基于“網(wǎng)格教研”的高中物理教材解讀與教學(xué)設(shè)計

【關(guān)鍵詞】高中物理；安培力；科學(xué)思維；教研

【中圖分類號】G633.7? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? 【文章編號】1005-6009（2023）07-0085-02

【作者簡介】郭穎，南京市中華中學(xué)（南京，210019）教師，高級教師。

為深化教學(xué)改革，提升教學(xué)質(zhì)量，南京市中華中學(xué)開展了“網(wǎng)格教研”活動， 發(fā)動教師圍繞新課標(biāo)、新教材和新高考展開研究。按照學(xué)校“網(wǎng)格教研”安排，高一、高二教師的任務(wù)是研究新課標(biāo)和新教材。筆者所在的高二物理備課組組內(nèi)進(jìn)行了細(xì)致分工，并定期開展交流。筆者通過學(xué)習(xí)課程標(biāo)準(zhǔn)、比對新舊人教版物理教材，發(fā)現(xiàn)新教材更注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。現(xiàn)以人教版物理教材高二“磁場對通電導(dǎo)線的作用力”教學(xué)為例，談?wù)勅绾瓮ㄟ^解讀教材、設(shè)計教學(xué)來培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

一、基于科學(xué)思維培養(yǎng)的教材解讀

人教版新教材的每一節(jié)的結(jié)構(gòu)大致相同，都是由問題引入，創(chuàng)設(shè)情境進(jìn)行理論（或?qū)嶒灒┨骄浚贸鼋Y(jié)論，再應(yīng)用結(jié)論去解決問題。以“磁場對通電導(dǎo)線的作用力”的內(nèi)容為例，新舊教材的變化如表1所示。通過對比我們可以發(fā)現(xiàn)新教材存在以下三方面變化。

1.在結(jié)構(gòu)上做了調(diào)整。由問題引入，接著進(jìn)行實驗（或理論）探究，得出結(jié)論，再應(yīng)用結(jié)論去解決問題，強化對學(xué)生關(guān)鍵能力的培養(yǎng)。

2.在內(nèi)容上做了增刪。新教材開篇介紹安培力在新能源領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，引領(lǐng)學(xué)生感受科技發(fā)展的日新月異。末尾介紹安培在電磁學(xué)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)，既教給學(xué)生科學(xué)研究的方法，又折射出科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。

3.在習(xí)題上做了優(yōu)化。U型軌道上導(dǎo)體棒問題分析，對初學(xué)者來說很有難度，而這又是高考考查的重點，新教材增加了這方面的習(xí)題訓(xùn)練。

二、基于科學(xué)思維能力培養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計

1.視頻引入

師：（播放有關(guān)新能源汽車的視頻）新能源汽車逐漸走入大眾生活，新能源新在哪里？又是如何驅(qū)動汽車的呢？讓我們一起去探究這種神奇的魔力吧！

2.演示實驗，引出課題

教師用兩根細(xì)鐵絲將導(dǎo)體棒水平懸掛在蹄形磁鐵的磁場內(nèi)，給導(dǎo)體棒通電，讓學(xué)生觀察導(dǎo)體棒。學(xué)生通過觀察得出導(dǎo)體棒受力發(fā)生擺動的結(jié)論。教師引出“安培力”概念。

（1）實驗探究1：安培力的方向。學(xué)生通過實驗得出安培力的方向與電流方向、磁場方向有關(guān)。

（2）實驗探究2：分別改變電流方向、磁場方向，觀察安培力方向，并把結(jié)果記錄在白板上。學(xué)生觀察分析后，教師引出左手定則。（見圖1）

3.理論探究：安培力的大小

教師引導(dǎo)學(xué)生回顧磁感應(yīng)強度的定義和方法。

師：如果電流和磁場方向平行呢？

生：F等于零。

師：如果電流和磁場成一角度呢？

生：把B分解。（見圖2）

師：垂直和平行是安培力大小的兩種特例。

4.DIS實驗驗證結(jié)論

師：導(dǎo)線框固定在力傳感器下面，磁鐵安裝在水平轉(zhuǎn)盤上。當(dāng)線框平面與磁場方向垂直時，其所受安培力等效為下面那條邊所受的力，此時電路并沒接通，力傳感器為什么有示數(shù)？

生：有重力。

師：對，我們需先調(diào)零。旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤，觀察示數(shù)變化。

生：大小和方向都發(fā)生變化。

師：研究安培力的大小隨時間變化的規(guī)律。橫軸表示時間，縱軸表示安培力，請觀察：勻速轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤，圖像呈正弦曲線。為什么？

學(xué)生討論。

師：觀察安培力表達(dá)式，這顯然是一個正弦函數(shù)。說明理論推導(dǎo)的結(jié)果是正確的。如果電流跟磁場有夾角，左手定則成立嗎？

生：成立。只需把磁感應(yīng)強度正交分解，取垂直分量即可。

5.例題鞏固

斜面上U型軌道，分析其上一導(dǎo)體棒所受的安培力。強調(diào)改畫平面圖。

6.實際應(yīng)用

介紹磁電式電流表的構(gòu)造，通過動畫，講解其工作原理。介紹新能源汽車的動力原理，實現(xiàn)首尾呼應(yīng)。

三、教學(xué)反思

1.教學(xué)設(shè)計要基于教材解讀，指向教學(xué)目標(biāo)。一線教師要認(rèn)真鉆研新教材，在把握教材編寫意圖的基礎(chǔ)上選擇教學(xué)策略。

2.課堂教學(xué)要基于真實問題，提升學(xué)生的科學(xué)思維。課堂伊始的電動汽車的動力源問題快速把學(xué)生帶入情境，接著演示實驗和相關(guān)的問題串，啟發(fā)學(xué)生思考。這樣的設(shè)計將學(xué)生思維體驗貫穿教學(xué)始終，促進(jìn)學(xué)生思維的發(fā)展。