核心素養(yǎng)指導下的高效物理課堂
——以 “導體的電阻”的課堂教學設(shè)計為例

顧 華

(江蘇省蘇州蘇苑高級中學 215000)

“核心素養(yǎng)”指學生應(yīng)具備的適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，突出強調(diào)個人修養(yǎng)、社會關(guān)愛、家國情懷，更加注重自主發(fā)展、合作參與、創(chuàng)新實踐.新課程標準中提到，中學物理學科的核心素養(yǎng)基本要素為物理概念，科學思維、科學探究、科學態(tài)度與責任四方面.物理課堂是教學的主要組成部分，學生能力的發(fā)展，核心素養(yǎng)的提升都離不開有效的課堂教學.筆者在這里將一節(jié)以核心素養(yǎng)教學為指向目標的高效物理教學課堂的教學過程和設(shè)計意圖與同行分享.

1 教學過程

1.1 興趣引入

新課以“何為電阻？”問題導入.問題拋出后，筆者并沒有急著跟同學們探討電阻的專業(yè)知識，而是請同學們賞析了一幅近期網(wǎng)上比較火爆的“暴走動漫-‘歐姆定律’”.讓同學們在看漫畫(如圖1)的同時體會“何為電阻”，在輕松愉悅的氛圍內(nèi)開啟今天的課程.

圖1

設(shè)計意圖：愛因斯坦曾經(jīng)說過： “興趣是最好的老師”.興趣源于好奇，一個人對某件事情產(chǎn)生了好奇，感了興趣，就會啟動思維，主動去尋找解決的辦法.

1.2 電阻知識講解

筆者帶領(lǐng)學生，體驗從電路設(shè)計、電路連接、實驗記錄數(shù)據(jù)、描點作圖一步一步的獲取I-U曲線，從而獲得導體的電阻辛苦探究歷程.講到這里，筆者跟學生賣個關(guān)子，上面這一系列復雜的工作，老師可以一分鐘完成.學生強烈的好奇心，被點燃，這怎么可能？

教師拿出事先準備的電路板、傳感器和數(shù)據(jù)采集器，給學生現(xiàn)場采集繪制導體電阻I-U曲線(如圖2(1)).在動態(tài)的采集繪制圖線的過程中，學生對于電阻的相關(guān)知識，進一步加深印象.

圖2

這時，老師再賣一個關(guān)子給學生，“都說一次實驗會有偶然性，那老師再做一次”.這次老師悄悄將定值電阻，換成小燈泡，重復以上操作.動態(tài)的I-U繪制過程再次像學生展現(xiàn)了不可能，“曲線慢慢彎了……”(如圖2(2))(授課老師根據(jù)課堂時間情況酌情做二極管的I-U曲線(如圖2(3))，筆者只是展示了電阻和小燈泡的I-U曲線).

“哎，怎么回事？”學生引起一陣騷動……

教師引導“哪里出了問題？”細心的同學會說老師把研究對象換了，換成小燈泡了.老師繼續(xù)引導“為什么換成小燈泡，曲線就彎了呢？根據(jù)I-U曲線斜率物理意義說明什么問題？”

生：“導體阻值，會發(fā)生變化”

師：“那么導體阻值為什么會發(fā)生變化？影響導體阻值變化的因素有哪些呢？”

設(shè)計意圖：利用科技的力量，將不可能，變成可能，讓學生對于接下來所學知識充滿了期待.

1.3 猜想與設(shè)計

根據(jù)傳感器繪制小燈泡I-U曲線，學生結(jié)合初中所學知識可能會猜想導體的電阻阻值影響因素有溫度.教師不必著急解釋，只要將溫度T單獨寫在其他影響因素“長度、橫截面積、材料”(如圖3)(可通過教師給出一些生活情境獲得)后面即可.

圖3

設(shè)計意圖：開放自主的引導學生分析實驗現(xiàn)象，總結(jié)實驗規(guī)律，訓練學生觀察和信息采集的能力、分析與處理問題的能力，努力達成核心素養(yǎng)中的自主發(fā)展(學會學習、健康生活)的部分目標.

1.4 設(shè)計與分組實驗

設(shè)計意圖：學生自己進行組內(nèi)分工和相互合作，自己設(shè)計實驗、動手研究、記錄實驗數(shù)據(jù)、學會描點作圖，分析實驗數(shù)據(jù)得出實驗結(jié)論，體會科學研究的過程.在實驗現(xiàn)象到結(jié)論的知識探究過程，主動建構(gòu)知識，主動達到核心素養(yǎng)中的社會參與目標.

1.5 實驗數(shù)據(jù)處理

對于本次實驗的數(shù)據(jù)處理，除第一組長度測量因素(1∶2)關(guān)系探究外，其他兩組的數(shù)據(jù)處理有一定的難度.所以筆者設(shè)計三種處理方案，上課時靈活采用.

方案一：EXCEL數(shù)據(jù)處理.現(xiàn)場收集學生數(shù)據(jù)，借助計算機EXCEL表格圖像處理U1∶U2，擬合函數(shù)得出R1∶R2=L1∶L2、R1∶R2=S2∶S1、R1∶R2=ρ1∶ρ2；

圖4

方案二：直接讓學生使用數(shù)據(jù)傳感器采集、繪制，并設(shè)計傳感器的數(shù)據(jù)處理，直接獲得R1∶R2=L1∶L2、R1∶R2=S2∶S1、R1∶R2=ρ1∶ρ2；

方案三：學生根據(jù)自己的實驗數(shù)據(jù)，描點作圖，分析實驗數(shù)據(jù)得出實驗結(jié)論.

因為Excel表、傳感器的使用，使得學生沒有了自己動手實驗、描點作圖的過程，所以筆者還是采用傳統(tǒng)的實驗器材，實驗、數(shù)據(jù)描點作圖方法，但時間上就耽擱很多.具體上課時采用何種處理手段，每位一線老師可結(jié)合自己實際上課條件和上課對象進行具體學情分析后，靈活采用.

1.6 實驗結(jié)論與展望

師：“溫度呢？小燈泡的實驗現(xiàn)象是錯的，還是電阻定律的公式需要修正？引導學生，通過閱讀書中的相關(guān)知識，溫度不同，導體的電阻率不同(如圖5).

圖5

在學生已經(jīng)通過閱讀書中的相關(guān)知識，同時面向?qū)W生科普，目前的低溫超導技術(shù)現(xiàn)狀——中國科學家趙忠賢研制出90K(-183.15℃)材料超導現(xiàn)象，但是目前科學家還在不斷研究，希望能夠在更高溫度下實現(xiàn)超導的導體材料，期待明天的諸位學生的突破.

設(shè)計意圖：教學的同時更要不斷的滲透情感、物理文化、愛國主義情感教育，避免生硬說教的同時更能關(guān)注學生的身心健康成長，打造核心素養(yǎng)中的文化基礎(chǔ)目標.

科普片段，提出新知識、新情境，增加愛國主義教育，激發(fā)學生探究新知識的欲望，以求達到核心素養(yǎng)的自主發(fā)展和文化基礎(chǔ)的部分目標.育人是根本，體現(xiàn)為立德鑄魂，每一位一線教師要結(jié)合新時代的要求，遵循教育規(guī)律和人才成長規(guī)律，引導學生在堅定理想信念上下功夫，厚植愛國主義情懷，在增長知識的同時培養(yǎng)奮斗精神和提升自身的綜合素質(zhì).

1.7 例題分析

運用本節(jié)所學知識，完成(新人教版《物理必修三》)書后P61，T1、6、7.其中T1、6為直接電阻概念知識應(yīng)用，T7為“脂肪測量儀”原理分析，為一道新情境的知識應(yīng)用題.

設(shè)計意圖：引導學生，根據(jù)所學知識，應(yīng)用到生活中去，努力做到學以致用，讓學生在反思中鞏固、深化所學知識，使得學生的知識結(jié)構(gòu)由點到面、由面到體，形成合理的知識結(jié)構(gòu).

2 教學反思

2.1 課前

利用上課前的時間間隙，筆者與學生進行短暫的交流與溝通，獲取第一手班級學情.比如：這個班級的學生，愛看漫畫；喜歡物理，尤其是一位女生提到的對物理的電學部分很感興趣，特愛做物理電學實驗，等等.這樣在接下來的課堂教學中，授課老師會更有針對性的結(jié)合本班學情，進行授課.同時，也和學生建立起一個很好的情感紐帶.

2.2 課中

學生在授課老師的引導下，不僅對于本堂所教授物理知識獲得直觀的感性認識，更是通過自己和同學間的合作討論、分析、推理、歸納，將感性認識上升為理性認識，并形成物理的概念和規(guī)律.在學生的分組設(shè)計實驗的探究過程，更是將自己自主學習物理、探究物理知識的能力進一步提升，在動眼、動手、動腦的過程中逐步提升和發(fā)展自身的核心素養(yǎng).

2.3 課后

課后應(yīng)在課堂教學的基礎(chǔ)上，在學生知識還未遺忘之前，趁熱打鐵及時的輔以適當?shù)恼n后習題，鞏固所學知識.努力實現(xiàn)知識的深層次理解，為將來知識的綜合應(yīng)用打下堅實的基礎(chǔ).