基于核心素養提升的物理教學設計

凌莉

【摘要】新課改、新高考背景下的物理教學，從以知識和技能為本位的教育轉向以能力和素養為本位的教育。本文以安培力方向的這一內容作為發展學生科學思維的物理教學實踐，側重于對學生科學探究能力的提升，促進科學素養的持續發展。

【關鍵詞】中學物理;核心素養;科學思維;安培力

一、物理課堂教學現狀

過去的物理課堂教學，教師往往擔心時間不夠，學生學得不夠多，為了教學而趕進度，于是，“填鴨式”教學或“滿堂灌”的現象比較多。教師傳授內容的確豐富，但課堂上學生沒有時間自主思考，只是單向地吸收知識，不利于科學思維的發展。核心素養是學生在接受相應學段教育過程中，逐步形成的適應個人終身發展和社會發展需要的基本價值觀、必備品格和關鍵能力。變革教學方式，培養學生科學思維，給學生恰當的學習任務是課堂教學改進的重點。

二、核心素養

（1）觀察安培力方向與哪些因素有關的實驗，記錄實驗現象并得出相關結論。

（2）知道安培力的方向與電流、磁感應強度的方向都垂直，會用左手定則判斷安培力的方向。

（3）知道安培力在生活生產及軍事領域的應用，展示我國在軍事領域的成就，激發學生對物理的興趣，培養為祖國繁榮昌盛而努力進取的愛國情懷。

三、教學設計

1.啟學——自制簡易電動機

活動1：實驗演示——簡易電動機

準備三個5號干電池，三個線圈和六個強力磁鐵，強力磁鐵吸附在電池正負極。課堂同時演示三個實驗操作：操作1：把線圈套上干電池，給線圈通電;操作2：把磁極對調，給線圈通電;操作3：保持磁極方向不變，對調電池正負極，給線圈通電。三個實驗分別觀察線圈的轉動方向。可以看到線圈分別做逆時針、順時針、逆時針轉動。

活動2：教師引導學生思考

師：線圈為什么會動起來？

生：受到力的作用。

師：通電導線在磁場中受到力的作用而轉動。為了紀念物理學家安培在磁場和電流相互作用方面做出的貢獻，人們把這個力叫安培力。

師：線圈轉動的方向發生變化，說明什么？

生：安培力發生變化。

師：力是矢量，既有大小又有方向，這節課我們研究安培力的大小和方向。

設計意圖：拓寬學生視野，引起學生濃厚的學習興趣，調動學習的積極性，為后面學生猜想安培力的影響因素做鋪墊。

2.探學——實驗探究安培力的方向

活動1：猜想安培力方向的影響因素

PPT同時展示簡易電動機三個實驗操作的慢動作視頻，以方便同學們對比其轉動情況。

師：猜想安培力方向可能與哪些因素有關？

生：安培力方向與電流方向、磁場的方向有關。

師：怎樣驗證大家的猜想是否正確？

生：做實驗。

師：該實驗涉及到多個物理變量，所以我們在探究過程中時應該采用什么樣的科學方法？

生：控制變量法。

活動2：介紹實驗器材

要用到的實驗器材有電源、開關、導線和安培力演示儀。學生第一次接觸安培力演示儀，教師需簡單介紹其構造：中間有兩塊磁鐵，上端為N極，下端為S極，有一根金屬棒，平行的金屬導軌和兩個接線柱，這些接線柱都是與其相鄰的導軌相連。

活動3：引導學生利用示意圖記錄實驗過程及現象

師：當N極在上，磁場的方向是怎樣的？

生：向下。

師：如何用磁感線表示磁場方向？

生：一組平行的箭頭，箭頭方向朝下。

師：放置金屬棒，給金屬棒通電，外面的接線柱接電源正極，另一個接電源負極，如何描述金屬棒電流的方向。

生：垂直紙面向里。

師：如何用示意圖表示電流？

生：圓圈表示電流，圓圈里打交叉。

師：給金屬棒通電，觀察實驗現象。

生：金屬棒向左運動，說明受力向左。

教師用示意圖的形式板書磁場、電流和受力方向。

活動4：演示實驗并記錄實驗現象

接下來的實驗繼續由教師操作完成，學生在導學案上記錄實驗先現象，并叫一個學生上黑板記錄。

師：接下來的3個實驗如何操作？

生：保持磁場方向不變，探究安培力方向和電流方向的關系;保持電流方向不變，探究安培力方向和磁場方向的關系。

師：如何改變電流方向？

生：正負極對調。

師：如何改變磁場方向？

生：NS極調換。

設計意圖：引導學生根據建議電動機實驗發現問題并能提出合理的猜想，培養學生科學探究意識。做好實驗演示，引導學生認真觀察、記錄、分析現象。實驗記錄和分析的過程本身就是培養學生空間思維能力的過程，要很好的把握。

3.賞學——學生動手構建模型

實驗記錄

活動1：引導學生思考磁場、電流和安培力的空間關系

師：實驗1、2說明安培力和電流有關，實驗2、3說明安培力和磁場有關，他們三者具體有什么關系？

師：三者是在同一條直線上嗎？

生：不在。

師：三者是在同一個平面內嗎？

生：不在。

師：三者具有怎樣的空間位置關系？通過觀察發現，安培力的方向和磁場方向、電流方向三者不但不在一條直線上，還不在一個平面內，他們兩兩垂直，這和數學的什么很像？

生：三維坐標系。

師：但是電流和磁場的方向是可以發生變化的，這時候安培力也會改變，他們到底是怎樣的三維關系？我們可以模仿三維坐標系構建模型。