基于核心素养的物理教学设计探究

摘 要：基于核心素养的培养要求，课堂教学方式发生转变，对教师也提出新的要求.本文以教科版九年级上册“科学探究：欧姆定律”的教学设计为例，深度挖掘教材内容，突出核心素养培养点，重构教学设计，运用科学探究，培养学生的核心素养.

关键词：核心素养;教学设计;欧姆定律

中图分类号：G633.7     文献标识码：B     文章编号：1008-4134（2021）24-0042-03

作者简介：童兵（1992-），男，重庆巫山人，硕士，中学一级教师，研究方向：中学物理教学.

2016年中国学生发展物理学科核心素养正式发布.发展核心素養，主要是指培育学生能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力.中小学教育进入“核心素养时代”，物理学科核心素养主要包括“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面.初中物理对于学生初步认识物理观念、建立科学思维、激发探究意识、培养科学态度和责任具有极其重要的地位，但如何发展核心素养却是摆在每一位物理教师面前的难关.本文以教科版九年级上册“科学探究：欧姆定律”的教学设计为例，浅析核心素养下的物理教学设计.

1 研读教材，确定核心素养培养点

“科学探究：欧姆定律”属于规律探究新课，《义务教育物理课程标准（2011年版）》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.”依据核心素养要求，物理观念为“欧姆定律”，借助控制变量法的科学思维方法，学生充分探究电流与电压、电阻的关系，渗透科学态度与责任.

2 设计教学过程，突出核心素养教学点

以往物理探究实验以教师演示为主，学生观看实验得出数据，进而归纳出结论，在培养学生探究能力与激发学生的科学探究方面都存在不足.而核心素养的核心是让学生全面发展，充分发挥学生的主体地位，让学生在学习中思考、在思考中探究、在探究中提高能力.本节课教学设计，在情境中引入，在探究中引导，在问题中点拨，在归纳中总结，在评价中反馈.

2.1 创设情境，引入新课

首先学生分组就坐，每个小组桌子上有灯泡、电流表、滑动变阻器、电池等电学器材.提出问题：灯泡发光后，如何让灯泡亮度发生变化？学生设计电路，呈现出两种不同的电路：一是改变电池个数，将1节电池改为2节电池，并分别记录灯泡亮度.二是借助滑动变阻器，移动滑片记录灯泡亮度.进一步提问：灯泡亮度变化时，与灯泡串联的电流表示数有没有变化？怎么改变？

设计意图：学生动手设计电路，激发学习兴趣，

逐步引入探究主题.学生观察电流表示数，发现当灯泡亮度变化时电路中电流也发生改变.进一步提问：在第一个电路中什么改变导致电流变化？学生答到“电池数量改变”，电池增加，电路中什么会变化？学生答：“是电压.”接着提问在第二个电路中是什么导致电流变化？学生答“电阻改变”.由上面情境学生会猜想影响电流的两个因素：电压和电阻.

2.2 提出问题，引发思考

电流与电压、电阻有什么关系，研究这个问题我们需要借助什么探究方法？

设计意图：学生讨论得出控制变量法.在讨论环节中，梳理探究思路：控制电阻不变，探究电流与电压的关系;控制电压不变，探究电流与电阻的关系.本节先保持电阻两端电压不变，探究电路中电流与电阻的关系.

2.3 设计电路，展示电路图

小组交流设计电路，教师加以引导.此环节能激发学生的主动参与感，提升学生将想法落实落地的“科学思维能力”，增强学生之间互相配合、互相学习的科学态度.将某组学生设计的电路图投影在多媒体上（如图1所示，不考虑电源内阻的影响）.

2.4 多种电路设计展示，启发学生创造思维

提问：是否有同学还设计出不同的电路？此时有学生举手展示自己设计的电路（如图2所示），电路连入滑动变阻器.实验中改变定值电阻大小，电路中电流也会改变，提问：定值电阻两端的电压是否保持不变？学生回答：“会改变.”进一步引导探究的前提条件是定值电阻两端电压保持不变，怎样保持定值电阻两端电压不变？学生会想到借助滑动变阻器.滑动变阻器有什么作用？接下来学生进一步探究当移动滑片时，观察电压表示数并让电压表示数不变.引导学生总结滑动变阻器作用是保证定值电阻两端的电压恒定不变.

学生设计电路图如图3所示，根据并联电路电压相同，R1、R2、R3、R4两端电压相同，定值电阻不同，读出4只电流表示数.此设计电路可一次性地得出实验数据，避免多次实验.

设计意图：学生展示不同设计的电路图，有利于开阔学生视野，培养学生创新精神，培育学生发散思维.在思考对比不同电路设计优缺点时加深对该实验的理解.

2.5 科学实验

学生交流，选择电路设计进行实验，并将实验数据收集记录在表1中.教师指导学生在实验过程中出现的问题，实验结束后整理器材.其中一组学生选择5Ω、10Ω、15Ω、20Ω电阻，定值电阻两端恒定为6V，记录数据见表1，并作出I-R曲线如图4所示.

设计意图：学生动手操作实验，培养动手能力和科学探究能力;在数据收集整理过程中，培养学生客观务实的科学态度.同时教师在指导学生存在的不足之处时，契合了“学生为主体、教师为主导”的教学理念.

2.6 总结结论，得出规律

学生以实验为基础，通过分析数据，归纳总结实验结论：当定值电阻两端电压保持不变时，通过定值电阻的电流与电阻成反比.得出欧姆定律.介绍科学家欧姆探究该定律的曲折历史.

设计意图：学生分析归纳结论和得出规律的过程，培养学生科学探究能力.讲解科学家欧姆探究该定律过程，培养学生对科学家刻苦研究的崇尚感，激发学生勇于探究、终身学习的科学态度与责任.

3 評价学生素养

有效的教学评价对了解学生学习情况、安排教学内容、深化学生核心素养起到了不可替代的作用.对已有习题进行整合归纳，对学生探究过程出现的问题归纳.以此笔者设计一道例题，对学生进行教学评价.

例题：在“探究电流与电阻的关系”实验过程中，小明选择了5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω五个电阻进行实验，电路图如图5所示.

（1）请用笔画线代替导线将图6中未完成的实物电路连接完整，且使滑动变阻器滑片向右移动时电流表示数变大.（导线不能交叉）

（2）连接电路时，开关应处于________（选填“断开”或“闭合”）状态.

（3）连接好电路，闭合开关，发现电流表没有示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压.造成这一现象的原因可能是________（填字母）.

A.电阻开路     B.电流表坏了

C.滑动变阻器短路  D.电阻短路

（4）排除电路故障后继续进行实验.实验中，滑动变阻器除了起到保护电路的作用外，还起到________的作用.实验中，当把5Ω的电阻换成10Ω的电阻后，应把滑动变阻器的滑片向________（选填“左”或“右”）滑动，同时眼睛观察________才可能达到实验目的.

（5）根据实验数据，作出I-R图像如图7所示.分析图像可得出结论：________.

设计意图：本题从教学中学生遇到的问题出发，夯实物理概念“欧姆定律”，培养学生独立思考、严谨分析的科学态度，建立这一类题目解答的物理模型.

4 反思课堂教学

本节课属于规律探究型课.在教学设计中，依照核心素养的要求，以探究活动为主线，以学生为主体，教师为主导，尽可能让学生完整地经历科学探究过程，体验科学探究方法，收获探究过程的乐趣，激发学生的探究欲望和探究精神，培养不畏艰辛、坚持不懈的科学态度与责任.欧姆定律对初中电学具有举足轻重的作用，设计探究实验能帮助学生深刻理解欧姆定律，为后续电学学习奠定良好的基础.

参考文献：

[1]林崇德.构建中国化的学生发展核心素养[J].北京师范大学学报（社会科学版），2017（01）：66-73.

[2]陈喜，张前军.基于学生核心素养发展的初中物理教学实践——《欧姆定律》课堂教学评析[J].湖南中学物理，2019，34（08）：36-38.

[3]夏波.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[J].物理之友，2017，33（10）：17-19.

[4]詹先斌.注重体验 拓展教材——关于“欧姆定律”的教学设计与思考[J].中学物理教学参考，2019，48（06）：94-96.

[5]黄小英，许文.基于物理核心素养下的“闭合电路欧姆定律”教学设计[J].中小学实验与装备，2020，30（02）：18-21.

[6]李啸.基于学生思维的初中欧姆定律教学[J].物理教师，2017，38（03）：38-39.

[7]郭培东.基于学科核心素养培养的初中物理实验课教学结构研究——以“探究欧姆定律”为例[J].中学物理，2020，38（20）：50-52.

（收稿日期：2021-06-22）