李静
［摘 要］《义务教育物理课程标准（2022年版）》已正式颁布，此课标立足学生全面发展，倡导核心素养导向的物理教学，要求通过初中物理课堂教学，培养学生的物理核心素养。文章以苏科版教材“电阻”的教学为例，探讨核心素养导向的初中物理教学，这种教学主要包括创设真实情境、实施问题导向、重视实验探究、解决实际问题四个方面。
［关键词］核心素养；
物理教学；
电阻
［中图分类号］ G633.7 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-6058（2023）05-0058-04
义务教育物理课程以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，以学生发展为本，旨在提升全体学生的核心素养，为每个学生提供学习和发展的机会；
重视科学实验探究，创设真实情境，实施问题导向，引导学生不断探索，提高学生分析与解决实际问题的实践技能和科学思维能力，发展学生的核心素养。本文以苏科版教材九年级上册第十四章第一节“电阻”的教学为例，研究物理教学过程中培养学生的核心素养。
一、核心素养导向的初中物理教学架构
（一）义务教育物理课程核心素养要义解读
核心素养是课程育人价值的集中体现，是学生通过物理课程学习逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的正确价值观、必备品格和关键能力，义务教育物理课程要求培养的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。“物理观念”是从物理学视角形成的关于物质、运动和相互作用、能量等内容的总体认识，是从物理学视角解释自然现象和解決实际问题的基础。［1］4“科学思维”是从物理学视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式；
是建构物理模型的抽象概括过程；
是分析综合、推理论证等方法在科学领域的具体运用。［1］4-5“科学探究”是指基于观察和实验提出物理问题、形成猜想与假设、设计实验与制订方案、获取与处理信息、基于证据得出结论并解释，以及对科学探究过程和结果进行交流、评估、反思的能力。“科学态度与责任”是指在认识科学本质和了解科学、技术、社会、环境之间关系的基础上形成的，探索自然的内在动力，严谨认真、实事求是、持之以恒的品质，热爱自然、遵守科学伦理的自觉行为。［1］5初中物理核心素养的四个维度又分别包含了各自相应的要素，共同组建起初中物理核心素养框架体系，如图1所示。
（二）实施架构
义务教育物理课程是以实验为基础的科学课程，以促进社会发展以及人类科学事业传承为宗旨，从物理学视角帮助学生认识自然，初步形成科学的自然观；
引导学生经历科学探究过程，学习科学研究方法，养成科学思维习惯，进而学会学习；
引领学生认识科学、技术、社会、环境之间的关系，形成科学态度和正确价值观，增强社会责任感、民族自豪感。［2］
核心素养导向的初中物理教学面向全体学生，通过创设真实情境、实施问题导向，重视实验探究、解决实际问题、体验科学精神的教学过程，培养学生的物理核心素养。这样的物理教学使学生形成认识自然的科学思维品质，解决问题的科学推理能力，研究问题的科学探究方法，认识世界的科学精神。核心素养导向的初中物理教学架构图如图2所示。
二、核心素养导向的初中物理“电阻”教学
（一）“电阻”教学设计框架
电阻作为电学三大核心概念之一，在苏科版教材九年级上册第十四章“欧姆定律”的第一节。本节的主要教学目标为：理解电阻概念；
探究影响电阻大小的因素。由于电阻的概念十分抽象，学生学习时存在较大的疑惑，因此电阻概念的理解是本节内容的教学难点；
而探究影响电阻大小的因素，既要让学生深入理解电阻的概念，又要在理解的基础上进行科学探究，是本节内容的教学重点。因此，在核心素养导向的初中物理教学中围绕以上重难点，设计了如图3所示的教学框架。
（二）“电阻”教学过程
（1）创设真实情境
《义务教育物理课程标准（2022年版）》指出：教师要充分结合学生的生活经验，有目的地创设真实情境，引导学生从经验中提炼并总结事物的共同属性，抽象事物的本质特征，实现从经验常识向物理概念转变。［3］
“电阻”一课中，电阻的概念很抽象，学生理解起来较为困难。因此，教师在引入新课环节设置了小游戏，让学生判断哪些物品是导体。“导体”这一名词，虽初中阶段还没有涉及，但是学生结合生活经验对导体有一定的了解。教师首先展示常见物品：玩具积木、铜钥匙、玻璃块、食用油、橡皮、塑料直尺、铅笔芯、盐水、塑料笔套等，通过小组讨论，正确判断导体。如对物品有争议，能利用实验器材进行验证。提供的实验器材有：数节新干电池、电池盒、灯泡、电流表、导线若干等。学生可自行设计电路，并对不同物品的导电情况进行验证。
学生通过小实验验证后，教师建立本课的项目目标：尝试让电路中的小灯泡变亮（如何让电路中的电流变大）？学生归纳总结得出两种方法：一是改变电路两端的电压；
二是改变和小灯泡串联的导体。学生通过小游戏中的真实情境体验，得知本节课的教学重点是第二种方法，即改变接入电路中的导体而改变电路中的电流，从而使小灯泡变亮。
新课引入环节，教师创设有效的真实情境，结合学生的生活经验，让学生完成判断生活中物品的导电性能的学习任务。它贴近生活、联系实际、能在课堂初始阶段就有效激发兴趣、激活思维，引导学生从生活走向物理、从自然走向物理，让学生具备认识自然的科学思维品质，激发学生的求知欲和学习热情。
（2）实施问题导向教学
在物理教学实践中，教师鼓励学生在解决问题时主动运用知识，为学生提供一个交流、合作、探索、发展的平台。实施问题导向，让学生在教学活动中探索和发现问题情境中的知识，掌握学习物理的技能，培养和发展学生的创新思维。
“电阻”一课的主要教学目标是理解电阻的概念、探究影响电阻大小的因素。其中探究影响电阻大小的因素为本节课的教学重点。教师在课堂教学活动中应针对初中生的思维特点，逐层递进地设计问题链。
问题1. 将小灯泡和不同物品串联起来，哪些物品可以让小灯泡发光？
问题2. 在小灯泡发光的前提下，如何让小灯泡变得更亮一些？
问题3. 当肉眼无法判断小灯泡的亮度变化时，电路中可以增加哪个电学实验器材？
问题4. 增加了电学实验器材后，如何改变电路中电流的大小？
问题5. 为什么接入不同的导体，电路中电流大小不同？
问题6. 电阻的概念是什么？
问题7. 导体电阻的大小与哪些因素有关？
问题8. 改变和小灯泡串联的导体的哪些因素时，能让小灯泡变得更亮？
问题9. 生活中的物品可以分为哪几类？
问题10. 这些物品的导电性能能否改变？如何改变？
本节课围绕以上10个问题，让学生在解决问题的过程中掌握重点、突破难点。学生归纳并总结影响电流大小的因素后，紧接着提出问题：为什么接入不同的导体，电路中电流大小不同？这时，就需要建构电阻的概念。类比水流经过水管时，如果水管中间被堵塞，则对水流产生了阻碍。由对水流产生的阻碍作用类比电阻对电流的阻碍作用，进而得到电阻的概念，突破教学的难点。
教师要有意识地创设问题，引导学生发现问题、提出问题，会运用所学模型分析常见的物理问题。让学生能独立思考，促进学生主动学习，对相关问题提出自己的见解，引导学生形成质疑创新的意识，让学生具备解决问题的科学推理能力。
（3）重视实验探究
教师需要努力通过实验探究帮助学生学习和理解知识，提高学生的实验操作与实验探究能力。根据课堂观察和科学实验，让学生经历提出问题、形成猜想与假设、设计实验与制订方案等科学实验探究的整个过程，能有效提高学生的科学探究能力。［4］
影响导体电阻大小的因素实验探究是本节课的教学重点。基于已有的认识，学生较容易猜测“材料”和“长度”是影响导体电阻大小的两个因素，而对“横截面积”因素的认识则比较模糊。为了让学生形成有效的猜想，教师可以将自由电子在导体中通过，类比为学生在马路上行走。进入校门，如校门完全敞开，学生进入较容易，阻碍小；
但由于疫情影响，学生进入校园需测温，只开设几条通道，这样进入校园就比较缓慢，阻碍很大。学生从上述类比猜测“横截面积”因素对电阻大小的影响。学生根据生活经验，进行合理猜想，锻炼了解决问题的能力。
在设计实验与制订方案环节中，通过上述设置的问题链中的第3个问题：当肉眼无法判断小灯泡的亮度变化时，电路中可以增加哪个电学实验器材？学生判断出还需“电流表”这一测量工具。这样，既可以通过观察小灯泡的亮度判断电流，又能具体测出电流的大小，判断导体电阻的大小。此实验设计，让学生在今后的实践过程中更严谨。在上述猜想中，学生列举出三个因素，并设计了如下表格（如表1）。
进行实验探究时，学生通过实验操作收集信息，初步具有获取证据的能力；
学生通过实验分析、处理信息，得出结论，初步具有对科学探究过程和结果作出解释的能力。教师请学生展示小组探究的因素，学生能口头表述自己的观点，自我反思和听取他人意见，如图4和图5所示（图5为学生展示记录的表格）。学生交流展示时，教师可补充拓展电阻率的知识。随即提出问题链中的第8个问题：改变和小灯泡串联的导体的哪些因素时，能让小灯泡变得更亮？学生能回答：和小灯泡串联的导体需要长度短、横截面积大、电阻率小。
学生在实验探究过程中达到以下目标：有科学探究的意识，能发现问题、提出问题，形成猜想与假设；
能制订简单的科学探究方案，有控制实验条件的意识；
能分析、处理信息，得出结论，初步具有对科学探究过程和结果作出解释的能力。培养核心素养中的科学探究能力，并掌握研究问题的科学探究方法。
（4）解决实际问题
学生在经历一系列的课堂活动后，从物理学视角形成对电阻等内容的认识，能将物理知识和实际生活中的问题联系起来，能从物理学视角解释有关现象，解决实际问题。
学生在经历上述科学探究活动后，得到如下结论：影响电阻大小的因素分别为导体的长度、导体的横截面积、导体的材料。上课前已让学生通过阅读教材、收集信息等方法探究影响电阻大小的第四个因素——温度，学生在课前已经自制了加热白炽灯灯丝的实验装置（如图6）。
教师将实验探究活动中的合金电阻丝替换为图6中的实验器材，加热自制的白炽灯灯丝实验装置，观察小灯泡的亮度变化（如图7）。实验发现，加热灯丝后，小灯泡的亮度变暗，电流表的示数变小，即导体的电阻随温度的升高而增大。而其他学生通过加热食盐水、铅笔芯等器材时，发现小灯泡的亮度变亮，电流表的示数变大，即导体的电阻随温度的升高而减小。当结论有争议时，通过查阅资料可知：大多数导体（金属）的电阻随温度的升高而增大，少数导体（碳和电解液）的电阻随温度的升高而减小，并拓展出“半导体材料温度升高时电阻变小”这个结论。顺理成章地进入本节课的最后一个环节——物质的导电性能。
在教材有关导电性能的图表中，玻璃归在绝缘体一类。此时，又可将图6的灯丝取走，换成一个玻璃芯（如图8）。将此玻璃芯接入电路中，此时教师将上述实验电路中的小灯泡替换为发光二极管，玻璃和发光二极管串联后闭合开关，二极管不发光。但加热玻璃一段时间后，二极管发光。由此说明导体和绝缘体之间没有明显的界线。
学生不仅在解决实际问题的过程中学习了有关物理知识，形成了能量观，更体会到了物理学对人类认识的深化及社会发展的推动作用。通过解决实际问题，使学生树立了克服困难的信心和决心，培养了学生的科学态度与责任。
三、结束语
《义务教育物理课程标准（2022年版）》坚持核心素养导向，以学生发展为本，体现了先进的教育理念，为初中阶段教育质量提高做出了积极贡献。“课标”从提高学生物理核心素养的角度，让每一位物理教师重新认识了物理教学的价值。苏科版教材“电阻”一课在初中物理电学教学中占有十分重要的地位，教师在教学过程中应根据课程理念、课程目标和课程内容等，结合实际教学情况，创造性地开展初中物理教学，全面提升学生的物理核心素养，提高学生解决问题的科学推理能力，让学生逐步学会研究问题的科学探究方法。
［ 参 考 文 献 ］
［1］ 中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准：2022年版［S］.北京：北京师范大学出版社，2022.
［2］ 廖伯琴.提炼核心素养，凸显课程育人价值：义务教育物理课程标准（2022年版）解读［J］.基础教育课程，2022（10）：46-52.
［3］ 刘小丰，周兆富.用命题引导新课程理念下的教学：2022年广东省初中学业水平考试物理试题赏析［J］.中学物理，2022（20）：61-65.
［4］ 卞望来.創新物理实验教学 培养学生核心素养［J］.物理教学，2019（2）：25-27.
［5］ 李艳，许光曙.创新实验教学情境 促进物理观念形成：以“电阻”教学为例［J］.中学物理教学参考，2021（22）：1-5.
［6］ 王炯.《电阻》教学设计［J］.中学物理，2010（24）：43-45.
（责任编辑 易志毅）
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