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)”指學生應具備的適應終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力，突出強調個人修養(yǎng)、社會關愛、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開啟今天的課程.

圖1

設計意圖：愛因斯坦曾經說過： “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

筆者帶領學生，體驗從電路設計、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知識，進一步加深印象.

圖2

這時，老師再賣一個關子給學生，“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 猜想與設計

根據(jù)傳感器繪制小燈泡I-U曲線，學生結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

設計意圖：開放自主的引導學生分析實驗現(xiàn)象，總結實驗規(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 設計與分組實驗

設計意圖：學生自己進行組內分工和相互合作，自己設計實驗、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)得出實驗結論，體會科學研究的過程.在實驗現(xiàn)象到結論的知識探究過程，主動建構知識，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知識，溫度不同，導體的電阻率不同(如圖5).

圖5

在學生已經通過閱讀書中的相關知識，同時面向學生科普，目前的低溫超導技術現(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注學生的身心健康成長，打造核心素養(yǎng)中的文化基礎目標.

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.

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用，T7為“脂肪測量儀”原理分析，為一道新情境的知識應用題.

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

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

課后應在課堂教學的基礎上，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用打下堅實的基礎.