基于核心素养下的物理实践性教学初探

张哲

摘要：物理核心素养包括物理观念、科学思维、实验探究、科学态度与责任。皖西地区拥有煤电、风力、水力、光伏和垃圾等多种发电形式，如能引进到课堂教学中，则可以丰富学生的知识，激发其主动宣传节能环保、节约资源、保护国家设施等有益活动的热情。通过带领学生“身临其境”，充分发挥其主体性，既能让学习充满趣味，培养学生的探究精神和发散性思维，也能提高学生的学习热情和探究物理课程教学的实践性，把学生核心素养的养成落到实处。

关键词：核心素养  皖西能源  实践性教学

笔者在参与课题“皖西地区能源利用现状与校本课程开发研究”的过程中，拓展了实践性教学的思路和方法，这与新课标所倡导的立德树人、注重学生核心素养的养成不谋而合。

皖西地区拥有煤电、风力、水力、光伏和垃圾等多种发电形式，西电东送高压直流输电线穿城而过，其500KV变电站就在城郊。这么多的社会资源，若能适度地引进到课堂教学中，那不仅可以丰富学生的知识，还能激发他们主动地去宣传节能环保、节约资源、保护国家设施等有益活动的热情。通过带领学生“身临其境”，充分发挥其主体性，既能让学习充满趣味，培养探究精神以及发散性思维，也能提高学生的学习热情，探究物理课程教学的实践性，把学生核心素养的养成落到实处。

一、培养学生对知识点的学习兴趣和探究意识

学生们通过课本学习，对交流电的产生、输送及输电损耗等有了基本认识。为了加深印象，我們实地参观霍山佛子岭水电站、金寨梅山水电站和张冲水电站，了解水力发电的原理是把水的机械能转变成电能。还根据现场环境引导学生从能量转换的角度了解水力发电：先由水轮机把水的机械能转变成让其转动的机械能，再由发电机把机械能转变成电能，电能通过电站附近的升压变电站完成并网。参观结束后让学生回去查询更多有关水力发电的知识。

我们带领部分学生实地考察金寨张冲抽水蓄能电站，现场了解附近的抽水蓄能电站的运行方式，使他们通过了解水力发电的过程、效率、怎样并网和输电，以及与煤电的优缺点比较等，帮助其建立能量观念，知道抽水蓄能的调峰作用，从抽象的物理概念延伸到社会实践与应用，由一个知识点引发出另外一个知识点，而且彼此相互关联、相互影响，进而提高学生的学习兴趣和探究意识，拓展学习范围。

二、培养学生根据实践思考的能力

参观后，我们会对学生提出问题：真实的大型交流发电机是旋转磁极式的，其定子为线圈，转子是励磁线圈，利用励磁线圈产生旋转磁场，这与课本上介绍的交流发电机有所不同，原因是什么？

学生思考、讨论并得出结论：发电机的工作原理是电磁感应，因为线圈有较大的质量，所以一般将其固定，作为“定子”，而让磁场进行旋转，作为“转子”，当定子线圈切割磁感线时，在线圈中就会产生感应电动势并对外输出。

真实的远距离高压输电是直流输电，而非交流输电，这也与课本介绍有很大的不同。引导学生现场观察，发现在输电线上方还有两根导线，其作用是形成一个稀疏的“网”，起避雷作用。进一步观察发现，每一根导线由4根导线构成，其相对于一根“空心”导线，让有兴趣的同学回去自学交流电的趋肤效应，给学生留下学习的弹性空间。

学生从课本到现实，运用已学知识去解答实际问题，然后再回到课本，从而培养思维能力，提高实践能力，让学生认识到，物理学博大精深，有着无穷的魅力，激发学生学习的源动力。

三、培养学生全面分析和总结归纳问题的能力

我们继续引导学生通过书籍、互联网等方式查阅资料并带领学生实地考察，自主了解其他发电方式等相关知识，分析各种发电方式的优、缺点。如：

1.火力发电：到华电六安电厂实地考察煤电能量转化过程，包括并网中的变压器、频率、相位等与课本紧密联系的内容，也了解脱硫、除尘等环保措施。

2.风力发电：调研金寨地区风力发电系统，了解风力发电的物理原理，知道风力属于可再生资源，其发电效率与哪些因素有关，本地的哪些区域属于风能可利用区域等。风能发电为什么要采取交流—直流—交流的并网模式等。

3.光伏发电：考察裕安区村级集中式光伏电站，了解新能源的产生过程、交直流转换以及并网方法等，综合评估新能源对环境的影响，知道国家大力推广新能源的必要性。

4.垃圾发电和生物质发电：考察六安城区和各区县垃圾转运、滤水和发电过程，了解各区县生物质发电现状，对其产生的经济效益和社会效益有一个初步认识。

5.电力输送和高压线路除冰：结合实地观察和多方面获取信息，对我国的国家电网整体布局和在全球的领先地位有一个清楚的了解，初步了解高压线路如何除冰。

对于以上知识点，要求学生用表格的形式将各种发电方式的不同特点串起来，分析它们的不同和优、缺点，从物理原理、发电效率、社会效益、环保等维度综合分析，各种发电方式之间可以取长补短，实际规划中都要科学评估，使之发挥最大效益，从而培养学生的分析、归纳能力。

四、帮助学生树立正确的价值观和社会责任感

1.结合之前考察的内容，让学生谈谈目前本地水力发电占比较大的原因。六安山区面积大，水量充沛，是建造水电站的理想场所，水能开发又起步早，使皖西地区水能资源得到了较好的开发利用，让学生们热爱自己的家乡，为以后建设自己的家乡提供动力。

2.结合新能源，让学生意识到，新能源的引入在环境保护和节能减排等方面取得了良好的经济效益和社会效益。如：六安市生活垃圾焚烧发电使垃圾得到充分燃烧，焚烧产生的有害物质可以被炉内的高温充分分解，减量化和无害化处理，实现变废为宝，改善环境，为城市建设清洁、舒适、优美、文明的现代化生态园林城市做出贡献。

3.结合远距离输电内容了解我国目前采用的是世界上最先进的1100KV特高压输电相关知识，即准东—皖南（新疆吉昌—安徽宣城）输电工程，2019年9月正式投入运行，表明我国已成为世界上远距离输电技术最先进的国家，激发学生的爱国热情，提高民族自豪感。

物理学是一门应用学科，学生的学习若能与社会实践活动结合起来，学以致用，这将是物理教与学的质的飞跃。教学过程是教学相长的过程，要想充分发挥教师的主导作用，体现学生的主体性，教师必须经常涉猎新鲜知识，将生活中的现象引入课堂，通过“身边的例子”，更加形象、生动地分析课本知识，并充分发挥学生的主观能动性，让学生自主探究、调研，使探究和创新活动更加丰富多彩，从而达到更好的效果。

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