指向物理核心素养的综合实践活动--以“油量表的设计”为例

指向物理核心素养的综合实践活动--以“油量表的设计”为例

查建军

江苏省工业园区唯亭学校   215121

摘要：实验是物理教学的重要组成部分，实验教学能有助于学生更好的理解物理现象的本质。综合实践活动更能有效的拓展实验教学，提高学生的综合应用能力。本文以“油量表的设计”为例，深度挖掘其潜在的价值，让学生从产品设计到器材规格的选择，经历完整的探究过程，借助知识的深度处理，使学生从知识的内部结构出发，实现对知识的完整处理与系统把握的目标。

关键词：初中物理    综合实践     油量表

物理教学中的综合实践活动，是把物理学科理论知识与实验活动相结合的教学方式，为学生提供兼具趣味性和学科内涵的物理实验活动设计，在实验的过程中不仅要注重学科内涵的精炼融入，更要注重学生学习兴趣的激发和物理实践能力的培养。值得注意的是，任何忽略物理学科的实践性而进行的实验活动，不仅会使学生失去对物理学习的兴趣，也忽略了物理学本身所蕴含的独特魅力和实用功能。

目前我们在开展初中物理综合实践活动时，有两个来源：一是苏科版每个章节后面的“综合实践活动”栏目，为学生提供自主研究的课题。二是教师自己开发研究的课题，内容具有一定的综合性，与生活和社会有较紧密的联系，利用课题研究使学生经历相对完整的探究过程，有利于发展学生的个性和特长。

1.课题提出的背景

在苏科版第14章第2节“变阻器”的课后习题中，有一道有关油量表的题目，书中将油量表的设计图（图1）提供给学生，让学生讲讲工作原理。本题对学生的思维要求:知道油量变化变阻器的阻值变化，从而影响电路中电流的大小。这里设计到一些知识点:杠杆问题、滑动变阻器引起的电流、电压变化问题、电路安全问题等。借此，可以开展关于油量表设计的综合实践活动。

                    （图1）

2.案例设计

2.1 观察油量表

教师演示：按照图1所示，自制一个油量表模型。通过加水，能让指针发生偏转。在加水时候，油量表示数如何变化？它的“0”刻度线在哪里？它可以用电压表改装吗？

2.2设计油量表

器材准备：电源、滑动变阻器R1、定值电阻R、电压表、开关、导线。

通过小组讨论，学生们设计了以下两种电路图。

（图2）                               （图3）

接下来，邀请小组成员来介绍这两款设计的原理：

设计思路：此环节为产品设计环节，通过设计，让学生学会综合运用欧姆定律、分压原理等知识，解决滑动变阻器因为移动滑片引起的电表变化问题。培养学生综合解决问题的能力，及创新意识。

2.3 器材要求环节

2.3.1 安全问题

以设计图图1为例，先画出它的电路图（图4）展开讨论：若提供的滑动变阻器规格为（20Ω,1A），定值电阻10Ω，电流表0-0.6A，学生电源9V，导线若干，开关。思考，能否让滑动变阻器的滑片任意移动？

（图4）

此时，我们要考虑的是元件的安全问题。为了保证电路安全，电路中的电流不能超过0.6A，根据欧姆定律，R总=15Ω，因此，滑动变阻器的阻值不得小于5Ω，那我们该如何解决这个安全隐患呢？

学生通过思考，一致认为若在此电路中串联一个5Ω的定值电阻，就不用担心因滑动变阻器移动范围的问题了。这样，增强了学生发现问题和解决问题的能力。

2.3.2 电表改装问题

油量表的零刻度线在电表的零刻度处吗 ？

同学们通过分析可知，图3中当油量为0时，滑片在最上方，此时油量表（电压表）示数为零。而图1中，当油量为0时，滑片也在最上方，则油量表零刻度对应的电流表的示数为多少?我们根据欧姆定律求出I=0.3A，因此电流表示数为0.3A时即为它的零刻度。

总结，同学们设计的这几款油量表，零刻度不一定在电表的零刻度线处。在设计产品时，既要考虑到安全问题，又要考虑到改装问题。通过综合实践活动，能解决一些实际问题，而在解决问题的过程中，学生提高了科学素养。

在初中物理教学中，教师应以激发学生学习兴趣为契机，多进行综合实践活动，将生活实践和物理教学紧密联系起来，将物理教学活动
置于现实的生活背景之中，从而激发学生作为生活主体参与活动的强烈愿望，让他们在生活中学习，在学习中更好地生活，从而获得有活力的物理知识。物理综合实践活动是当前教育改革的要求和具体体现，能够有效解决物理教学中存在的诸多问题。它能够取得良好的教学效果，包括调动学生学习物理的积极性，加深学生对物理知识的理解，增强学生运用所学物理知识解决生活中的问题的能力。同时，还推动了教师对生活化教学模式的探索，促使综合实践教学理念得到更好的落实。
 

参考文献:
[1]蔡明明.初中物理教学生活化的实践与研究[D].广西师范大学，2017.

[2]王亚娟.利用综合实践活动拓展初中物理实验教学.课程教学研究，
2014 (6).