以小組合作學習模式提高學生物理核心素養初探

黃路恒

摘 要：物理學作為一門探索物質世界普遍運動規律的基礎學科，其所包含的學科素養是整個科學素養的重要組成部分。本文以“探究電流的產生條件”的教學設計為例，闡述了如何以小組合作學習的教學模式提高學生的核心素養。

關鍵詞：物理核心素養;小組合作學習;探究電流的產生條件

物理學科素養主要是指學生在物理學科的學習過程中逐步形成的適應于個人終身發展與社會發展需要的必備品格和關鍵能力。小組合作學習是以小組為單位，通過小組活動的形式來促進學生學習，完成教學目標的一種學教學方式。它在提高學生的終身學習能力以及物理核心素養方面有著不可替代的作用。接下來本文將以人教版選修3-2的“探究電流的產生條件”為例，具體闡述如何通過小組合作學習的教學模式來提高學生的物理核心素養。

一、設計指向物理學科素養的教學目標

物理觀念：

（1）通過一系列的“感應電流產生條件探究實驗”，得出感應電流的產生條件并能夠解決具體問題

科學探究：

（1）小組內能夠設計合理的實驗，并進行實驗探究，并在此過程中，要掌握一定的實驗技能及實驗探究方法。

科學思維：

（1）通過對實驗的設計、分析、概括，用歸納法得出感應電流的產生條件，體會由特殊到一般的研究方法。

科學態度與價值觀：

（1）使學生認識到實驗探究和邏輯推理在科學探究過程中的重要意義。

（2）通過物理學史和生活中的實際應用，感受科學在我們社會進步中的重要推動作用。

二、設計指向物理學科素養的小組探究活動。

小組活動一：教師可以先演示如圖一所示的實驗，喚醒學生的記憶，緊接著展示簡易的發電機模型（如圖二所示），讓學生帶著以下問題進行觀察，并討論。

（1）當線圈轉動產生感應電流時，請從物理學角度分析是什么在發生變化？

（2）從磁感線的角度分析，是什么在發生變化？這和我們學習的哪個物理量存在著直接關系？

設計意圖：在第一個問題中，學生自然會想到線圈在轉動時，線圈的“磁通面積”發生變化，接著提出問題二，使學生的認識從磁通面積先過渡到垂直穿過線圈的條數，再到磁通量的變化，為接下來的猜想打下鋪墊。

小組活動二：通過對發電機模型的討論分析，學生會提出產生感應電流的條件可能是磁通量發生變化，而磁通量涉及到磁感應強度B和磁通面積S兩個物理量，我們已經通過上述實驗知道，當磁通面積S發生變化時，確實會在閉合線圈內產生感應電流，那么如果閉合線圈內的磁通面積S不變，磁感應強度B發生變化也能產生感應電流，我們的猜想就是正確的。在此基礎上，引導學生分組設計并完成實驗（如圖三、圖四所示），并注意引導學生觀察，當閉合電路中有磁感線通過，但不發生變化時，是否會產生感應電流。

問題討論：（1）在你設計的實驗中，閉合電路何時能夠產生感應電流？

（2）閉合電路中產生感應電流時，對應的哪些物理量發生了變化？

（3）你能否根據上述所有的實驗現象，總結出產生感應電流的一般條件。

設計意圖：使學生在自身認識的基礎上，提出合理的猜想，并設計實驗，驗證自己的猜想。在此過程中，學生經歷了科學探究的過程、了解了觀察現象、提出假設、實驗驗證、分析歸納的科學探究方法，獲得了從特殊到一般的科學思維。

小組活動三、課后收集歷史上感應電流的研究過程及對社會發展的推進作用，并在小組內交流。

設計意圖：使學生了解科學家在進行科學研究過程中所體現出來的科學探究精神以及科學發展在我們社會發展中的推進作用。

參考文獻

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[3] 郭強友等.《從DIS實驗的改進與拓展提高學生物理學科核心素養—以牛頓第二定律為例》[J].中學物理教學.2019年09期.