李詩嫻 李科敏 李 蒙 穆慧潔

(湖南理工學(xué)院物理與電子科學(xué)學(xué)院 湖南 岳陽 414006)

1 引言

學(xué)生的核心素養(yǎng)是指學(xué)生應(yīng)具備能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的關(guān)鍵能力和必備品格.物理學(xué)科的核心素養(yǎng)主要包括“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”和“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”4個(gè)方面.一個(gè)良好的教學(xué)設(shè)計(jì)必須以科學(xué)的教學(xué)理論為指導(dǎo)，以促進(jìn)全體學(xué)生德智體美全面發(fā)展為目標(biāo)，以獲得最有效的教學(xué)方案為目的.在“蒸發(fā)”的教學(xué)設(shè)計(jì)中，我們通過構(gòu)建學(xué)生感興趣的實(shí)驗(yàn)探究和有趣的交流討論，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，既讓學(xué)生掌握“蒸發(fā)”的物理知識(shí)，體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，又能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力，從而培養(yǎng)和提升學(xué)生的核心素養(yǎng).

2 教學(xué)設(shè)計(jì)

“蒸發(fā)”是在自然界中常見的一種汽化現(xiàn)象，它與人們的日常生活緊密聯(lián)系在一起.在此教學(xué)設(shè)計(jì)中，我們?cè)O(shè)計(jì)了一系列探究活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)“蒸發(fā)”知識(shí)的同時(shí)，體驗(yàn)科學(xué)探究的過程與方法，提高科學(xué)思維能力和實(shí)踐能力，感受到物理知識(shí)的實(shí)用性和物理學(xué)習(xí)的趣味性，從而培養(yǎng)和提升學(xué)生的核心素養(yǎng).

2.1 情景體驗(yàn) 引入新課知識(shí)

師生活動(dòng):教師邀請(qǐng)一名學(xué)生用棉花蘸酒精在黑板上寫出“我愛祖國”4個(gè)大字，提醒全班學(xué)生觀察字跡的變化.要求全班學(xué)生思考并討論：該同學(xué)在黑板上寫的字為什么很快就消失了呢？

教師提醒學(xué)生要讓“我愛祖國”這4個(gè)大字從黑板進(jìn)入他們的腦海，融入他們的心中，伴隨著他們生活一輩子.同時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)提煉、引出新課內(nèi)容——“蒸發(fā)”的概念：蒸發(fā)是在液體表面發(fā)生的一種汽化現(xiàn)象.

設(shè)計(jì)意圖：設(shè)計(jì)有趣的教學(xué)情境，集中學(xué)生學(xué)習(xí)的注意力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，并對(duì)學(xué)生進(jìn)行愛國主義熏陶.

2.2 交流研討 總結(jié)蒸發(fā)特點(diǎn)

教師將全班學(xué)生分成若干個(gè)學(xué)習(xí)小組，每組4～6人，分小組進(jìn)行交流討論和科學(xué)探究.

學(xué)生研討:

(1)無論在溫度低的冬天，還是在溫度高的夏天，室外的濕衣服都能夠晾干，為什么？

(2)列舉你見過的蒸發(fā)現(xiàn)象，從中概括出蒸發(fā)的共同特點(diǎn)，并將你的結(jié)論在同學(xué)中交流，通過修改得到蒸發(fā)的共同特點(diǎn).

師生互動(dòng):教師引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)同學(xué)們交流討論的結(jié)論，得出“蒸發(fā)的特點(diǎn)”是：

(1)“蒸發(fā)”在任何溫度下都能發(fā)生.

(2)“蒸發(fā)”只在液體表面發(fā)生.

(3)“蒸發(fā)”是一種緩慢的汽化現(xiàn)象.

設(shè)計(jì)意圖：利用與新知識(shí)有關(guān)的生活問題激發(fā)學(xué)生思維，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷“從生活走向物理”的過程，感受到物理知識(shí)來源于生活；同時(shí)，構(gòu)建交流研討的學(xué)習(xí)環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生的交流表達(dá)能力和熱愛集體生活的情感.

2.3 科學(xué)探究 尋找蒸發(fā)規(guī)律

實(shí)驗(yàn)探究一：蒸發(fā)是否要吸熱和是否具有制冷效應(yīng)

學(xué)生體驗(yàn):學(xué)生模仿在醫(yī)院打針前護(hù)士在手上擦拭酒精的動(dòng)作，互相在手背上擦拭酒精，組織學(xué)生體驗(yàn)酒精在蒸發(fā)過程中的感覺，然后交流感受并思考其中的原因.

實(shí)驗(yàn)探究:(1)學(xué)生提出猜想：蒸發(fā)是一個(gè)吸熱降溫的過程.

(2)學(xué)生設(shè)計(jì)并進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)：學(xué)生在學(xué)習(xí)小組內(nèi)集體研討，設(shè)計(jì)和修改驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)方案，教師給學(xué)生提供需要的實(shí)驗(yàn)器材，如溫度計(jì)、酒精瓶、棉球等，學(xué)生分小組用實(shí)驗(yàn)器材開展驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn).

(3)學(xué)生在小組內(nèi)展示：首先用溫度計(jì)測出室溫t0，然后用蘸有酒精的小棉球包住溫度計(jì)的玻璃泡，讓棉球上的酒精在室內(nèi)蒸發(fā)，同時(shí)觀察溫度計(jì)的示數(shù)變化.

(4)引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)：在手背上擦拭酒精會(huì)感覺到?jīng)觯且驗(yàn)榫凭舭l(fā)要從周圍環(huán)境或者物體吸收熱量，從而降低周圍環(huán)境或者物體的溫度；被酒精棉球包裹的溫度計(jì)，其示數(shù)不斷降低進(jìn)一步定量地說明了酒精蒸發(fā)是個(gè)吸熱過程，并具有制冷作用.即液體蒸發(fā)要吸熱且具有制冷效應(yīng).

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生親身經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力和熱愛集體生活的情感.

學(xué)生討論:(1)在炎熱的環(huán)境中灑一些水，為什么會(huì)感到?jīng)鏊?2)為什么人們游泳上岸后會(huì)比在岸上的其他人感覺更冷？(3)為什么淋雨后不及時(shí)換衣服會(huì)很容易感冒？

設(shè)計(jì)意圖：利用“液體蒸發(fā)要吸熱且具有制冷效應(yīng)”這一規(guī)律，幫助學(xué)生理解生活中常見相關(guān)現(xiàn)象的本質(zhì)，讓學(xué)生體驗(yàn)到“從物理走向社會(huì)”的有用性；通過對(duì)“淋雨后不及時(shí)換衣服會(huì)很容易感冒”的研討，增強(qiáng)學(xué)生自覺保護(hù)身體的意識(shí).

實(shí)驗(yàn)探究二：尋找影響蒸發(fā)快慢的因素

教師提問:教師向?qū)W生展示一塊折疊的濕毛巾，向?qū)W生提問：根據(jù)你們的生活經(jīng)歷，怎樣讓這塊濕毛巾干得更快呢？

學(xué)生交流:學(xué)生思考并與同學(xué)交流得出自己的想法：放在火爐旁烤、在太陽底下曬、攤開、用電風(fēng)扇吹、用電吹風(fēng)吹……

學(xué)生總結(jié):教師引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)，得出影響蒸發(fā)快慢的因素可能有：液體溫度的高低、液體表面積的大小、液體表面空氣流動(dòng)的快慢和液體的種類.

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生從生活經(jīng)驗(yàn)中尋找答案，體驗(yàn)到物理就在自己的身邊，并在此過程中培養(yǎng)學(xué)生的語言表達(dá)能力和分析概括能力.

學(xué)生探究:教師組織學(xué)生分小組探究，每個(gè)小組就以下3個(gè)因素中的一個(gè)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和科學(xué)探究，探究它對(duì)蒸發(fā)快慢的影響：“液體溫度的高低”“液體表面積的大小”和“液體表面空氣流動(dòng)的快慢”.各小組在實(shí)驗(yàn)探究的過程中，教師巡回指導(dǎo)；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，每組派代表展示實(shí)驗(yàn)過程，匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果.給每組提供的實(shí)驗(yàn)器材有：玻璃片、蠟燭、打火機(jī)、水、酒精、滴管、鑷子、小型風(fēng)扇等.要求按照控制變量法，經(jīng)過組內(nèi)交流討論，合作設(shè)計(jì)簡單的實(shí)驗(yàn)探究方案，并在探究的過程中完成以下信息記錄：

(1)探究的問題是____________；

(2)猜想與假設(shè)的內(nèi)容是____________；

(3)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：所用實(shí)驗(yàn)器材有____________；實(shí)驗(yàn)方案是____________；觀察到的現(xiàn)象是____________；實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論是____________.

學(xué)生活動(dòng)1:探究“液體溫度的高低”對(duì)蒸發(fā)快慢的影響

用滴管在A,B兩塊玻璃片上同時(shí)各滴上一滴質(zhì)量相等的水，將玻璃片A放置在桌面上，用鑷子夾住玻璃片B在點(diǎn)燃的蠟燭上加熱，即僅僅升高水滴的溫度，觀察玻璃片A,B上的水滴蒸發(fā)的快慢，并記錄玻璃片A,B上水滴完全蒸發(fā)需要的時(shí)間t1和t2，根據(jù)t1和t2的相對(duì)大小確定“液體溫度的高低”對(duì)蒸發(fā)快慢的影響.

學(xué)生活動(dòng)2:探究“液體表面積的大小”對(duì)蒸發(fā)快慢的影響

用滴管在A，B兩塊玻璃片上同時(shí)各滴上一滴質(zhì)量相等的酒精，用玻璃片C將玻璃片B上的酒精均勻刮開，即僅僅增大液體的表面積，玻璃片A上的酒精不做任何處理，觀察玻璃片A，B上的酒精蒸發(fā)得快慢，并記錄玻璃片A，B上的酒精完全蒸發(fā)需要的時(shí)間t3和t4，根據(jù)t3和t4的相對(duì)大小判定“液體表面積的大小”對(duì)蒸發(fā)快慢的影響.

學(xué)生活動(dòng)3:探究“液體表面空氣流動(dòng)的快慢”對(duì)蒸發(fā)快慢的影響

用滴管在A，B兩塊玻璃片上同時(shí)各滴上一滴質(zhì)量相等的水，將玻璃片A靜置在桌面上，用小型電風(fēng)扇向玻璃片B上的水滴勻速吹風(fēng)，即僅僅增大液體表面空氣流動(dòng)的速度，觀察A，B玻璃片上水滴的變化情況，并記錄A，B玻璃片上的水滴完全蒸發(fā)需要的時(shí)間t5和t6，根據(jù)t5和t6的相對(duì)大小判定“液體表面空氣流動(dòng)的快慢”對(duì)蒸發(fā)快慢的影響.

師生互動(dòng):教師指導(dǎo)各組討論和匯總實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并由學(xué)生代表向全班報(bào)告：液體的溫度越高、液體的表面積越大、液體表面的氣流越快，液體蒸發(fā)越快.

設(shè)計(jì)意圖：利用設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用控制變量法；利用科學(xué)探究，讓學(xué)生經(jīng)歷與同學(xué)合作探究的過程，逐步養(yǎng)成尊重客觀事實(shí)的心理品質(zhì)，并在與同組同學(xué)合作與交流中提升自我，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)合作的思想品德.

學(xué)生交流:在日常生活中，人們有時(shí)需要液體蒸發(fā)得更快，有時(shí)需要液體蒸發(fā)得更慢.請(qǐng)同學(xué)們回想與交流：你看到哪些加強(qiáng)(或者減弱)蒸發(fā)的實(shí)例？它們分別是怎樣加強(qiáng)(或者減弱)蒸發(fā)的？

設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生善于觀察生活的習(xí)慣、發(fā)散思維能力和語言表達(dá)能力.

2.4 利用實(shí)例 研討蒸發(fā)應(yīng)用

學(xué)生討論1:為什么完整的水果可以保鮮數(shù)天以上，而切成薄片后很快就會(huì)變干？

答案：水果切成薄片后增大了蒸發(fā)面積，加速水果里的水分蒸發(fā).

學(xué)生討論2:商場里保潔員在拖過地板后，常用電扇對(duì)著地面吹，這樣做的目的是什么？

答案：拖過的地板有殘留的水漬，容易使行人滑倒，用電扇吹地面加速液體表面空氣流動(dòng)的速度，使地面上的水漬加速蒸發(fā).

學(xué)生討論3:(1)在炎熱的夏天里，為什么環(huán)衛(wèi)工人要在路面上灑水？

答案：因?yàn)檎舭l(fā)可以吸熱，灑水在路面上可以降低路面溫度.

(2)如果遇到發(fā)燒無法及時(shí)就醫(yī)的情況，除了吃藥，還可以通過哪些輔助手段幫助退燒？

答案：可以用濕毛巾或冰袋敷在額頭上輔助退燒.

設(shè)計(jì)意圖：利用生活實(shí)例創(chuàng)造教學(xué)情境，使物理教學(xué)與學(xué)生的生活結(jié)合起來，既培養(yǎng)學(xué)生用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，又讓學(xué)生覺得物理知識(shí)有趣又有用；通過討論物理退燒的方法，還可以培養(yǎng)學(xué)生的自我保護(hù)能力.

2.5 拓展視野 培養(yǎng)核心素養(yǎng)

教師介紹:教師利用圖片，如圖1所示，介紹在農(nóng)業(yè)上常用的多種澆灌技術(shù)，如漫灌、噴灌、滴灌等，再引導(dǎo)學(xué)生思考這些澆灌技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，并結(jié)合所學(xué)的知識(shí)，分小組給盆栽植物設(shè)計(jì)一個(gè)節(jié)水澆灌方案.要求每小組派代表上臺(tái)解說本組的設(shè)計(jì)方案，鼓勵(lì)學(xué)生能畫圖說明，然后，教師組織學(xué)生一起對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析評(píng)價(jià)與完善.

圖1 農(nóng)業(yè)上常用的多種澆灌技術(shù)應(yīng)用圖片

設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生嘗試運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決生活中的實(shí)際問題，不僅可以開拓學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力和交流合作精神，還可以通過了解澆灌技術(shù)和設(shè)計(jì)節(jié)水方案，培養(yǎng)學(xué)生節(jié)約用水的意識(shí)和愛護(hù)環(huán)境、勤儉節(jié)約的思想品德.

教師介紹:三峽大壩是世界最大的水力發(fā)電工程，大壩中的水輪發(fā)電機(jī)是很重要的發(fā)電設(shè)備，但是在工作中會(huì)產(chǎn)生大量的熱這會(huì)嚴(yán)重影響設(shè)備的安全運(yùn)行.我國自主研發(fā)的蒸發(fā)冷卻技術(shù)很好地解決了這個(gè)技術(shù)難題，其工作原理就是利用低沸點(diǎn)的液態(tài)冷卻劑蒸發(fā)吸熱制冷，再經(jīng)過冷凝器冷卻成液體形成自循環(huán)冷卻系統(tǒng).蒸發(fā)冷卻技術(shù)安全高效，節(jié)能降耗，該技術(shù)確保了三峽大壩的機(jī)組一直在安全運(yùn)行著.

設(shè)計(jì)意圖：結(jié)合高科技產(chǎn)品介紹蒸發(fā)的巨大作用，為學(xué)生拓展了知識(shí)面；同時(shí)，通過了解我國自主研發(fā)的蒸發(fā)冷卻技術(shù)，讓學(xué)生增強(qiáng)民族自豪感，培養(yǎng)學(xué)生熱愛祖國、熱愛科學(xué)的思想品德.

課外活動(dòng):要求學(xué)生根據(jù)蒸發(fā)吸熱制冷的原理和影響蒸發(fā)快慢的因素，每個(gè)小組課后設(shè)計(jì)并制作一個(gè)保存食物的裝置，使家中剩余的飯菜在短期內(nèi)不會(huì)變質(zhì)，制作完成后用豆腐塊檢驗(yàn)其保鮮效果，再將設(shè)計(jì)方案、工作原理、裝置設(shè)備和活動(dòng)體會(huì)寫成小論文貼到“學(xué)習(xí)園”里供大家學(xué)習(xí)交流.

設(shè)計(jì)意圖：利用學(xué)生課后設(shè)計(jì)來訓(xùn)練學(xué)生的研究能力和培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，并在這個(gè)過程中培養(yǎng)學(xué)生勇于探索、積極進(jìn)取、善于合作、樂于交流的心理素質(zhì).

2.6 歸納總結(jié) 把握本節(jié)重點(diǎn)

師生互動(dòng):教師引導(dǎo)學(xué)生回顧與總結(jié)所學(xué)知識(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生交流討論和分享自己的收獲，并板書知識(shí)要點(diǎn)(略).

設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生把握學(xué)習(xí)重點(diǎn)和歸納總結(jié)的能力.

2.7 布置作業(yè) 體驗(yàn)研究過程

學(xué)生活動(dòng):課后查閱資料并回答：(1)舉例說明：蒸發(fā)有何特點(diǎn)和規(guī)律？(2)仙人掌生長在缺水的沙漠地帶，其葉子已進(jìn)化為針狀，這有何好處？

設(shè)計(jì)意圖：通過自主學(xué)習(xí)并建立與其他學(xué)科的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生樂于觀察生活、善于思考的素質(zhì).

3 教學(xué)反思

在此教學(xué)設(shè)計(jì)中，以“蒸發(fā)”為教學(xué)內(nèi)容，圍繞培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)開展教學(xué)設(shè)計(jì)，通過構(gòu)建有趣的探究活動(dòng)和交流討論的教學(xué)情境，做到在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)的同時(shí)，注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力和科學(xué)探究能力，注重培養(yǎng)學(xué)生美好的思想品德和良好的心理素質(zhì)，注重落實(shí)“立德樹人”的根本任務(wù)，促進(jìn)學(xué)生德智體美全面發(fā)展.這個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)，我們已經(jīng)在岳陽市第十中學(xué)進(jìn)行了教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生們普遍認(rèn)為這個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)親切、易懂、有用、有趣.