高中物理線上線下混合式教學設計

何富國 丁高明

線上線下混合式教學作為一種將傳統面對面教學與在線教學相結合的新型教學模式，逐漸受到廣泛關注。高中物理作為一門實踐性、理論性較強的學科，將線上線下混合式教學應用其中，有望提高學生的學習興趣、培養創新能力，并提高教學效果?！半姶鸥袘F象”作為高中物理中的重要知識點，具有抽象、復雜的特點。如何運用線上線下混合式教學設計，降低學生學習“電磁感應現象”的難度，提高學習效果，是本文旨在探究的問題。因此，本文以“電磁感應現象”內容為例，深入分析高中物理線上線下混合式教學的活動設計。

一、教材和學情分析

“電磁感應現象及應用”是高中物理教材中的重要內容，它不僅是電磁學核心概念的體現，還在整個高中物理學習中占據著關鍵地位。這一章節通過揭示磁場與電場之間的內在聯系，引導學生通過實驗探究“磁生電”的規律，為后續學習法拉第電磁感應定律、楞次定律以及交流電等內容奠定了基礎。

根據《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求，學生需要通過實驗來了解電磁感應現象，掌握產生感應電流的條件，并理解電磁感應現象在現代社會中的應用和影響。

在學習“電磁感應現象”之前，學生已經初步掌握了磁感應強度和磁通量的概念，對磁通量的存在與否以及變化情況有了初步的了解。此外，學生在初中階段已經學習了切割磁感線能夠產生感應電流的現象。然而，對于產生感應電流的一般條件，學生可能認識不充分，需要通過學習進一步加深理解。在探究“電磁感應現象”的實驗中，學生較難發現實驗現象背后的本質原因，因此在歸納實驗共同特征時，課堂討論容易出現發散的情況。這就要求教師在教學過程中，以學生的已有知識為出發點，適時地進行引導，幫助學生抓住實驗現象的本質，從而使學生能夠更好地理解和掌握產生感應電流的條件。

二、教學目標

1.通過線上線下混合式教學，使學生掌握電磁感應現象的基本概念、原理和規律，能夠運用所學知識解決實際問題。并且提高學生對電磁感應現象的理解和認識，使其在高中物理學習中打下堅實的基礎。

2.通過線上線下相結合的教學模式，培養學生獨立思考、合作探討、實踐操作的能力。引導學生運用科學的方法和思維方式探究電磁感應現象，提高學生的物理學科核心素養和創新能力。

3.培養學生對物理學科的興趣，使學生認識到物理知識在生活中的重要作用，提高學生運用物理知識服務社會的意識。

三、教學重難點

（一）教學重點

1.引導學生通過實驗進行自主探究，并在教師的引導下，歸納出產生感應電流的一般條件。

2.讓學生通過實驗和理論分析，理解并掌握電磁感應現象的基本規律。

3.通過對電磁感應現象的學習，培養學生運用物理知識解決實際問題的能力。

（二）教學難點

1.引導學生通過觀察和分析，將初中所學的產生感應電流的條件提升為磁通量的變化。

2.幫助學生克服理解電磁感應現象的障礙，如理解磁通量的概念、磁通量變化與感應電流之間的關系等。

3.引導學生將理論知識與實驗現象相結合，提高學生的實驗操作能力和數據分析能力。

四、高中物理線上線下混合式教學設計

（一）教學準備

線下教學準備：

1.教材：人教版高中物理。

2.教學用具：黑板、粉筆、多媒體設備。

3.實驗器材：蹄形磁鐵、線圈、靈敏電流計、導線、滑動變阻器等。

線上教學準備：

1.在線教學平臺：學校官網、智慧課堂等。

2.教學資源：PPT、視頻、動畫、圖文資料等。

3.互動工具：在線討論區、問卷調查、實時問答等。

4.作業與評估：在線作業提交與批改、在線測試、學習進度跟蹤等。

教學資源整合：

1.線下資源整合：結合教材、教輔資料和實驗器材，設計具體的教學活動和環節。

2.線上資源整合：將教學PPT、視頻、動畫等資源上傳至在線教學平臺，并設置相應的互動環節，以便學生在線學習和交流。

（二）情境導入

【情境一】奧斯特實驗

教師首先通過多媒體展示奧斯特實驗的圖片或視頻，引導學生觀察實驗現象。在觀察過程中，教師提出問題：“為什么小磁針會發生偏轉？”學生會提出各種假設，如磁力作用、電流產生磁場等。此時，教師盡量不對學生的回答做出直接評價，而是鼓勵學生繼續思考，引導學生在后續的學習中逐步揭曉問題答案。通過這樣的情境導入，學生的好奇心被激發，為其深入學習“電磁感應現象”打下基礎。

【情境二】歷史背景介紹

在奧斯特實驗的基礎上，教師接下來簡要介紹法拉第發現電磁感應現象的過程，包括法拉第的實驗設計、思考過程以及如何最終發現電磁感應規律。通過介紹科學家的探索精神，激發學生對物理學科的熱愛，并培養學生勇于探索、堅持不懈的品質。

【情境三】現實生活中的電磁感應現象

為了使學生更直觀地理解電磁感應現象，并認識到其在生產生活中的重要性，教師展示部分現實生活中常見的電磁感應現象，如發電機、變壓器的工作原理和應用。教師可以提供實際工作中的視頻片段或動畫模擬，讓學生將理論知識與實際應用相結合，從而增強物理學習的實踐意義。此外，教師還可以提出問題：“發電機是如何將機械能轉換為電能的？變壓器是如何實現電壓的升降的”引導學生進行思考和討論，使學生在具體的情境中深化對電磁感應現象的理解。

（三）開展實驗

【實驗一】導體切割磁感線運動

實驗過程：將導體棒放置在磁場中，確保導體棒與磁場垂直。將導體棒的一端固定，另一端與檢流器相連，以便觀察電流的產生。手拿導體棒，使其沿磁場方向做切割磁感線運動。觀察實驗現象，結合動畫演示觀察導體右側“×”的數量。

教師：你們觀察到了什么現象？

學生：當導體棒在磁場中做切割磁感線的運動時，連接在導體棒另一端的檢流器的指針發生了偏轉。

【實驗二】磁場相對螺線管運動

實驗過程：（1）教師利用多媒體播放插入和拔出螺線管的過程；（2）引導學生觀察通過螺線管的磁通量變化。

教師：你們觀察到了什么現象？

學生：隨著螺線管的插入或拔出，穿過螺線管的磁通量會發生變化。當螺線管更深入磁場時，磁通量增加；當螺線管被拔出時，磁通量減少。

【實驗三】模擬法拉第電磁感應實驗

實驗過程：（1）將線圈A與變阻器以及開關相連，接入電源；（2）將線圈B的兩端與電流表相接，線圈A置于線圈B內部。（3）觀察在不同的條件下線圈B中是否產生電流。模擬法拉第電磁感應的實驗裝置，如圖1所示。

教師引導學生根據實驗現象，填寫表1。

教師：在迅速移動滑動變阻器的滑片時，回路中什么物理量發生了變化？

學生：回路中的電阻發生了變化。

教師：此物理量變化會導致線圈A發生何種變化，進而導致線圈B所在的回路產生感應電流？

學生：導致線圈A中的電流發生變化（或電流迅速變化），進而導致線圈B所在的回路產生感應電流。

【小結】

在這三個實驗中，通過實際操作和觀察，學生能夠看到磁通量的變化（無論是由于導體的運動、磁場的變化還是兩者的結合）總是伴隨著感應電流的產生。此類實驗共同證明了法拉第電磁感應定律的正確性，即磁通量的變化是感應電流產生的必要條件。

（四）小結鞏固

【課堂練習】

教師針對電磁感應現象的相關概念，設計填空題，如：

1.電磁感應現象是由引起的。

2.法拉第在1831年發現了。

3.閉合電路中的一部分導體，在磁場中做切割磁感線運動時，導體中會產生。

教師設計討論題，引導學生結合線上學習內容，與同學在線上進行討論，如：

1.請解釋電磁感應現象的原理。

2.電磁感應現象在現實生活中的應用有哪些？

【課后作業】

理論知識鞏固：

（1）讓學生結合線上學習內容，完成電磁感應現象的相關練習題，鞏固所學知識。

（2）鼓勵學生根據課堂學習和自身理解，撰寫一篇關于電磁感應現象的科普文章，要求文從字順、內容準確，并在線上平臺提交。

深入研究：鼓勵學生利用線上平臺，觀看電磁感應現象的拓展視頻，并撰寫一篇研究報告，在線上平臺提交。

【課后評價】

線上平臺評價：通過線上平臺，對學生的學習進度、課堂討論參與度進行了實時監控和評價。

課堂表現評價：教師在課堂上對學生的回答、討論等進行評價，關注學生的理解程度和應用能力。

作業評價：對學生的課后作業進行批改，了解學生對電磁感應現象的理解和應用情況。

綜合評價：結合學生的線上學習、課堂表現、作業完成情況進行綜合評價，為學生提供反饋。

通過線上線下混合式教學設計，學生在課堂練習、課后作業和課后評價環節，可以全面、深入地掌握“電磁感應現象”的相關知識。教師可以根據學生的學習情況，及時調整教學策略，提高教學效果。

五、總結

線上線下混合式教學是一種值得推廣的教學模式，其有助于優化教學資源，提高教學質量，培養學生的創新能力和獨立思考能力。然而，要想充分發揮線上線下混合式教學的優勢，教師還需要在教學設計、教學實施、教學評價等方面進行深入研究和實踐。希望通過本次對“電磁感應現象”教學設計的探究，為高中物理教學提供有益的借鑒和啟示，促進我國高中物理教學的改革與發展。

（作者單位：1.甘肅省天水市第二中學；2.甘肅省天水市第九中學）

編輯：趙文靜

注：本文系甘肅省天水市教育科研“十四五”2022年度規劃課題“線上與線下教育整合難點與突破路徑研究”（課題立項號：TS［2022］GH78）的研究成果。