基于物理核心素养的高中物理教学探讨

侯海军 孙明西

摘 要：核心素养是现阶段课程改革和教学改革的主要方向，在物理教学实践中如何全面落实物理核心素养要素是一个新的课题，我们在基于物理核心素养下的课堂教学进行了一些探索，以人教版物理选修3-1中“电动势”的教学为例，通过创新教学模式、开发教学资源等，探讨物理核心素养教育指标的落实。

关键词：核心素养；物理教学；物理思维；科学方法

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）10-0039-3

基于物理核心素养的课程改革和教学改革正逐渐渗透到物理教育及课堂教学中。物理核心素养主要由“物理观念”“科学思维”“实验探究”“科学态度与责任”等四个方面的要素构成[1]。目前人们的教学设计能较好地关注学生知识与技能、实验探究能力等核心素养指标的落实，但是受传统教学影响，对培养学生“主动发展”意识落实不足，关注学生“科学态度与责任”的教学考虑薄弱，教学中往往一带而过，忽视了物理知识教育的价值取向；对物理思维方法、学生发展潜能培养在教学中也重视不足。我们在基于物理核心素养下的课堂教学进行了一些探索，下面以人教版高中物理选修3-1中“电动势”的教学为例探讨物理核心素养指标的落实。

“电动势”的教学设计与核心素养培养。

1 创设情境，培养学生强烈的问题意识

【教学过程】：

演示1：请学生做助手制作两个果汁电池，将其串联带动电子钟工作；

演示2：利用温差发电演示器，演示用热水和冷水温差发电带动小风扇转动；

展示图片：太阳能电板给卫星提供源源不断的电力；

请学生思考：从以上两个实验和一个图片中同学们能发现哪些研究课题？

【设计理念】：问题意识是激发学生创造性思维的关键因素，我们通过两个有趣的实验和一个图片构建问题环境，激起学生的好奇心和求知欲，培养学生的问题意识，让学生通过实验、观察、分析综合、抽象概括得出研究课题，培养学生的参与实践意识以及主动发展意识，有效地培养了学生的“科学思维”“实验探究”核心素养。

2 演示实验，概括结论

【教学过程】：

演示3：手摇发电机使小灯泡点亮；

演示4：利用制作的太阳能发电装置，带动小风扇转动；

引导学生观察思考：水果（果汁）电池、温差发电、手摇发电机、太阳能风车装置的能量转化情况。

引导学生探讨得出结论：电源是将其他形式的能转化为电能的装置。

【设计理念】：通过四个演示实验，培养学生的观察力，并对观察到的实验现象进行分析、归纳，再抽象、概括，发现共性，得出的结论，使学生真正亲身感受到各种形式的能量向电能转化的现象和电源的作用，实验中特别是利用热水冷水温差发电、太阳能发电实验引起了学生浓厚的探索兴趣。这样设计可以有效地培养学生“物理观念”（包括能量观、守恒观等）及“科学思维”，使学生的科学实验与科学思维同行。

3 研讨教学，探讨电源工作原理

【教学过程】：

引导学生想象并交流：“假如你就是正电荷，请走进电源内部，研究并讨论电源的工作原理，并将分组研讨的成果向大家展示”，给学生提供以下三个研讨指向做参考：

研讨指向1：讨论形成持续电流的条件；

研讨指向2：正电荷在电源外部运动情况，什么作用使其运动，做功情况及能量转化情况；

研讨指向3：联想抽水机，试分析电源内部正电荷的受力情况、做功情况及能量转化情况，讨论电源的工作原理。

学生小组研讨后，请学生代表到前台汇报展示研讨成果，得出原理：电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电势能的装置。

【设计理念】：采用“研讨式”教学法，让学生分组自主进行讨论。“假如你就是正电荷走进电源内部”很好地培养了学生的科学想象力；利用建模、类比科学研究方法，通过分析、推理论证等解决了电源工作原理新问题；在研讨过程中提高了学生主动与他人合作的意识，展示环节学生可以分享成功的喜悦，没有展示的学生可以进行“质疑”，展开二次讨论。“研讨式”教学法可以很好地培养学生的自主发展意识，增强主动与他人合作交流的精神，愿与他人分享自己的见解，敢于坚持正确观点，勇于修正错误，形成良好的“科学思维”习惯，体验探索自然规律的艰辛，从而获得对个人终身发展有利的成就感和喜悦感。

4 生活类比，概念形成

【教学过程】：

问题：不同的电源非静电力不同，它们把其他形式的能转化为电能的本领相同吗？

图片展示生活中搬运物体的两个人搬运本领的描述方法；

演示自制抽水机的工作过程，让学生观察，探讨描述自制抽水机和灭火用抽水机本领的研究方法，得出结论：本领可以用搬运相同质量的物体，重力势能增加多少来判断，即重力势能增加多，本领大。并引导学生阅读教材，类比并思考回答：不同的电源非静电力把其他形式的能转化为电能的本领如何描述？得出结论：电动势概念。

1.把电量为q的电荷从电源负极移到正极，非静电力做功W与电荷量q的比值，称作电动势。

2.表达式：E=。

3.单位：1 V=1 。

4.物理意义：反映电源将其他形式的能转化为电能的本领，电动势在数值上等于非静电力把1 C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功。

【设计理念】：学生自主阅读教材，提取重要信息，并类比生活中的事实，利用比值定义法研究电源，建立电动势概念，最终形成物理概念。通过这样的教学设计在帮助学生建立物理观念（概念）时，使学生认识到物理知识与生活有着紧密的联系，了解物理概念建立的过程和方法，培养学生自主学习的意识及创新品质，强化“物理观念”和“科学思维”等核心素养的培养。

5 科学探究，得出新知

【教学过程】：

学生探究实验：探究电源的参数（电源的内阻），参考探究步骤如下：

①请用数字式多用电表测量一节干电池的电动势，然后再测量两个水果（或果汁）电池串联后的电动势。

②将小灯泡分别接到一节干电池和水果（或果汁）电池上，观察小灯泡是否发光。

③试探究其原因。

学生分组探究，并分组展示探究成果，最终形成结论：电源有内阻。

【设计理念】：通过这一环节的设置，让学生经历实验探究过程的发现问题、合理猜测、分析论证、合作交流等过程，体验科学研究方法的应用和科学探究的精神。有效地培养学生的“实验探究”素养，增强学生主动解决问题的意识以及实事求是的科学态度。

6 回顾历史，展望未来

【教学过程】：

图片展示电池与人类文明的发展史：从第一个伏打电堆到现今的核电池，介绍电池发展的历史与人类文明的发展密切相关；介绍当代电池发展与环境的关系；介绍我国电池发展的现状和未来前景。

【设计理念】：通过介绍电池的发展史，让学生感受到电源的发展史也是物理学的进步史；联系电池发展与人类文明发展，明确物理知识是为人们生活和科学发展服务的，体现科学研究的价值，培养学生参与科学研究的热情；介绍当代电池发展与环境的关系，培养学生的可持续发展意识，增强学生的社会责任感；介绍我国电池发展的现状和未来发展前景，让学生学会进行创新性的思考，可以增强学生的民族自豪感和振兴中华的使命感，愿意为我国的科学事业做出贡献。

核心素养的培养对学生的终身发展有着极其重要的作用，物理学作为自然科学中最重要的一个分支，是人类科学文化的重要组成部分，是人类探索自然的前提，是技术发展的基础。因此，物理核心素养的培养显得尤为重要，物理教学中培养学生的物理核心素养，任重而道远。

参考文献：

[1]彭前程.积极探索基于核心素养理念下的物理教学[J].中学物理，2015（8）：1—2.

[2]高嵩，李彦青.基于核心素养的探究式教学[J].物理教学探讨，2015，33（8）：1—3.

[3]陈从先.基于核心素养的情感态度与价值观教育策略[J].物理教学探讨，2015，33（11）：28—29，35.