胡向华

【摘要】基于核心素养和关键能力的自主学习型课堂研究，通过物理思维可视化工具的开发和研究，提高学生的思维品质。本文以具体课例“电流 电流表的使用”为例，通过思维导图的逐步构建使物理思维可视化、动态化、系统化、联结化并用于课堂教学实践，为一线教师培养学生物理学科核心素养提供可参考依据。

【关键词】思维导图 思维可视化 核心素养

【中图分类号】G633.7【文献标识码】A【文章编号】2095-3089（2018）22-0163-02

一、设计背景

物理核心素养是学生在接受物理教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会需要的必备品格和关键能力，是学生通过物理学习内化的带有物理学科特性的品质，初中物理教学以培养学生核心素养为目标。

笔者于2017年12月申请了《初中物理思维可视化工具的开发与应用的研究》课题，通过思维导图的构建为工具使物理思维可视化来提升学生的核心素养，培养关键能力。改进初中物理课堂，将学生的隐性思维显性化、抽象思维形象化、静态思维动态化最终达到思维的可视化，让零散的知识通过思维导图联结起来。

二、教学过程

第一块：用动画视频“水流类比电流”来认识电流。

设计意图：用水流类比电流，形象地认知电流，符合学生的认知规律，提升学生的学习兴趣。

第二块：电流表

（一）读数

教师：先给出一张图，提问电流值？

学生：0.34A。

教师：你怎么读出来的？

学生：先看接线柱——确定量程，再看分度值。

教师：怎样确定分度值？

学生：一个大格子0.2A，被分成10个小格，每个小格0.02A。

设计意图：通过提问的手段，对学生自主学习效果的检测，（1）看接线柱——确定量程；（2）再看分度值。同时培养学生触类旁通的关键能力，在物理中有很多测量使用的工具，我们都需要准确的读数，所以掌握读数方法是关键能力。

（二）使用

（1）看这三张图，电流表是否串联使用？

（2）给出了指针反偏的图，问为什么指针会偏向电流表左边没有刻度的地方？（学生：因为电流表的正进负出接反了。）用电流表演示了电流从电流表的正接线柱流入负接线柱流出。

（3）禁止电流表直接接在电源的两极，为什么？（学生……）

给出电流表的电阻很小，相当于一根导线，电流表直接接在电源的两级会造成电源短路。

（4）给出了电流表指针偏转角度很小和电流表指针偏转到右侧没有刻度的地方的两幅图，问：为什么会出现这种情况？（学生：电流在0-0.6A范围内，误接了0-3A量程和电流在0-3A范围内，误接了0-0.6A量程）追问：那我也不知道电路中电流大概多大，我该如何选量程呢？（学生：试触）

设计意图：通过三张图来理解“电流表要串联使用”不能狭隘地理解“电流表只能用于串联电路”，通过“为什么会出现后面四张图的现象”提问，来得出电流表的正确使用。培养学生构建思维导图的意识和能力，通过思维导图找到知识点与知识点之间的联结，使知识形成脉络清晰地展现在学生的头脑中。这是本节课要达到的利用初中物理课堂培养学生核心素养和关键能力的重要目標。

第三块：探究串联电路和并联电路中电流的特点

（一）探究串联电路的电流特点

（1）猜想IA、IB、IC三点的电流有什么关系？

学生：相等。

心中的疑惑：越靠近电源正极电流越大，小灯越亮。

通过实验来解答自己心中的疑惑，我建议三个人合作IA、IB、IC。

（2）数据记录在表格中。

学生：实验发现，三处电流相等，所以得出结论。

（3）结论：串联电路中电流处处相等IA=IB=IC。

好不好？（学生：异口同声说不好）追问：为什么不好？（学生：没有多次实验得到普遍规律）

随后我就三次断闭开关问，这样多次实验可以了吧？（学生：不好）

那应该怎样多次实验得到普遍规律？（学生：换用不同规格的小灯多次实验）

（4）学生：换用不同规格的小灯多次实验。

（5）发现：规格不同的灯泡串联在同一电路中，亮度不同，电流相同。

（6）结论：串联电路中电流处处相等IA=IB=IC。

（7）为什么要换用不同规格的小灯多次实验？

确定电流相等，不是由小灯规格相同导致的，而是由串联这种连接方式决定的。

设计意图：自主学习型课堂的弊端就在于学生在自主学习时了解了探究性实验的过程和结论，这样探索性的实验就变成了验证性实验。这样猜想就失去了它原有的意义，这就需要老师在钻研教材时挖掘学生心中的疑惑。“为什么要换用不同规格的小灯多次实验？”是本节理解上的难点，那么我采用在学生看到实验现象的基础上，利用学生认知上的冲突引出三次断闭开关达到多次测量只能减小读数误差。

（二）探究并联电路的电流特点

学生：实验探究，得出结论。

第四块：教学反思

近年来笔者实践于初中物理课堂的第一线，运用思维可视化方法及技术进行教学可以使知识更易被理解和记忆，这只是思维可视化的“小用”，其“大用”在于有效发展学生的思维能力及学习兴趣。

2016 年 9 月，教育部下发的《普通高中物理课程标准（征求意见稿）》指出，物理核心素养主要由“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面构成。二者都有关键词“科学思维”，主要包括模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等要素。

当然，本节课还有一些地方需要深思或改进，进一步使课堂教学得到升华。