找准课堂基点 落实核心素养——以《电能》一节为例

找准课堂基点 落实核心素养——以《电能》一节为例

费志明 1 沈德华 2

1海宁市教研室 浙江嘉兴 314400 2海宁市鹃湖学校 浙江嘉兴 314400

【内容摘要】基于课程标准，以《电能》一节为例，结合调查研究法、概念教学、生活教学、情境教学、模型建构等教学手段，具体提出如何真正落实核心素养。课堂教学中，注重理论与实践相结合，以学生为中心，站在学生的角度思考问题，切合学生的实际，与学生的思维共枕。

【关键词】 核心素养 课堂教学 教学手段 电能

《义务教育初中科学课程标准》指出，初中科学课程的宗旨是提高学生科学素养，具体包括科学知识、科学方法、科学思想、科学精神、科学能力。其中，以教师主导作用和学生主体地位的课堂教学是落实核心素养的主阵地，教师需要将科学学科核心素养落实到每一堂课。在课堂教学中如何找准课堂基点是有效落实科学核心素养的关键。

1 研读课标教材，落实教学目标。

学生在课堂上不仅要学习科学知识，更要有正确的科学价值观和判断力。其中，课程标准是指导思想，教材是知识载体，课堂设计是呈现方式。如何将科学知识以课标为指导创造性地呈现在课堂上，需要教师精心设计教学程序，适当拓展、补充、深化、改进教学环节。如本节内容，学生对电能表相当陌生，和八年级学习的电学知识关联度不高，不能较好地为新授内容做铺垫，且教材均以文本和图片方式呈现新知识，无法充分激发学生的高阶思维。课前，教师先布置了一项在父母指导下的科学小调查------做个小小电力工程师：了解电能表各参数的含义及其计费方法。通过发放学生调查表的方式让学生利用课余时间在家长的指导或咨询专业人士的方式了解电能表，并测定家中大功率用电器的电功率。从学生调查结果和课堂教学效果看，学生不仅能从理论上运用所学知识更能在现实生活中进行分析创造，教学目标高度达成，教学效果立竿见影。因此，笔者拓宽了本节课的教学目标：学会利用电能表和钟表测定某个大功率用电器的电功率；体验科学就在身边、科技改善人类生活的科学观点。这样的教学目标创设能为课堂教学指明方向，有利于课堂教学顺利有效的进行。

2 引发认知冲突，转变科学前概念。

著名发展心理学家皮亚杰的研究显示，学生在学习科学知识之前，头脑里并非一片空白。他们在日常生活中，对客观世界的各种事物已经形成了自己的看法，并无形中养成了各自独特的思维方式。这种在接受正规的科学教育之前所形成的概念一般称之为科学前概念，简称前概念。在教学实践中不难发现，前概念的一个最大特点就是顽固。由于学生已经学习过机械功和机械功率，且功率的单位是瓦特（W）或者千瓦（kW），因此在学习电能的单位千瓦时（kW·h）时，总有一大批学生根深蒂固地认为千瓦时就是电功率的单位。其实，“千瓦时”这一前概念的形成是学生的认知出现了偏差，认为千瓦时等同于千瓦。建议教师可以通过以下两步引发其认知冲突，再同化或顺应其认知结构：第一步，千瓦时（kW·h）和千瓦（kW）这两个单位，仔细观察其字母表示的含义有什么不同？学生发现前者是“复合单位”，后者是“基本单位”，前者多了时间这个单位，所以先明确两者肯定是不同的单位。第二步，根据千瓦时（kW· h）这个单位，其实质是千瓦（kW）与小时（h）的乘积，再根据其对应的物理量是功率（P）与时间（t）的乘积，即P·t，顺理成章得出千瓦时（kW·h）其实是电功（W）的单位；而千瓦则是电功率的单位，表示电流做功的快慢。只有真正理解科学概念，才能形成科学观念，所以纠正学生的科学前概念不可忽视。本环节的教学中，教师必须先发制人，将问题抛给学生，引发其认知冲突，以此来纠正其前概念，并指导其后续学习。

3 活用生活素材，深入观察分析。

科学源自生活，科学知识与现实生活息息相关，教师可以精选生活实例和信息素材开展课堂教学。生活素材不仅能激发学生的学习兴趣，还有利于引导学生观察科学现象，提出科学问题，分析科学原理。如额定功率和额定电压的教学，教师可以通过让学生搜集一种家中常见电器的铭牌，拍照发给老师，课堂上向同伴介绍其中某个（或几个）参数的含义，并进行简单的分析与计算：

图1 电热水器铭牌

师：你能否向同学介绍一下你家热水器铭牌上“额定功率：1500W”的含义？

生：电热水器正常工作时，电流每秒钟做功1500焦耳。

师：对。还有其他不同表达方式吗？

生：电热水器正常工作时，每秒钟有1500焦耳的电能转化为热能。

师：非常正确。（继续追问）电热水器工作时，电功率始终是1500W？理由呢？

生：不一定。只有在额定电压220V的情况下，功率才达到额定功率1500W。

教师活用生活素材，从学生现有的经验和生活实际出发，引导学生带着问题观察与分析，必要时提供小组成员的互助，逐步提高其观察问题、分析问题、解决问题的能力和语言表达能力，真正提高其科学核心素养。

4 创设问题情境，渗透知识技能。

教师创设问题情境，尝试让学生掌握分析问题的方法和解决问题的能力，主要目的是渗透科学知识与方法，解决实际问题。学生学习科学知识，提高核心素养，体现在解决实际问题的能力上。如灯泡功率及其亮度关系的内涵，教师出示两只不同功率的白炽灯，L_甲“220V 200W”、 L_乙“220V 100W”。

师：这两只灯泡接入电路，那只灯更亮？为什么？

生：L_甲更亮。因为它的额定功率大。

师：好。请你将这两个灯泡接入电路，检验一下你的想法。（如图2）

生：（动手实践，发现确实L_甲更亮。）

师：我是不是可以这么认为，对于白炽灯来说，它的亮度取决于它铭牌上标示的额定功率？

生：是的。刚刚的实验证明了这一点。

师：（出示两灯串联的电路）请你上台试一下。（如图3）

生：L_乙更亮。但是它的额定功率小啊？

师：根据现在的实验现象，你先前的结论似乎有问题噢。谁能帮忙解释一下？

生：因为前者是并联，后者是串联。所以对白炽灯来说，并联时额定功率大的更亮，串联时额定功率小的更亮。

师：有道理。那么造成串并联电路，两灯发光情况不同的内在因素是什么呢？

生：应该是电阻,根据R=U_额²/P_额可得，R_甲＜R_乙，而灯泡的亮度取决于实际功率。前者（并联），P_实=U_实I_实=U_实²/R适用于电压相等时比较电功率大小；后者（串联），P_实=U_实I_实=I_实²R适用于电流相等时比较电功率大小。

师：很好。规律总结的相当到位。

对于公式P=U²/R似乎是电功率与电阻成反比，而公式P=I²R似乎是电功率与电阻成正比，这完全符合初中学生的认知特点。因为学生没有进行理性的思考与深入的探究，但是教师通过两组实验的设计，创设问题情境，引发学生的认知冲突，并通过层层深入的问题导引，将难点突破，将重点强化。最终通过对比，归纳总结结论。为学生理解公式的适用条件搭建一个知识的纽带，揭示匿藏在正比与反比背后的更深层次的科学含义。如果教师在教学中，能坚持创设真实的问题情境，学生会潜移默化运用所学科学知识解决实际问题，无形之中渗透了知识与技能，科学素养精准落实。

5 丰富图表支架，建模归纳小结。

课堂教学中，将科学知识脉络化、结构化、模型化，有利于更好的帮助学生理解知识的内在联系，加深对科学本质的理解，促进学生形成正确的科学观念。先将零散的科学知识通过图表支架进行整合与重塑，后帮助学生进行理解和分析，再尝试根据已有的知识内在联系建构。结合本节内容，学生通过学习已经掌握电能、电功、电能表、电功率、电热器等知识模块。教师先利用表格支架，回顾前面学习的内容，然后用简单的框架提示相互之间的联系，让学生以填表和画箭头的形式构建模型，并通过讨论逐步完善图中缺漏部分。学生通过小组合作、交流讨论、表达完善，最终完成本节概念模型。长期有针对性训练建模，可以促进学生灵活运用所学科学知识，提高科学思维能力。

图4 《电能》概念模型

综上所述，调查研究法、概念教学、生活教学、情境教学、模型建构等都是教师平时常用的教学手段。本节课的教学中，笔者采用研读课标教材，丰厚教学目标；引发认知冲突，转变科学前概念；活用生活素材，深入观察分析；创设问题情境，渗透知识技能；丰富图表支架，建模归纳小结等具体策略落实核心素养。教师以科学学科核心素养为出发点和归宿地，有的放矢地将其贯穿与整个课堂教学中，注重理论与实际相结合，课堂教学以学生为中心，站在学生的角度思考问题，应切合学生的实际，与学生的思维共枕。通过课堂教学的各种手段与策略将知识悄无声息溶解在学生大脑中，同时又能潜移默化将知识从大脑中结晶。

【参考文献】：

[1]教育部.《初中科学学科标准》【M】.北京师范大学出版社.国家教育部编.2012.1：32—35

[2] 张红洋，贺青.《新教科书物理学核心素养的呈现及教学建议》【J】.《中学物理教学参考》，2019（10）：6-9.

[3] 朱顺明，沈福良.《利用比较教学策略 促进迷失概念转变》【J】.《中学物理教学参考》，2019（8）：6-8.

[4]王耀村.《初中科学教学关键问题指导》【M】.北京：高等教育出版社. 2017. 12：130—162

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