《焦耳定律》教学中的素质教育

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时至今日，素质教育理念早已深入人心，不容置疑，人们不再谈论需不需要开展素质教育，而是研究如何开展好素质教育.学生大部分时间在学校上课，因此课堂教学是素质教育的主阵地，素质教育的任务要靠课堂教学来完成.《物理课程标准》也明确定义――“义务教育物理课程作为科学教育的组成部分，是以提高全体学生科学素养为目标的自然科学基础课程”，意指物理教学是素质教育的组成部分.那么，如何在物理课堂教学中开展素质教育，这是值得每位物理教师研究的问题.下面就以人教版九年级物理第十八章第4节《焦耳定律》的课堂教学为例，谈谈在课堂教学中如何实施素质教育.

1内容概述和教学安排

《课程标准》确定该节的教学目标为：通过实验，探究并了解焦耳定律，用焦耳定律说明生产生活中的一些现象.教材安排的内容为：简单说明电流的热效应；重点讲述焦耳定律(实验、归纳、规律、公式、练习)；讲述电热的利用和防止.

笔者在教学中基本上按教材内容和顺序进行教学，但做了一些改动：变演示实验为探究实验，只是实验操作环节仍为演示；变定性实验为定量实验，通过实验数据可直接得出焦耳定律；为了节省实验环节的时间，将实验电路改为如图1所示的电路，做一次实验即可，并且事先装配好实验电路；将书中实验装置改为相同大试管里面装上相等质量的煤油；用数字温度计测量煤油升高的温度，既能得到准确的温度测量值又增大了可视度.该实验成功率很高，数据比较精确.

2教学中的素质教育

在物理教学中对学生进行素质教育，主要是对学生进行科学素质教育，提高学生的科学素质.科学素质是指人们在认识自然和应用科学知识的过程中所表现出来的一种特质，一个人的科学素质是其整体素质的重要组成部分，主要包括科学知识、科学能力、科学方法、科学精神等几方面.在该节课中，可以对学生进行上述四个方面的科学素质的教育和培养.

2.1科学知识教育

科学知识是科学素质的基础，没有科学知识就谈不上科学素质.对物理学而言，物理概念和规律是物理知识的核心内容.在该节课中，所有的教学活动都是紧紧围绕焦耳定律展开的，希望通过课堂教学让学生掌握这些知识，完成本节的教学目标，这也是大多数老师最为重视的部分.

2.2科学能力培养

素质教育是人的全面素质的教育，而能力是素质的核心，是直接影响活动效率、使活动顺利完成的个性心理特征.能力不是知识本身，而是获取和处理知识的方式.一个人有各种各样的能力，其中科学能力是人最重要的一种能力，是科学素质的首要因素，也是我们课堂教学的重点发展对象.在该节课中可以对学生进行下面几种能力的培养：

(1)观察和实验的能力：通过探究实验可以增强学生的观察和实验能力.如让学生观察装有等质量煤油的相同试管；观察老师装配好的电路，要求画出实验电路图；观察三支温度计示数变化的情况和读数；用煤油吸收的热去替代电流产生的热的等量替换原理；从温度计示数上升的多少得出产生热量的多少；通过观察三只温度计示数高低，分析得出三个电阻产生热量的多少.

(2)分析归纳能力：该探究实验只是分别得出了热量与某个因素的关系，并没有在一次实验中得出热量同时与三个因素的关系，这就需要在实验基础上的归纳和综合，综合三个因素对热量的影响得出焦耳定律.在这个思维过程中，学生得到了分析归纳能力的锻炼.

(3)理解能力：焦耳定律是由三个“成正比”组成，对“成正比”怎样理解是一个难点.可在教学中引导学生：成正比就是在其他因素相同或不变的条件下，热量随某个因素成正比例

科学是“双刃剑”，它可以给人类带来福祉，也可能给人类带来灾难.比如在“能源与环境”的教学中，让学生认识到科技在促进社会发展的同时，也给社会和环境带来危害(如环境污染、能源危机等问题);如核科学的开发利用，核电站是利用核科学造福人类，但核技术也可以用于战争，如1945年美国向日本广岛和长崎投放两枚原子弹，不仅炸死十多万人，还对环境造成极大的污染，地面许多地方寸草不生，大量平民因核辐射患上各种疾病.教学中渗透“善”的教育，增强学生的社会责任感，使学生具有关爱生命、关爱人类、爱护地球、爱护环境、热爱祖国、热爱家乡的思想情感.

复旦大学人文学院副院长、博士生导师陈思和教授说:爱，由美而生，要学会爱，首先要感受到美.物理学天生丽质，蕴含着丰富而深刻的美.例如从宇宙太空到微观世界，从光的直线传播到引力场使光线发生弯曲;从质量、长度、时间不变的“千古真理”到相对论的新时空观……，给人一种广阔而神秘的美;抛体运动的轨迹、天体运动轨迹、电场线与磁感线……，让人感受曲线的美，等等.让学生发现美、欣赏美，形成积极的情感体验和求知的志趣.

在人类探索科学史诗般的历程中积淀了人文、艺术，科学、人文、艺术是一个整体，科学讲究求真，人文注重向善，艺术致力唯美，在“真善美”的熏陶下，学生的心灵得以净化，品格得以提升，使学生拥有爱心，拥有大爱之心.

物理教学必须同时关注物理学的科学价值和人文价值，渗透和融合人文精神，让学生成长为一个理性与感性、科学与人文、物质与精神完美统一的人.因此，物理教学呼唤人文教育的回归.

的增大.还可将“想想议议”拿过来让学生讨论：既然热量与电阻成正比，那么时间相同时，是电阻大的还是电阻小的产生的热量多？通过这样的方式，不仅使学生理解了焦耳定律的内涵和成正比的条件，而且培养了学生的理解能力.

(4)推理和计算能力：在得出焦耳定律的公式后，为了巩固它，在课本例题求热量的基础上，还可增加几个小练习题，分别求时间和电阻，这就需要将焦耳定律公式从原始形式推理到另外的形式，在这些练习中培养学生的推理和计算能力.

2.3科学方法教育

科学方法与科学知识之间存在着内在的必然联系，知识是方法的基础，因为它反映了客观现实的要求和规律，但这并不意味着知识可以自动转化为方法，更不能把知识和方法简单等同起来.方法可以被看作运用知识的知识.我们教师要在教学中加强对学生进行科学方法教育，为他们将来的科学研究打下方法论的基础.那么在该节课中我们可以教给学生什么科学方法呢？

2.3.1科学探究的方法教育

该节重点是焦耳定律，焦耳定律和其他物理规律或概念一样，都是科学家在科学实验研究的基础上得出的规律.这些规律对于人类来说是已知的，但对于未学这些内容的学生来说是未知的.我们在教学中，完全应该引导学生像科学家那样，自己去把规律探究出来.本节课的实验仍可以指导学生按科学探究实验的步骤进行，促使学生学会科学探究的方法.

2.3.2物理实验方法的教育

物理实验方法很多，物理教学中应尽量教给学生一些物理实验的方法.运用本节的实验至少可以教给学生两种实验方法：①等量替换法：因为热量很难直接测量，所以在研究电流产生的热量时，让煤油来吸收电流放出的热，煤油吸收的热等于电流产生的热量，而煤油吸收的热可以通过测量质量和升高的温度测量出来.这就是等量替换法，即让一个容易测量或观察的量去等量替换很难测量的量；②控制变量法：在研究电流通过导体产生的热量的实验中，为了研究热量与电阻的正比关系，采用电阻R1、R2串联，让电流和时间相同；为了研究热量与电流的关系，采用电阻R2、R3不同方式并联，让电阻和时间相同；为了研究热量与时间的关系，可比较同一个电阻(电流与电阻相同)的情况.这就是控制变量法，即在研究某物理量与它的某个影响因素的关系时，必须让其他影响因素相同或不变.

等量替换法和控制变量法既是物理实验方法，又是物理思维方法，在物理学习和研究中经常用到，学生必须掌握这些方法.

2.4科学精神的教育

物理学中蕴含着大量的科学精神素质教育资源，我们要充分利用这些资源培养学生的科学精神.该节课中可利用教材的内容培养学生的下列科学精神：

2.4.1求实精神

该节中有演示实验，实验的核心就在于“实”，要让事实说话、让数据说话.由于用数字温度计去测量，数据较精确，从实验数据真正可以看出热量与电阻或加热时间成正比，学生很信服.对于热量与电流平方成正比，稍微有些偏差，可以和学生一起分析误差的来源，在实验误差范围内仍然成正比.这样可以逐渐使学生养成实事求是的精神.

2.4.2创新精神

教育是对学生的再塑造，也是一种创造性工作，要时刻培养学生的创造精神.只有提供“新”的东西给学生，让学生置身一个新颖的情景中，才能让学生接受新生事物的洗礼，学生的创新意识才得到发展.该节课为了节省演示实验时间，将书中的演示实验改革了，不同于课本上的，这是一种教学创新.这个事例同时告诉学生，在平时的学习中，为了更好地达到学习的目标，可以用最好的方式去学习，可以用课本上没有的、自己创造的方法去学习.

(3)奉献精神：为了培养学生献身科学的精神，在得出焦耳定律时，讲述了焦耳的生平及其对物理学的贡献，讲述他用毕业心血，在实验条件很差的情况下，重复无数次的实验，终于精确得出了能的转化和守恒定律、热功当量及焦耳定律等事迹，潜移默化地教育学生为追求真理而奉献自己的才智.

2.5辩证思想和安全意识的教育

辩证思想和安全意识也是素质教育的重要内容，特别在理科教学中要让学生明白事物的因果关系，懂得用全面的联系的、而不是用片面的、孤立的观点去认识事物、认识自然，让学生在学习过程中，不知不觉地养成辩证唯物主义科学观.在教学中，不仅讲电热有利的一面，更要强调电热不利的一面，人们在使用电器的时候，要尽量减少电热造成的危害，趋利避害，这就是引导学生用辩证的眼光去看问题，处理任何问题都要一分为二，具体问题要具体分析，不能以偏概全.在这个过程中可同时教给学生安全用电的常识，加强安全意识的教育.

3一些教学启示

(1)在课堂教学中落实素质教育，提高学生素质，教师一定要研究素质教育理论，理解素质教育的内涵，掌握一些素质教育的方法，转变教育教学思想，从传授知识的传统观念，转变到培养能力的现代观念，再到培养全面发展的人的全新观念.要把教学的立足点放在培养学生的素质上，我们的教学不能仅是从知识到知识，而要从知识到能力，从知识到素质，传授知识、发展能力、教给方法、培养精神是我们教学必不可少的四项任务.

(2)素质教育不是一句空话，也不仅仅是搞一些课外活动，而是实实在在的，在每一节课中都可以进行素质教育，也应该进行素质教育，我们教师要把素质教育的目标落实到每一节课堂教学之中.在进行教学设计的时候，要充分挖掘教材内涵，挖掘知识点以外的能培养学生素质的东西，要将素质教育的内容渗透到每节课堂教学中去.根据不同的教学内容，选择不同的教法和学法，制定不同的素质培养目标，积极地开展素质教育，全面提高学生的全面素质.

(3)可能有的教师有疑问：不是每节内容都像《焦耳定律》这节课一样有这么多素质教育的素材.该节课的教学时间是否够用？笔者认为，任何一节物理内容中都蕴含大量的素质教育内容，就看教师是否去挖掘.上述例子中的素质教育内容写起来很多，但在教学中，并不是刻意停下课用大量时间去进行，而是在知识内容的教学中，恰到好处地花上一点时间总结归纳强调一下，潜移默化地、润物细无声地对学生进行素质教育.根据学生和课堂教学的实际，如果确实一个课时不够就用两个课时，反正我们的教学目标就是素质教育，每一节课都是素质教育，为了达到目标，我们不怕多用一点时间.学生的素质也不可能在一节课之内就能提高很多，我们追求的是一节一节课地、日积月累地去提高，长此以往，通过几年的中学教育，相信学生的素质一定能得到全面的发展.