核心素養下物理課堂教學的優化與實施

蔣明星

【摘要】 物理核心素養，說穿了就是學生遺忘了物理本位知識后所剩下的潛在素養。在物理核心素養的四個要素中，物理觀念是物理知識的內化，是其他核心素養的基礎；科學思維和科學探究是學生的關鍵能力；科學態度與責任是每個人必備的品格。我們在教學實踐中不斷優化教學設計，滲透核心素養，讓學生在感知生活、學習物理知識的過程中養成終生受益的的行為習慣及培養解決真實問題的能力。本文在核心素養的指引下，對楞次定律的教學設計不斷優化，在課堂教學中取得了較好的效果。

【關鍵詞】 物理 核心素養 楞次定律 教學設計 教學優化

【中圖分類號】 G633.7 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1992-7711（2019）01-078-01

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物理核心素養包括物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度與責任四個維度。物理觀念包括物質觀、運動與相互作用觀和能量觀三個要素；科學思維包括模型建構、科學推理、科學論證和質疑創新四個要素；科學探究包括問題、證據、解釋和交流四個要素；科學態度與責任包括科學本質、科學態度和社會責任三個要素。物理學科核心素養，說穿了就是學生遺忘了物理本位知識后所剩下的潛在素養，伴隨其一生，能分析、解決實際問題的能力。筆者結合自己的教學實踐，以“楞次定律”教學為例，就“如何在課堂教學中培養學生的核心素養”進行反思與提煉，與同行交流分享。

一、以實驗探究為載體，培養學生的“科學探究”能力

以實驗為基礎，以思維為中心，是物理教學的兩大法寶。脫離實驗，物理理論便是空中樓閣。以前的“楞次定律”教學中，多采用演示實驗，即教師做，學生看，學生只停留在一般的感官認識上，并沒有深度參與實驗過程。鑒于此，本節課優化為學生分組實驗（兩人為一個實驗小組），學生能深度參與實驗過程，提升動手實踐能力，親歷思維發展歷程。

[學生活動1]判明電流方向與電流計指針偏轉方向之間的關系

（討論后形成“電池組、靈敏電流計、滑動變阻器、開關組成閉合回路”的實驗方案，用試觸法進行實驗）

[實驗結論]左進左偏，右進右偏。

[學生活動2]觀察線圈中導線的繞向。

[學生活動3]用靈敏電流計、線圈組成回路，把條形磁鐵的N極（或S極）插入（或拔出）線圈進行實驗操作，并做好實驗記錄。

為方便記錄，可簡化為以下N極插入、S極插入、N極拔出、S極拔出四種實驗操作。并引導學生用表格記錄實驗數據。

二、教師積極引導，學生主動構建“物理觀念”

“物理觀念”包括物質觀、運動和相互作用觀、能量觀。物理觀念的形成與發展的行為主體是學生，側重點是學生的“有意義的學習”，即在教師的引導下主動完成物理觀念的自我構建。“楞次定律”中所涉及的物理觀念有：磁鐵的磁場、感應電流、感應電流的磁場（隱形的），磁鐵的磁場和感應電流間的相互作用，感應電流的磁場阻礙原磁通量的變化體現的是能量守恒的思想。尤其是感應電流的磁場、磁鐵的磁場和感應電流間的相互作用，是學生最難理解的，為此，采用以下操作幫助學生攻克難點。

1.用“楞次環”小實驗幫助開展概念的建立

[學生活動4]先提示實驗小組完成“楞次環”小實驗，體會磁鐵和“楞次環”的相對運動以及相互作用，有“來拒去留”的情況，更進一步說明磁鐵和“楞次環”間存在某種相互作用。

2.用“等效法”、“類比法”幫助開展概念的建立

根據安培定則，把產生的“感應電流”等效為“條形磁鐵”，與實物的條形磁鐵之間存在“同名磁極互相排斥，異名磁極互相吸引”的作用進行類比，等效的“條形磁鐵”阻礙實物的條形磁鐵的相對運動，即“感應電流的磁場阻礙原磁通量的變化”，為理解楞次定律做鋪墊，較為巧妙地突破難點。

三、將科學思維滲透在規律探究的全過程

科學思維實際上就是科學思想和科學方法，是指在物理教學過程中，通過物理觀念的形成、物理規律的得出、物理模型的建立等培養學生的分析、推理、概括等能力。本節課采用以下的思維方法：

1.等效法“感應電流”等效為“條形磁鐵”。

2.類比法“感應電流的磁場阻礙磁鐵的運動”類比“同名磁極互相排斥，異名磁極互相吸引”，通俗易懂。

3.邏輯推理

[學生活動5]引導學生分析實驗記錄數據表格。

老師事先設計了實驗數據記錄表格（見上表），其中表格最后一行沒有涉及任何物理量，這給學生留足了探究的空間。

通過小組討論，發現“感應電流方向”與“磁通量變化”之間并沒有直接關系。

教師引導是否還有其他因素的影響呢？因為磁鐵的磁場方向是豎直方向，而感應電流方向是水平螺旋方向，啟發學生明白安培定則就是讓這兩個方向的物理量發生關系的，從而教師再引導學生引出“中介量”——感應電流的磁場方向，引導學生在表格最后一行增加“感應電流的磁場方向”這個物理量。通過交流討論，歸納總結得出：當線圈內磁通量增加時，感應電流的磁場與原磁場方向相反；當線圈內磁通量減少時，感應電流的磁場與原磁場的方向相同.在教師的引導下，得出“增反減同”，進一步概括得到“阻礙”兩字。明確其中的因果關系和牽制關系（原因產生結果，結果反抗原因，是辯證統一的），如圖所示。

規律比較隱蔽，其抽象性、概括性很強，學生很難獨立對其歸納和總結。教師鼓勵學生進行小組討論，給足時間和空間，在充分的交流和表達過程中，發展核心素養。

四、培養科學態度與責任

鼓勵學生進行總結反思本節課的研究內容、研究方法和研究結論，體會到科學探究并非一蹴而就，在此基礎上欣賞楞次定律的簡潔之美，楞次定律所蘊含的深刻的哲學道理，體會科學研究的樂趣和應有的態度。

本論文為甘肅省教育科學“十三五”規劃課題《運用物理學史，落實課程標準，培養高中學生核心素養的實踐研究》成果之一，課題項目編號GS[2018]GHB2323.

[ 參 考 文 獻 ]

[1]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（2017年版）.北京：人民教育出版社，2018.1