參觀后，我們會對學生提出問題：真實的大型交流發電機是旋轉磁極式的，其定子為線圈，轉子是勵磁線圈，利用勵磁線圈產生旋轉磁場，這與課本上介紹的交流發電機有所不同，原因是什么？

學生思考、討論并得出結論：發電機的工作原理是電磁感應，因為線圈有較大的質量，所以一般將其固定，作為“定子”，而讓磁場進行旋轉，作為“轉子”，當定子線圈切割磁感線時，在線圈中就會產生感應電動勢并對外輸出。

真實的遠距離高壓輸電是直流輸電，而非交流輸電，這也與課本介紹有很大的不同。引導學生現場觀察，發現在輸電線上方還有兩根導線，其作用是形成一個稀疏的“網”，起避雷作用。進一步觀察發現，每一根導線由4根導線構成，其相對于一根“空心”導線，讓有興趣的同學回去自學交流電的趨膚效應，給學生留下學習的彈性空間。

學生從課本到現實，運用已學知識去解答實際問題，然后再回到課本，從而培養思維能力，提高實踐能力，讓學生認識到，物理學博大精深，有著無窮的魅力，激發學生學習的源動力。

三、培養學生全面分析和總結歸納問題的能力

我們繼續引導學生通過書籍、互聯網等方式查閱資料并帶領學生實地考察，自主了解其他發電方式等相關知識，分析各種發電方式的優、缺點。如：

1.火力發電：到華電六安電廠實地考察煤電能量轉化過程，包括并網中的變壓器、頻率、相位等與課本緊密聯系的內容，也了解脫硫、除塵等環保措施。

2.風力發電：調研金寨地區風力發電系統，了解風力發電的物理原理，知道風力屬于可再生資源，其發電效率與哪些因素有關，本地的哪些區域屬于風能可利用區域等。風能發電為什么要采取交流—直流—交流的并網模式等。

3.光伏發電：考察裕安區村級集中式光伏電站，了解新能源的產生過程、交直流轉換以及并網方法等，綜合評估新能源對環境的影響，知道國家大力推廣新能源的必要性。

4.垃圾發電和生物質發電：考察六安城區和各區縣垃圾轉運、濾水和發電過程，了解各區縣生物質發電現狀，對其產生的經濟效益和社會效益有一個初步認識。

5.電力輸送和高壓線路除冰：結合實地觀察和多方面獲取信息，對我國的國家電網整體布局和在全球的領先地位有一個清楚的了解，初步了解高壓線路如何除冰。

對于以上知識點，要求學生用表格的形式將各種發電方式的不同特點串起來，分析它們的不同和優、缺點，從物理原理、發電效率、社會效益、環保等維度綜合分析，各種發電方式之間可以取長補短，實際規劃中都要科學評估，使之發揮最大效益，從而培養學生的分析、歸納能力。

四、幫助學生樹立正確的價值觀和社會責任感

1.結合之前考察的內容，讓學生談談目前本地水力發電占比較大的原因。六安山區面積大，水量充沛，是建造水電站的理想場所，水能開發又起步早，使皖西地區水能資源得到了較好的開發利用，讓學生們熱愛自己的家鄉，為以后建設自己的家鄉提供動力。

2.結合新能源，讓學生意識到，新能源的引入在環境保護和節能減排等方面取得了良好的經濟效益和社會效益。如：六安市生活垃圾焚燒發電使垃圾得到充分燃燒，焚燒產生的有害物質可以被爐內的高溫充分分解，減量化和無害化處理，實現變廢為寶，改善環境，為城市建設清潔、舒適、優美、文明的現代化生態園林城市做出貢獻。

3.結合遠距離輸電內容了解我國目前采用的是世界上最先進的1100KV特高壓輸電相關知識，即準東—皖南（新疆吉昌—安徽宣城）輸電工程，2019年9月正式投入運行，表明我國已成為世界上遠距離輸電技術最先進的國家，激發學生的愛國熱情，提高民族自豪感。

物理學是一門應用學科，學生的學習若能與社會實踐活動結合起來，學以致用，這將是物理教與學的質的飛躍。教學過程是教學相長的過程，要想充分發揮教師的主導作用，體現學生的主體性，教師必須經常涉獵新鮮知識，將生活中的現象引入課堂，通過“身邊的例子”，更加形象、生動地分析課本知識，并充分發揮學生的主觀能動性，讓學生自主探究、調研，使探究和創新活動更加豐富多彩，從而達到更好的效果。

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