基于核心素养的实验教学探究

在大力提倡培养学生的核心素养的背景下，物理教学和教研活动的形式也发生着明显的变化。为了提高教师的教学技能和教学设计水平，学校的教学研究活动由过去教师单一现场授课，演变出光盘记录课、实验操作技能演示课，乃至当今流行的物理说课等多种教学研究形式。说课作为一种新时期选拔优秀人才、提高教研活动效率的教研形式，不仅是教师参评各种比赛的需要，同样也是提高教研活动质量的需要。说课之所以引起了广大领导和教师的关注，是由于说课有利于提高教研活动的实效，有利于提高教师的教学设计水平，有利于提高教师的自身素质，有利于提高教师运用教育教学理论指导教学实践的能力。中学物理教师系统地认识和学习说课是很有必要的。

说课是指教师在备课基础上，于授课之前面对领导、同行或评委，主要用口头语言讲解具体课题的活动设想及其依据的一种教研活动，它是教师将对教材的理解、教法及学法设计转化为“具体活动”的一种表达，也是督促教师进行业务学习和教育教学研究，提高业务水平的重要途径，还是评估教学水平的有效手段。说课分为课前说课和课后说课。前者侧重从理论的角度分析，后者侧重于从实践效果的角度分析。说课时间一般为20分钟。

实验教学是培养学生核心素养的主渠道、发展学生创新精神的主要阵地，是开展活动课、研究性学习的重要基础，同时也是发展科学精神、科学实验方法、科学态度的重要途径。因而加强实验教学研究、提高实验教学质量是实施核心素养教育的重要方面。笔者借鉴课堂教学前后的说课活动形式，对物理实验教学的说课活动做了初步的实践与探究。

首先浅谈一下实验说课的模式。说课大致可以分为六大板块：第一板块说教材；第二板块说实验的目标；第三板块说实验的重难点；第四板块说实验器材及教具；第五板块说实验教学过程；第六板块说自我评价。在第一板块中要说清楚实验在第几章第几节以及该实验的重要性。第四板块要先说清楚教材上原有实验器材所存在的不足之处，再重点说针对这些不足之处所做的改进与创新。在这一环节要结合PPT用图片的形式将改进后的实验器材展示给观众，并把改进后的实验器材带到现场去让评委观看。展示实验器材的同时，要说清楚改进后的实验器材有哪些优点，这是实验说课的关键。第五板块也是说课的重点内容，要把自己是如何引入实验课的，是如何引导学生一步步进行科学探究的说清楚，并附上这样做的目的。重点说清楚改进后的实验过程以及实验现象，把改进后的实验优点用图片的形式展示给大家，最好亲自在现场做一遍，让大家亲眼看到改进后的好处。最后在第六板块中要总结性地说一下改进后的实验器材的优点，再自我反思还有没有值得进一步改进的地方。

下面笔者以“熔化和凝固”实验为例具体介绍。

（一）说教材

本节内容是八年级上册第三章第二节的内容，学生学到这一节时往往认为物体吸收热量，温度就一定会升高。那么在教学中我们就必须要让学生通过实验探究发现晶体在熔化过程中温度是保持不变的。同时培养学生利用实验记录的数据，通过描点法画出函数图像来帮助解决物理问题的能力。

（二）说目标

实验的教学目标包括两点：一是要让学生知道晶体和非晶体的熔化、凝固特点，了解熔点和凝固点的含义；二是了解晶体和非晶体熔化、凝固图像的物理含义。通过实验探究培养学生科学探究、科学态度与责任等物理核心素养。

（三）说重难点

本节课的教学重点是晶体熔化和凝固的特点，教学难点是晶体熔化和凝固特点的探究过程。

（四）说实验器材及教具

教材上是用海波做晶体熔化实验，加热、测温技术要求过高，耗时过长。而且教材上没有介绍晶体凝固实验，只是简单地说了一下晶体凝固是熔化的逆过程，即凝固点和熔点是相同的。这一点对于学生来说过于抽象，不便于学生更好地掌握。针对这些问题，我将晶体熔化实验，改成用冰来做。但是用冰做实验也遇到了很多问题。在最开始我直接选用碎冰做实验，由于把水冻成冰后取出来碎冰这一过程时间较长，再加上温度计的玻璃泡与碎冰接触不充分，在实验时就得不到0℃以下的温度记录及熔化过程中温度保持0℃不变的情况。而且直接用碎冰做实验也无法完成水的凝固实验。

针对这一系列问题，我将实验做了如下改进：这里我用的自制教具有低温源——自制冷冻剂，是用适当浓度的盐水冷冻成的碎盐冰。因为它的凝固点比水要低，所以就能让学生观察到冰在0℃以下的记录。还有自制的保温箱，是用较厚的泡沫制作的，在把碎盐冰从家里搬到学校的过程中起保温作用，以防碎盐冰在路上温度升高过快。还有一套熔化凝固演示器，是用小试管和套有橡皮塞的温度计制成的。在做凝固实验时，先在里面装入2 mL左右的水，这样就减少了水的质量，从而可以减少凝固时间，也能缩短冰熔化的时间。少量的冰在熔化时能够保证冰水混合物的温度比较均匀，所以能保持0℃不变，并且这套装置使温度计与容器融为一体，便于学生操作和观察实验现象。(www.xing528.com)

（五）说实验教学过程

首先让每组学生点燃一支蜡烛并观察现象，随即提问：你看到了什么现象？这样引入新课的目的是让学生体验“从生活走进物理”，激发学生的学习兴趣。学生回答后，继续追问：那你想知道哪些有关熔化和凝固的问题呢？这样设计的目的是培养学生的问题意识和探索兴趣，培养学生学会探究的科学素养。在学生回答问题后，进行筛选：由于时间关系，今天我们要探究固体熔化和液体凝固时温度变化规律，以及物质状态变化如何。接着我让学生对这一问题进行大胆猜想与假设，这样设计的目的也是为了培养学生的问题意识和发散思维能力。猜想完成后，接下来就是设计实验与进行实验，提问学生：我们能在教室里自制冰棒吗？这是为了激发学生的学习热情与好奇心。随后分发实验器材，让学生根据这两样器材自制冰棒，同时很好地完成了对晶体的凝固实验的探究。在这一环节我要求学生每隔一分钟记录一次温度，并取出试管观察里面水的状态情况，同时做好记录。

当冰棒制作好了之后，就分组完成冰的熔化和石蜡熔化实验。众所周知，石蜡熔化实验操作简单，直接用热水加热即可很好完成实验，这里我主要说一下冰的熔化实验。由于时间关系我们一起来看下我录制的微视频。大家可以看到，用烧杯装入适量的20℃的水来进行水浴法加热小冰棒，整个过程的实验现象是很明显的，要求学生每隔半分钟记录一次温度和状态。当学生完成冰熔化和石蜡熔化实验后，将学生记录的时间值和温度值通过Excel描点连线作图。这样做能更好地向学生展示描点和连线过程，同时也让学生体会到计算机对物理学的帮助作用是很大的。由于学生做实验时是每隔半分钟记录温度值，那能否用更先进的仪器测出冰在熔化时连续不间断的温度值呢？它记录的温度值跟我们描绘出的图像相同吗？向学生抛出这些疑问后，拿出事先准备好的这一套“电子温度传感器和数据采集器”，重新演示冰的熔化实验，下面由于时间关系请大家看下微视频。通过视频，相信大家已经看到了这一套器材的优点，就是能连续地把温度随时间的变化关系用图像的形式更好地显示出来。这样做的目的是让学生了解现代发达的电子信息技术及其在我们物理学习上的运用。

接下来，根据学生画出的冰和石蜡的熔化图像，引导学生总结出它们各自的熔化规律，并由此将固体分为两类，晶体和非晶体。再结合自制冰棒过程中学生记录的温度值和水的状态，得出晶体的凝固特点，并得出同一种晶体熔点和凝固点相同的结论。通过实验得出的这一结论能让学生更好地理解和掌握。

（六）自我评价

优点：

（1）自制器材制作简单、操作方便，实验现象明显。

（2）可以得到准确的数据，便于学生更好地掌握晶体熔化规律。

（3）同时更好地完成了晶体凝固实验的探究，弥补了教材上没有凝固实验的不足。

（4）运用了电子温度传感器和数据采集器，温度能连续不断地被记录在图像上，实验数据更加准确，效果更加明显。

缺点：

自制保温桶保温时间不是太长，装冷冻剂的塑料杯取出来后会逐渐升温。

最后，感谢各位老师的批评指正！