基于核心素养理念下的物理课堂教学设计

摘 要：“核心素养”所提出的培养学生“适应终身发展”和“社会发展”需要所必备的品格和能力，如何在具体的学科教学中落实这一理念.笔者结合初中物理的课堂教学设计，提出需要把握物理学科的特质，注重实际问题的分析，注重科学探究，注重培养学生的思维品质.

关键词：核心素养；科学探究； 思维品质

作者简介：王亚峰（1978-），女，江苏无锡，教育硕士，中学一级教师.研究方向教学案例研究.

2014年3月30日，教育部《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》中提出：“教育部将组织研究提出各学段学生发展核心素养体系，明确学生应具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力……”由此，“核心素养”就迅速跃升为目前基础教育界的新热点、成为基础教育课程改革更高的目标和要求.究竟什么是“核心素养”？细细研读过不少关于此内容的文章，目前理论性、方向性的文章不少，落实到基础教育的主阵地――课堂教学中如何组织实施的文章并不多见.笔者基于目前理论学习的基础上，结合苏科版八年级物理中《汽化和液化》内容进行了教学设计和实施，提出自己的一些粗浅的想法，以供同行探讨.

“物态变化”一章主要学习六种物态变化及特点，《汽化和液化》是本章中首先介绍的第一组物态变化.其概念的建立、实验的探究等内容和方法对后续的物态变化有引导性作用.所以本节内容教学设计除了要注意核心素养概念中最底层的“双基层”要求的落实外，还需要注意培养学生中间“问题解决层”的要求，让学生在解决问题的过程中获得基本的核心方法，去解决后续物态变化学习过程中的问题.最后利用汽化实验观察到的现象总结汽化的特点，利用这样的学习过程体验，逐步形成思考、解决问题的思维方法，从而达到核心素养概念中第三层“学科思维层”的要求和目标.当然在整个教学设计的过程中，始终把“学生终生发展”和“社会发展”所需要的“必备品格和关键能力”作为基础教育培养的重要目标，在课题引入等环节中，注意素材的选择和利用.基于上述的思考，本节具体教学设计过程如下：

1 课题引入，结合实际场景，激发兴趣，提高学生个体发展的能力

1.1 播放记录片：贝尔・格里尔斯在纳米比亚《荒野求生》中的@取淡水的视频

师：同学们，老师很欣慰能够看到你们求知而带有兴趣的眼神.看过《荒野求生》的基本技能后发现，了解一点求生的基本技能，其意义远远大于沉迷于无聊虚拟的游戏中，来得有意义.所以合理有意义地支配自己的业余时间很重要.

【设计意图】

第一：播放的视频可以迅速吸引学生注意力，激发学生学习兴趣和求知欲望；

第二：适时对学生进行思想引导，建立正确的学习生活方式，以适应个体的终生发展；

第三：“荒野求生”视频涉及内容，也是学生个体在自我发展过程中应该具备的能力.不仅可以让学生意识到物理知识的实际应用性，还可以培养提高学生适应环境的能力，符合从生活走向物理的理念，符合“核心素养”培养目标.

暂停视频画面，学生总结贝尔在荒无人烟的纳米比亚沙漠获得淡水的过程和方法.

学生总结：他先挖一个沙坑，里面倒入足够多的海水，放上一个茶杯，坑上面覆盖一块塑料布，太阳照射下，一段时间内就搜集到淡水了.

师：画出贝尔・格里尔斯获得淡水的示意图，结合刚刚同学的总结，概括贝尔海水提纯装置图，沙坑内的海水在高温下变成水蒸气，遇到塑料布又变成小水滴，滴入下面水杯中.（ppt出示）

1.2 演示实验──污水提纯

师：（模拟贝尔的海水提纯过程，海水水蒸气淡水自制装置，如图2）这里有个烧瓶，烧瓶中有一些污水，现在给水加热使其沸腾，产生水蒸气，水蒸气在玻璃管的输送下，送到右侧烧杯中，途中有一块沾有凉水的棉花，注意观察右侧玻璃管口的位置.看到什么了？

生：右侧玻璃管口出现了一滴一滴的水.获得了清水.

PPT：污水水蒸气清水

师：对照 海水水蒸气淡水

物理学上：把物质由液态变成气态的过程叫汽化，气态变成液态的过程叫液化.

板书：液态汽化气态液化液态

师：今天我们就来研究“汽化和液化”的具体过程.

PPT出示：这两种方法都是水先汽化变成了水蒸气.相对而言，前者是一种较缓慢的汽化方式――蒸发.后者是一种剧烈的汽化方式――沸腾.

蒸发和沸腾是汽化的两种方式.

板书：汽化的两种方式：蒸发和沸腾

【设计意图】

由《荒野求生》的视频过渡延伸到 “污水提纯”实验，不仅能形成物理概念，总结得出“汽化”和“液化”的定义；迁移知识，得出“汽化”的两种方式：“蒸发”和“沸腾”，同时还渗透环保的理念，落实社会发展的需求.

2 新课学习，注重科学探究，培养基于实际现象提出问题、分析问题的能力

2.1 影响蒸发快慢的因素

师：教师手里有一块湿毛巾，如何让它快速的变干？

生：摊开、晒、电吹风吹……

师：很好！摊开的目的是增加毛巾的表面积；晒的目的是提高温度；电吹风吹的目的是增加液体表面空气的流速同时还提高了液体的温度.

师：分析上述做法，我们可以得到“影响蒸发快慢的因素”：

a.液体的表面积越大，蒸发越快；

b.液体的温度越高，蒸发越快；

c.液体表面的空气流速越快，蒸发越快.

2.2 蒸发致冷的特点

师：医院里打针时，医生总要用酒精棉在打针的地方擦一下.当时你有什么感觉呢？我们不妨来做一个小实验，请大家用棉签沾点酒精擦在自己的手背上看看，什么感觉？

生：凉、冷……

师：从这一现象能够得到什么结论？

生：蒸发的过程中吸热，所以冷.

师：上面的实验使我们感受到蒸发会吸热致冷？如何通过实验来进一步证明呢？

生：可以利用温度计来测量.蒸发的过程中，温度是否下降？让温度计的玻璃泡沾上酒精，酒精蒸发过程中，观察温度计示数的变化情况即可.

（进行实验，发现温度计示数下降）

板书：蒸发的特点：吸热、致冷

师：同学们，能不能把实验观察到的温度（t/℃）随时间（t/min）变化的现象通过图像大致地描绘出来？其中自变量横坐标应该是什么？纵坐标应该是什么？

生：横坐标是时间（t/min），纵坐标是温度（t/℃）.

板书画该实验中，温度（t/℃）随时间（t/min）变化图像.

师：温度会随着时间的延长一直下降么？

生：不会.一段时间后会回升.

教师完善图像.

根据图像获取“室温”等信息.

师：在生活中，有哪些现象说明“蒸发致冷”呢？

生：游泳上岸后感觉冷、洗澡后感觉冷、夏天的狗吐舌头纳凉……

【设计意图】

对初二的学生而言，该部分坚持基于现象提出问题、做出猜想、设计实验、进行实验、分析论证的物理实验探究的基本方法.通过毛巾的例子，复习回顾小学阶段关于“蒸发”的已学知识，通过手背滴酒精的实验，让学生获得初步的直观的认识，做出合理的猜想，再利用温度计设计实验、进行实验具体测量，最后总结得出“蒸发致冷”的特点.这些做法，意在培养巩固学生物理实验探究的方法.借助实验，定性地了解温度随时间的变化图像，为后面的沸腾图像做好知识的铺垫和准备.同时培养学生图像处理问题的能力.

3 装置的设计和改进，提高解决问题、创新能力，培养批判性思维品质

3.1 课本实验装置的设计

对“蒸发”了解以后，我们一起再来探究一下另一种剧烈的汽化方式――沸腾.“沸腾”对大家而言并不陌生.典型的是“水的沸腾”.大家一起来回忆一下：水在沸腾前后水中气泡是如何产生和变化？水沸腾前后，温度变化的特点？什么情况下水可以沸腾？

学生虽然对沸腾现象不陌生，但具体的特点平时观察不够仔细，有困难......

师：看来我们还需要再一次地仔细观察水的沸腾过程.这里有一杯水，如何让它沸腾？

生：酒精灯加热

师：直接加热？

生：添加石棉网.

师：石棉网、烧杯等直接拿在手里？

生：放置在铁架台上

师：如何安装？安装注意事项？

生：从下而上.

师：温度变化的特点如何观察？需要添加什么仪器？

生：温度计

形成课本实验装置见图4

3.2 沸腾实验装置的改进

师：这样的实验装置，存在着“加热时间过长”、“装置过于复杂”、“实验现象不够明显”等缺点，同学们能不能利用生活中常见的沸腾仪器，来改进我们今天的实验？

生：养生壶

师：很好！

PPT出示：“课本实验装置”，呈现安装顺序和注意事项，同时呈现“改进后实验装置”，以便学生熟悉使用的实验装置.

【设计意图】

设计“问题链”引导学生能够自主设计出符合要求的实验装置，同时在遇到“加热时间过长”、“装置^于复杂”、“现象不够明显”等问题后，引发学生对课本实验装置进行改进.利用生活中的“养生壶”改进我们设计的实验室装置，激发并提高学生遇到问题、解决问题、创新能力，培养学生“批判性思维”.

3.3 沸腾实验

利用“养生壶”、铁架台和温度计，四个同学一组，讨论分工，进行实验.

同学A：70℃时发出开始计时指令、 读取温度计示数；

同学B：根据A开始计时的指令，对照黑板上计时器每次隔20s告知同学A读取温度计示数；

同学C：观察水沸腾前后水中气泡的变化特点；

同学D：将读取的温度记录在课本的表格中， 并在坐标系中描点、连线.

学生进行实验，老师巡视指导.为了既节约时间又能明显的看出实验现象，养生壶内装有400ml水，养生壶功率设置为600W. 告知学生，养生壶显示的是底盘温度，和中间的水温稍有误差，所以以温度计读数为准.3分钟左右，学生能够获得比较明显的实验现象和实验数据.关闭实验电源，作图连线.

老师组织学生分工汇报实验观察到的现象、总结沸腾的特点.

实验结论：

（1）沸腾前，烧杯底部形成气泡，不断上升，逐渐变小；

沸腾时，形成大量气泡，不断上升，逐渐变大，到水面破裂.

（2）水在沸腾前，温度不断上升；沸腾时，温度不变 （该温度称为沸点）.

（3）沸腾的条件：达到沸点且不断吸热

2.4 不同种物质的沸点

教师再指导学生阅读物理课本，了解不同种物质的沸点不同.同种物质，其沸点与大气压强有关.

【设计意图】

该部分主要内容为“观察水的沸腾实验”，总结实验结论.首先通过小组的分工合作，各自研究了水沸腾时的特点.在探究问题进行实验的过程中，培养学生“懂得协作、合作、管理、组织和人际交往”的能力.这是社会发展对个体提出的必备能力和要求，是核心素养的要素之一.实验操作中关注差异、及时指导，以促进学生的共同发展.

其次，经历由实验现象到问题剖析、观念提炼、结论总结的过程，再次培养初学者物理思维的方法和实验探究的能力.

学科核心素养是学生核心素养形成的基础，具体到物理学习而言，广大的物理教师如果能够始终将“培养学生终身发展和社会发展所需要的必备品格和关键能力”作为教学的最终指向，并把这一目标细化到每一节堂，把握物理学科的特质，注重实际问题的分析，注重科学探究，注重培养学生的思维品质，“核心素养”观下的教育就会落到实处，定能培养出“全面发展的人”，来适应社会发展的需求.

参考文献：

[1]李艺，钟柏昌.谈“核心素养”.教育研究[J].2015：（9），17-23.

[2]彭前程.积极探索基于核心素养理念下的物理教学.中学物理[J].2016：（2），1-2.