基于核心素养的物理教学设计策略探讨——以“科学探究：欧姆定律”为例

2017-11-07

物理之友 2017年10期

关键词：电阻培育电流

(重庆市南岸区茶园新城中学，重庆 401336)

夏波

(重庆市南岸区茶园新城中学，重庆 401336)

基于物理核心素养的培养要求，笔者以“科学探究：欧姆定律”的教学设计为例，通过“挖掘核心素养，确定教学目标”“设计教学流程，培育核心素养”“整合创新习题，评价学生素养”三个流程，提出教学设计的策略。

核心素养；教学设计；欧姆定律

随着《中国学生发展核心素养》的发布，教育进入了“核心素养时代”，物理教学发生了转型。为了使物理课堂由“三维目标”转型为“核心素养”的培育，基于核心素养的教学设计成为研究焦点。笔者着力深度分析教材，以培养学生的核心素养，以下以沪科版九年级物理教材“科学探究：欧姆定律”一节为例，谈一谈基于核心素养的教学设计策略。

1 挖掘核心素养，确定教学目标

《中国学生发展核心素养》包含“三个方面”“六大要素”和“十八个基本要点”，物理核心素养主要由物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任等四个方面的要素构成。笔者认为两者及《课程标准》的关系为：《中国学生发展核心素养》为学科核心素养的上位概念，《课程标准》为学科核心素养的下位概念。因此，在确定每堂课的教学目标时，可以遵循“由下至上”的原则，即：首先从《课程标准》入手，并结合学科核心素养，对本堂课的教学目标进行初步设计；然后结合《中国学生发展核心素养》，对初步设计的教学目标进行再审视，从而确定本堂课的教学目标。

就“科学探究：欧姆定律”一节而言，《课程标准》的要求为：“通过实验，探究电流与电压、电阻的关系。理解欧姆定律。”结合学科核心素养，本节课培育的物理观念为“欧姆定律”，用到的科学思维方法主要是控制变量法，涉及的科学探究主要是探究电流与电压、电阻的关系，在整个探究过程中可以很好地渗透科学态度与责任的教育。结合《中国学生发展核心素养》，笔者认为本节课可以培养学生学会学习、责任担当和科学精神，基于此，笔者确定本节课的教学目标如下：

(1) 通过实验，探究电流与电压、电阻的关系，建构欧姆定律；

(2) 在科学探究的过程中，学会运用控制变量法，培养正确的科学态度与责任。

2 设计教学流程，培育核心素养

传统的教学设计侧重于三维目标的达成，而基于核心素养的教学设计，则肩负起培育“全面发展的人”的使命。因此，在教学设计中，应该深度分析教材内容，挖掘培育学生核心素养的素材。同时，还应抓住学生的每一次“生成”，借力培育学生核心素养。就本节课而言，笔者在情境中引入，在探究中引导，抓住整个教学过程中的每一个契机，培育学生的核心素养。

2.1 创设情境，引入新课

情境1：通过观察教室中的电风扇的旋钮，它能调节电风扇的转速，提出问题：是什么原因导致电风扇的转速发生了变化？

设计意图：通过教室中的生活电器作引入，不仅可以吸引学生的注意力，还可以让学生容易地答出：“这是电流变化导致了电风扇的转速发生变化”，进而追问：“什么因素导致了电流发生了变化？”学生结合上一节变阻器的知识，会答出：“电阻的变化导致了电流发生变化”。

情境2：笔者展示两个电路，两电路中都由导线将电池盒、开关、灯泡串联在一起。两个电池盒外观相同、并且带盖子，其中一个电池盒仅安装一节干电池，而另一个电池盒安装两节干电池，两电路中的灯泡规格相同。闭合开关后，让学生观察两电路中灯泡的亮暗情况，并提出问题：是什么原因导致了灯泡的亮暗情况不同？

设计意图：通过实验观察，学生会答道：“这是电流导致了灯泡的亮暗情况不同”，然后打开盖子，发现电池盒中电池的节数不同，即两电路的电压不同，从而得出“电压的变化导致了电流发生变化”的猜想。

由以上两个情境，学生很容易猜想出影响电流的两个因素：电阻和电压，从而顺利地引入下一个环节。

2.2 提出问题，引发思考

笔者提出问题：为了探究电流与电压、电阻的关系，我们应运用什么研究方法？

设计意图：物理学留给学生的财富之一就是分析和解决问题的科学方法。控制变量法作为初中物理学的一个重要的科学方法，在以后的学习和生活中起到了非常重要的作用。因此，在实验探究前，笔者引导学生选择合适的科学方法。同时，这一环节也能理清本实验的探究思路：控制电阻不变时，研究电流与电压的关系；控制电压不变时，研究电流与电阻的关系。

2.3 交流合作，设计电路

设计正确的实验电路是完成实验的前提和保证，笔者引导学生进行个人设计、小组交流讨论、小组展示，完成实验电路的设计。

设计意图：“个人设计”可以培育学生设计实验电路图的科学思维能力；“小组交流讨论”不仅可以弥补学生个人设计的实验电路的不足，而且还能在争辩中培育学生的科学态度与责任；“小组展示”不仅可以培养学生的表达能力，还可以培育学生批判质疑、乐学善学、勤于反思等素养。总的来说，这一环节较好地体现了“学生为主体”的教学原则。

2.4 进行实验，分析数据

实验前笔者提醒学生实验过程中的注意事项，然后学生进行分组实验，同时收集实验数据，最后由学生分析实验数据，得出结论。

设计意图：在动手实验过程中，主要培育学生科学探究能力；在收集证据的过程中，主要培育学生实事求是的科学态度；在分析与论证过程中，主要培育学生的科学思维。在整个环节中，教师巡回指导，对学生出现的问题进行纠正，对得出结论的小组给予肯定。值得一提的是：在这一环节中，学生可能会暴露出实验操作不当、虚构实验数据等问题，甚至还有让教师意想不到的问题。笔者认为：发现这些问题时，教师不应该立即指出错误，而应该引导学生进行自我反思，让学生自己找出“错误源”，从根本上培养学生的纠正错误、勤于反思、问题解决等素养。

2.5 总结结论，得出定律

笔者在学生得出的实验结论的基础上，总结得出欧姆定律，并对该定律进行解读，同时对相关物理学史进行讲解。

设计意图：物理学史是培育学生科学态度与责任素养的有效途径，本节课可以通过了解德国物理学家欧姆执著的科学探索精神，培养学生勇于探究的素养。

3 整合创新习题，评价学生素养

在核心素养时代，对学生的评价也成为大家关注的焦点。笔者认为，为了全面评价学生的素养，应该做好“过程性评价”和“形成性评价”。其中，“过程性评价”应对学生在各环节的参与度、达成度等方面进行评价；“形成性评价”是通过习题，对学生的学习效果进行评价，而在习题设计方面，应对已有习题进行整合或创新，将学生在实验中出现的问题编入习题进行考查。在本节课中笔者设计了一道例题，对学生进行评价。

例题：在探究“电流跟电压、电阻关系”的实验中，某同学选用了这些器材：两节干电池、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、不同阻值的定值电阻、导线等进行实验。

(1) 不完整的电路如图1所示，请用笔画线代替导线，将实物图连接完整(要求导线不交叉)。