物理核心素養(yǎng)下兩法并舉解困《內(nèi)能》教學(xué)摘要：物理核心素養(yǎng)中科學(xué)思維對(duì)學(xué)生邏輯推理和創(chuàng)新要求。初中物理《內(nèi)能》一課的教學(xué)有兩大難點(diǎn)。一是概念多而且抽構(gòu)起來比較困難；二是實(shí)驗(yàn)多與溫度有關(guān)，現(xiàn)象不夠直觀。針對(duì)這兩在教學(xué)中采用不同邏輯推理方法，逐步建構(gòu)概念，同時(shí)利用新的技術(shù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新，變?cè)静豢芍苯佑^察到的現(xiàn)象為可以直接觀察到的現(xiàn)合有效突破了難點(diǎn)。關(guān)鍵詞：科學(xué)思維，邏輯推理，實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，溫差半導(dǎo)體發(fā)電片，熱成像儀引言：物理學(xué)核心素養(yǎng)對(duì)物理課堂的教學(xué)提出更高的要何進(jìn)行《內(nèi)能》一課的教學(xué)呢？我認(rèn)為可以從兩方面實(shí)現(xiàn)突破：善用巧用實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新。往常與《內(nèi)能》有關(guān)的論文大多類似于教學(xué)設(shè)計(jì)。而相關(guān)文章和優(yōu)質(zhì)課堂實(shí)錄后，僅針對(duì)本課中重難點(diǎn)的教學(xué)進(jìn)行改進(jìn)。為兩大塊：怎樣使用邏輯推理建構(gòu)概念和怎樣使用新技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象的此文能給廣大同仁的教學(xué)帶來一點(diǎn)啟發(fā)。物理學(xué)核心素養(yǎng)中科學(xué)思維的內(nèi)涵：“科學(xué)思維”是從物理事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)方式；是基于經(jīng)驗(yàn)事實(shí)型的抽象概括過程；是分析綜合、推理論證等方法的內(nèi)化；是基于事學(xué)推理對(duì)不同觀點(diǎn)和結(jié)論提出質(zhì)疑、批判、檢驗(yàn)和修正，進(jìn)而提出創(chuàng)能力和品質(zhì)。其中，對(duì)推理和創(chuàng)新是這樣描述的：能正確使用物理思定性和定量?jī)蓚€(gè)方面進(jìn)行科學(xué)推理、找出規(guī)律、形成結(jié)論，并能解釋解決實(shí)際問題；具備批判性思維的意識(shí)，能基于證據(jù)大膽質(zhì)疑，從不問題，追求科技創(chuàng)新。眾所周知，滬粵版九年級(jí)上冊(cè)物理《內(nèi)能》一課中，一方面象，學(xué)生建構(gòu)起來比較困難。另一方面實(shí)驗(yàn)多，但是現(xiàn)象不夠直觀明上原因，我結(jié)合物理學(xué)核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，在本課的教學(xué)中，利用多種方法幫助學(xué)生建構(gòu)概念，同時(shí)對(duì)部分實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新從而將原本不可直現(xiàn)象轉(zhuǎn)換成可以直接觀察到的現(xiàn)象，有效突破了難點(diǎn)。在下面的闡述兩塊對(duì)以上內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)介紹說明。一、善用科學(xué)推理建構(gòu)（一）對(duì)學(xué)生進(jìn)行邏輯推理思維訓(xùn)練的必要性：按照皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展理論，初中生正處在從形象思維向抽象思維過渡的鍵時(shí)刻。這時(shí)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生邏輯思維能力的培養(yǎng)，一方面有利于學(xué)生后物理的學(xué)習(xí)。另一方面從學(xué)科本質(zhì)來講，《內(nèi)能》這節(jié)課屬于熱學(xué)的學(xué)生的學(xué)習(xí)已經(jīng)從力學(xué)的宏觀層面發(fā)展到了分子的微觀層面。而物質(zhì)是看不見摸不著的，因此我們只能借助它的宏觀表現(xiàn)進(jìn)行反向推理。（二）按照科學(xué)推理的思維方向，科學(xué)推理可以進(jìn)行如下劃分：（三）《內(nèi)能》一課中運(yùn)用科學(xué)推理方法建構(gòu)概念舉例：1、分子具有動(dòng)能嗎？說說你的理由。（演繹推理——三段論）大前提：運(yùn)動(dòng)著的物體具有動(dòng)能小前提：分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)結(jié)論：分子具有動(dòng)能2、分子具有是勢(shì)能嗎？你的根據(jù)是什么？（類比推理）3、為什么說任何物體都具有內(nèi)能？說說你的理由。（演繹推理——線性系列推理）任何物體內(nèi)的分子任何物體的物體內(nèi)所有分子動(dòng)任何物都在永不停息地做分子都具有能和分子勢(shì)能的總體都具無規(guī)則運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和叫做物體的內(nèi)能4、憑什么說物體的內(nèi)能與溫度有關(guān)？實(shí)驗(yàn)結(jié)論：溫度越高墨對(duì)方分子的間隙中動(dòng)越劇烈物體內(nèi)所有分子動(dòng)能的總和越大，物體的內(nèi)能越大物體的內(nèi)能越大5、熱傳遞過程中內(nèi)能是怎樣轉(zhuǎn)移的？（歸納推理）（1）熱傳導(dǎo)過程追問：說一說生活中還有哪些通過熱傳導(dǎo)來改變物體內(nèi)能的實(shí)例？（2）對(duì)流過程追問：說一說生活中還有哪些通過對(duì)流來改變物體內(nèi)能的實(shí)例？（3）輻射過程追問：說一說生活中還有哪些通過輻射來改變物體內(nèi)能的實(shí)例？在以上研究熱傳遞過程中內(nèi)能改變的問題時(shí)，我們對(duì)熱傳遞的三種方式傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射都進(jìn)行了研究，并且讓學(xué)生從身通過實(shí)驗(yàn)和實(shí)例，我們發(fā)現(xiàn)熱傳遞中的每一類現(xiàn)象里都有一個(gè)共同點(diǎn)個(gè)高溫物體和一個(gè)低溫物體，并且有一部分內(nèi)能會(huì)從高溫物體轉(zhuǎn)移到者從同一物體的高溫部分轉(zhuǎn)移到低溫部分。因此我們根據(jù)完全歸納法結(jié)論：熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能，傳遞過程中的這部分內(nèi)能就叫做熱量。（四）邏輯推理對(duì)于物理學(xué)習(xí)的重要性不言而喻，但是當(dāng)學(xué)中卻存在諸多不利于推理能力培養(yǎng)的因素：1、在喂養(yǎng)式教學(xué)模式中，為了得到一個(gè)規(guī)律或結(jié)論，教師往往鋪墊過多，使得學(xué)生的邏輯思維過程碎片化。例如，在觀察了紅墨水在冷水和熱現(xiàn)象以后，老師會(huì)提出如下問題：物體內(nèi)能的大小與什么因素有關(guān)？會(huì)回答“溫度”兩個(gè)字。而如果這個(gè)問題改一下：從這個(gè)現(xiàn)象中，我么結(jié)論？那么學(xué)生在進(jìn)行完整回答的過程中，就會(huì)對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行完整地思考。2、以習(xí)題為特征的學(xué)案反復(fù)重復(fù)教材的語(yǔ)句，影響了學(xué)生邏輯思維過程的自主性。3、以選擇題、填空、計(jì)算為主的作業(yè)與考試題，影響了推理能力的訓(xùn)練。那么怎樣解決上述問題呢？我個(gè)人的想法是：增加所提問題性，讓學(xué)生思考后再說出來。比如我們是不是可以試著這樣來提問：個(gè)實(shí)驗(yàn)，你對(duì)……現(xiàn)象有了……認(rèn)識(shí)？請(qǐng)從生活中舉出一個(gè)實(shí)例支持等等二、巧用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)突邏輯推理可以節(jié)省課堂上大量時(shí)間，節(jié)省的時(shí)間可以做什么實(shí)驗(yàn)。有些知識(shí)點(diǎn)講起來很難講清楚，但是做個(gè)實(shí)驗(yàn)，將抽象的語(yǔ)言現(xiàn)象，學(xué)生一下子就明白了。有些實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)陳舊，現(xiàn)象中的一些規(guī)律不夠全面直觀。這時(shí)，我們可以借助新技術(shù)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更新穎直觀，更吸引學(xué)生。本課中，我就利用溫差半導(dǎo)體發(fā)電片和新型測(cè)溫儀器——熱成像儀對(duì)部分實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)具體設(shè)計(jì)如下：1、引入：溫差發(fā)電風(fēng)扇提出問題：電風(fēng)扇沒有連接電源，但是卻能轉(zhuǎn)動(dòng)，那么電風(fēng)能時(shí)從由什么能轉(zhuǎn)化來的呢？課題的引入一般有四種方式：⑴生活中常見的現(xiàn)象⑵非常規(guī)學(xué)史⑷科技應(yīng)用。這節(jié)課的引入，我就采用了新科技“溫差發(fā)”制成的溫差發(fā)電風(fēng)扇做了一個(gè)小實(shí)驗(yàn)。學(xué)生看到這個(gè)實(shí)驗(yàn)后，第一反應(yīng)是很地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)部動(dòng)機(jī)。接著不由自主地就會(huì)思考到底是怎么風(fēng)扇的機(jī)械能。思考后學(xué)生一定會(huì)想到是水提供的能量。供的這種能量是什么能呢？”下面就順理成章引入課題。2、研究物體內(nèi)能與溫度的關(guān)系：實(shí)驗(yàn)過程：將兩只完全相同的玻璃管，分別裝滿冷水和熱水倒插入盛有紅色液體的燒杯中。與以往向冷熱水中滴入紅墨水實(shí)驗(yàn)不驗(yàn)我采用的是讓紅墨水分子由下往上擴(kuò)散的設(shè)計(jì)。這樣做的目的是避力的影響，更有說服力。3、研究熱傳遞可以改變物體內(nèi)能：在前面的學(xué)習(xí)中，我們知道了對(duì)于同一個(gè)物體，在它的體積下，溫度的高低是它內(nèi)能大小的一個(gè)外顯特征。內(nèi)能越少。因此我利用熱成像儀將鐵絲和銅絲的溫度顯示出來，使學(xué)受到熱傳導(dǎo)的方式使酒精燈火焰的內(nèi)能轉(zhuǎn)移給了鐵絲和銅絲，增大了他們的內(nèi)能。在本課中，研究對(duì)流和輻射兩種方式時(shí)，我們也可以采用這種方法，但是，我認(rèn)為同樣的現(xiàn)象我們應(yīng)該給學(xué)生留一點(diǎn)想象的空間，以便培養(yǎng)他們能力，因此沒有重復(fù)使用。4、研究做功改變物體內(nèi)能：研究做功改變物體內(nèi)能時(shí)，我做了彎折鐵絲的實(shí)驗(yàn)，并讓學(xué)觀察鐵絲溫度從32.3℃上升到了36.4℃。原本人對(duì)鐵絲做功，我們從外觀上看不出任何的現(xiàn)象，但是熱成像儀將原本不外顯的現(xiàn)象轉(zhuǎn)換成了外顯的數(shù)字看到鐵絲溫度明顯的上升后，學(xué)生深刻地感知到人對(duì)鐵絲做功確內(nèi)能增加了。這個(gè)實(shí)驗(yàn)展示的是對(duì)內(nèi)做功的情況，對(duì)外做功的情況也樣的方法來實(shí)驗(yàn)。例如擠壓加有少量酒精的礦泉水瓶的實(shí)驗(yàn)。瓶蓋被沖出去后，瓶?jī)?nèi)會(huì)出現(xiàn)白霧，老師們常會(huì)借這個(gè)液化體對(duì)外做功時(shí)，溫度下降內(nèi)能減少。但是經(jīng)過我親自實(shí)踐后發(fā)現(xiàn)，這生的白霧很快就會(huì)消失，連拍照保存都很困難，不利于學(xué)生觀察。但助熱成像儀的話，溫度的微小變化都可以看得到，這樣就能讓學(xué)生直氣體對(duì)外做功后溫度確實(shí)下降進(jìn)而推理得出內(nèi)能確實(shí)減少了。5、解釋開頭溫差電風(fēng)扇：溫差半導(dǎo)體發(fā)熱片的原理和結(jié)構(gòu)都超出中學(xué)生的認(rèn)知范圍，多解釋，僅以此說明風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能確實(shí)來源于水的內(nèi)能，而溫差的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)而轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的條件。物理學(xué)核心素養(yǎng)是物理學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通步形成的正確價(jià)值觀、必備品格和關(guān)鍵能力。作為一名初中物理教師認(rèn)真學(xué)習(xí)領(lǐng)會(huì)物理學(xué)核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，不斷改進(jìn)教學(xué)理念、精進(jìn)教學(xué)自己的教學(xué)能力。從而使我們的學(xué)生在獲得知識(shí)在將