核心素養(yǎng)下“測電源電動勢和內(nèi)阻實驗方案設(shè)計”教學(xué)

錢澤儀 高梨梨

摘 要：核心素養(yǎng)指出了我們要培養(yǎng)什么樣的學(xué)生，而教師的課堂設(shè)計和實施水平在人才的培養(yǎng)過程中起著舉足輕重的作用。本文利用“測電源電動勢和內(nèi)阻實驗方案設(shè)計”的教學(xué)，通過 “現(xiàn)行普遍的教學(xué)方式”和“基于培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)所設(shè)計的教學(xué)方式” 的對比，體現(xiàn)出不同教學(xué)設(shè)計對學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的效果差別，探討如何在課堂教學(xué)中落實學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；測電動勢和內(nèi)電阻；方案設(shè)計

中圖分類號：G633.7 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2018）4-0019-5

1 物理實驗課教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)有重要意義

物理學(xué)是一門崇尚理性、重視邏輯推理的自然科學(xué)，更是一門以實驗為基礎(chǔ)、來源于生活的自然科學(xué)，而物理學(xué)科核心素養(yǎng)可以細化為四個維度，即物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。物理實驗是培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要方法和有效手段，重視物理實驗設(shè)計和實驗教學(xué)，改變傳統(tǒng)的教師單獨演示或教師提供固有實驗方法的教學(xué)模式，能夠積極地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力、合作探究能力、實驗動手能力以及分析和處理數(shù)據(jù)的能力，樹立正確的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任感。本文以“測電源電動勢和內(nèi)電阻實驗方案設(shè)計” 課堂教學(xué)模式的改進為例，探討實驗課堂中落實核心素養(yǎng)的有效手段。

2 對以傳授知識為本位“測電源電動勢和內(nèi)阻”教學(xué)的分析與思考

2.1 傳統(tǒng)教學(xué)模式

由于教師的教學(xué)觀念不同，對“測電源電動勢和內(nèi)阻”的教學(xué)地位理解不同，教學(xué)的方式就不一樣，但大多數(shù)課堂都按圖1所示的模式進行教學(xué)。

2.2 傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端分析與思考

（1）教師將知識點整合歸納后，按部就班地傳授給學(xué)生，強調(diào)學(xué)生對知識的記憶，弱化實驗的育人功能，是一種以知識為本位、缺乏思考和創(chuàng)新的教學(xué)方式。

（2）教師按預(yù)設(shè)的實驗方案引導(dǎo)學(xué)生，強調(diào)教師單向的概括講解，學(xué)生未參與設(shè)計，弱化了學(xué)生的主體性，缺少了科學(xué)探究中的未知性，不利于學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)和科學(xué)探究精神的養(yǎng)成。

（3）只有知識和方法的積累，弱化了學(xué)生交流討論、合作探究的過程，缺乏高層次的思維活動，學(xué)生處于機械被動的學(xué)習(xí)狀態(tài)。

以上分析可知，這樣的教學(xué)設(shè)計不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高，不利于對學(xué)生物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

3 基于物理核心素養(yǎng)的“測電源電動勢和內(nèi)阻實驗方案設(shè)計”的教學(xué)

該方案全程以問題作為主線，引導(dǎo)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，逐步探究，在解決問題中獲取知識，鍛煉能力。

3.1 實驗?zāi)康?/p>

實驗?zāi)康牡奶岢?，說明不能為了實驗而實驗，而是有問題需要解決才實驗，這樣設(shè)計可以增加學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和探究熱情，讓學(xué)生親身體驗實驗是解決問題的最直接途徑，是檢驗真理的標(biāo)準(zhǔn)。實驗?zāi)康牡奶岢鋈绫?所示。

3.2 實驗方案設(shè)計

（1）方案一

實驗設(shè)計方案一如表2所示。

學(xué)生根據(jù)自己的理解，設(shè)計出測電動勢和內(nèi)阻的方案。由于學(xué)生對電源電動勢和路端電壓的概念不甚理解，從簡單方便出發(fā)，得出直接用電壓表測量電動勢、用歐姆表測內(nèi)阻的設(shè)計方案。

教師通過實驗器材對概念進一步講解，加深學(xué)生對電動勢以及路端電壓概念的理解；分析方案一中存在的問題：由于電壓表測出來的是路端電壓，而歐姆表只能測量無源電阻，方案一顯然不可行。讓學(xué)生積極表達自己的立場和觀點，發(fā)表自己的見解，聯(lián)系伏安法測電阻和閉合電路的歐姆定律，探索解決辦法，提高學(xué)生的自我表現(xiàn)意識和自我認同感。

（2）方案二

實驗設(shè)計方案二如表3所示。

從不能直接測量到接入電路間接測量，從定值電阻無法得出多組數(shù)據(jù)到滑動變阻器的選用，從誤差分析到選出合理的設(shè)計電路，整個方案的設(shè)計過程其實就是學(xué)生解決一個個實際問題的過程。

此環(huán)節(jié)將學(xué)生學(xué)到的知識用于解決實際問題，基于物理觀念的形成和科學(xué)推理對方案一提出質(zhì)疑、批判，進而提出創(chuàng)造性的見解，有利于培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和科學(xué)分析問題、探究問題的能力。

（3）方案三、方案四

實驗設(shè)計方案三、方案四如表4所示。

方案三和方案四是基于在實驗器材有局限的情況下（不能直接測量電流或電壓），結(jié)合閉合電路歐姆定律，對固有實驗方案的拓展，是學(xué)生創(chuàng)造性思維的體現(xiàn)，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)不同實驗條件，靈活地運用知識解決問題，培養(yǎng)學(xué)生不屈服于困難，不受固有思維束縛的科學(xué)態(tài)度和價值觀，有利于學(xué)生應(yīng)對21世紀(jì)復(fù)雜的社會環(huán)境及各種挑戰(zhàn)。

4 小 結(jié)

綜上所述，知道測電源電動勢和內(nèi)阻的實驗設(shè)計方法，不是教學(xué)該節(jié)內(nèi)容的唯一目的。基于物理核心素養(yǎng)的“測電源電動勢和內(nèi)阻實驗方案設(shè)計”經(jīng)歷了科學(xué)探究過程，通過不斷啟發(fā)、創(chuàng)設(shè)不同條件進行科學(xué)思維與推理的訓(xùn)練，培養(yǎng)實事求是、嚴謹負責(zé)的科學(xué)態(tài)度，充分挖掘教程，充分發(fā)揮物理實驗教學(xué)在培養(yǎng)物理核心素養(yǎng)方面的作用與價值。

參考文獻：

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