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创设真实情境指向学科核心素养

2021-04-12苗静

理科爱好者(教育教学版) 2021年1期
关键词:学科素养初中物理

【摘 要】通过对传统单元复习方式下存在的问题进行细致分析,发现传统单元复习方式下存在部分学生复习不积极、复习效率低下等问题,因此笔者创新教学方式,探索通过创设教学情境或问题,让学生在情境中解决实际问题。这种复习模式有一定的优势,一方面有利于发散学生思維,使其思维纵向深化延伸,横向发散拓展;另一方面可有效提升学生的物理学科素养。

【关键词】情境学习;学科素养;初中物理

物理学科核心素养是物理学科育人价值的集中体现,是学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的关键能力和必备品格,是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质。物理核心素养主要由“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面的要素构成。培养物理学科核心素养一直是物理教师研究和关注的重要方面。知识情境化是知识活化并转化为个人素养的重要途径。在教学设计中,物理教师要思考什么样的教学情境及教学活动有利于学生核心素养的养成。

复习是指又一次学习,是升华学过的知识的过程[1]。学习物理不但要学得知识,更要对所学知识加工利用,发现问题并解决遇到的一些实际问题,提高发现问题能力以及运用知识解决问题的能力。

要重视复习课对提升学生核心素养的重要作用。复习目标是复习课教学活动的出发点和归宿,是课堂教学的指向标,更是衡量教学有效度的标竿。复习课不仅要注重确立复习目标,还要在复习内容、形式、方法上下功夫,让学生爱上复习。基于此,笔者在“欧姆定律”单元复习课中结合实际状况创新了教学方式,利用情境学习传授更多的信息给学生。而学生在复习时也能够将自己的思路和外界提供的信息有机整合。教师在复习过程中一定要给予学生充分的自主权,让其主动探索难题,在遇到困难时能够自主解决。这样做有一定优势,一方面有利于培养学生的综合能力,另一方面也能够提升学生的物理学科核心素养。

1   设计思路

教学实践证明,单元复习课能帮助学生巩固所学知识,使零碎的知识结构化,拓展所学内容,让学生在学习中形成科学的物理观念。新课改也提出让学生在学习时不仅能从教材上获取知识,更能将教材上的内容和真实情境有机结合。这样做才能激发学生的创造力和主动性,提升学生的核心素养。

“欧姆定律”这一章在学生学习了电学的初步知识,知道了电路的组成,认识了电流电压概念的基础上,引导学生进一步学习有关电学的知识。这一章的学习重点是电阻的概念及影响电阻大小的因素;滑动变阻器的制作原理、作用和使用方法;欧姆定律的内容和表达式以及电路的相关计算;“伏安法”测电阻。这一章的内容突出科学探究过程中运用控制变量法研究物理问题,体现了新课标的基本理念。在理论上,学生通过新课的学习能够了解欧姆定律的相关知识,得出自己的一些心得体会,提高学习能力。但笔者结合实际状况了解到,部分学生并不能将教材上的内容和真实场景有机结合,在学习新内容时缺少学习的思维性。一旦遇到问题,学生依然会用传统的思维方式解决[2]。由此可见,要培养学生的学科核心素养,应致力于让其拥有解决实际问题的综合能力。

2   教学实施过程

2.1  复习目标

第一,结合具体情境任务,通过比较两根电阻丝的电阻大小,复习影响电阻大小的因素、串并联电路的特点、伏安法测电阻的实验和等效替代法测电阻的运用。

第二,通过三个不同实验的对比复习,引导学生进一步理解滑动变阻器的作用,并能根据要求选择规格合适的器材;知道三次实验中进行多次测量的目的。

2.2  复习过程

2.2.1  情境引入

提出“有两根材料、粗细相同的铅笔芯,你有哪些方法比较出它们的电阻大小?”的问题,用“知识问题化,问题情境化”的方式,加强对学生的引导。

2.2.2  复习实验

实验方法:方法一,影响电阻大小的因素。方法二,串联分压。方法三,并联分流。方法四,伏安法测电阻。

师:请同学们回忆一下影响电阻大小的因素。我们通过一道例题来复习这个实验。

例1:在“探究导体电阻大小与哪些因素有关”的实验中,选择控制变量的方法。下面选择某一小组的物理量记录情况(见表1)对其进行具体分析。

(1)了解导体电阻大小和长度的变化关系,选用_____两根导体。

(2)了解导体电阻大小和横截面积的变化关系,选用_____两根导体。(引起学生的质疑)

(3)选择正确的电阻丝,接入电路后,闭合开关,若第二次电流表示数大于第一次的示数,则表明第二次电阻_____(选填“大”或“小”)。

师:第二种方法的依据是串联分压,请同学们回忆一下串联电路中电流、电压、电阻的规律。

师:第三种方法的依据是并联分流。请回忆一下并联电路中电流、电压的规律。

让学生利用以上规律完成例2。

例2:如图1所示,电源电压 U 保持不变,在甲、乙两处都接入电压表,闭合开关 S ,测得 U甲:U乙 =1:3 ;断开开关 S ,拆去电压表并在甲、乙两处都接入电流表,此时电阻 R1:R2 =_____, I甲:I乙 =_____。

师:开关的断开与闭合引起了电路的变化,建议同学们画一个等效电路,这样分析问题更加清楚。

师:大家刚才还讨论了定量测量电阻大小的办法,依据是伏安法测电阻,那么大家回忆一下实验的电路图?______测电阻的原理图。

师:请同学们仔细观察一下伏安法测电阻的原理图,我们可以用它完成哪些实验?

生:电流与电压的关系;电流与电阻的关系;伏安法测电阻。

师:这三个实验也是本章中最重要的三个实验,我们通过一道例题来复习“探究电流与电压的关系”的实验。

例3:如图2(a)所示,在实验电路中,要具体分析“通过导体的电流跟电压的关系”,①确定定值电阻的数量,需要____个;②具体分析滑动变阻器的作用;③利用所给数据画出导体电流跟电压的关系图,其与图2(b)中的______最接近。

师:追问“如果只有一个定值电阻,能完成这三个实验中的哪一个?”再追问“如果要完成探究‘电流与电阻的关系,需要几个定值电阻?”继续追问“给你一个变阻箱,能不能完成‘电流与电阻的关系的实验?”

通过学生开放式的主动思考,激发学生的学习兴趣,让学生主动提出问题,主动思考,对提升学生的思维能力有重要促进作用。

例4:如图3所示,在“探究一定电压下,电流与电阻的关系”的实验中,实验器材有电源(3V)、电流表、电压表、开关、定值电阻(5Ω、10Ω、20Ω),滑动变阻器 R1(20Ω,2A),滑动变阻器 R2(50Ω,2A)。

(1)实验时,小李先接入5Ω的电阻,移动滑片,使电压表示数为1V,记下电流表示数,再改接10Ω的电阻,滑片应该向______移动,目的是_______________。

(2)为完成三次实验,选择滑动变阻器的规格是?这样选择的理由?

师:复习完这三个实验之后,请同学们讨论三个问题:①三个实验中哪些实验用到了控制变量法?怎样控制?②电路中有一个滑动变阻器,它在三个实验中的作用分别是什么?③三个实验多次测量的目的相同吗?

对比这三个实验,它们的共性是电路相同,但实验结论、原理、数据等方面还存在差异。在数据相同的条件下,一些学生并不能充分掌握知识,容易将固定概念混淆。教师要引导学生重视欧姆定律的学习,这在日后一些重大考试中占有较大比例,也是学生的易错点。通过表格进行对比,更有利于学生形成清晰的认识。

3   教学反思

教学的艺术在于激励学生,引导学生,教学成功就表现在学生对课堂感兴趣。建构主义学习理论强调,学习活动必须与任务或问题相结合,以探索问题来引导和维持学习者的学习兴趣与动机。本复习教学通过比较不同导体电阻大小的情境设置,不断激发学生的思维,构建了和谐积极的教学氛围,真正做到了高效复习。

这种单元复习方式不再重复原来的顺序结构,而是以新的角度重新整合复习内容,能促进学生综合运用知识能力的发展,大大丰富学生知识链接的思维路径。以创设教学情境的方式引导学生解决实际问题,能有力助推学生思维的发展,推动学生发掘知识的深度,提升学生解决问题的灵活度,帮助学生建立知识、技能和思维能力统一的学科知识体系,进而引导学生在复习中积淀物理观念和科学思维,进行科学探究,形成科学态度与责任,提升物理学科核心素养。

【参考文献】

[1]林万比.基于物理學科核心素养培养学生创新能力[J].广西教育,2019(14).

[2]中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准[M].北京:北京师范大学出版社,2001.

【作者简介】

苗静(1981~),女,汉族,江苏南京人,本科,中学一级教师。研究方向:初中物理。

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