對比同課異構(gòu)思“學(xué)生物理核心素養(yǎng)”
——以“楞次定律”為例

封 英　侯 恕

(東北師范大學(xué)　吉林 長春　130024)

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對比同課異構(gòu)思“學(xué)生物理核心素養(yǎng)”
——以“楞次定律”為例

封 英侯 恕

(東北師范大學(xué)吉林 長春130024)

2015年11月21日第23屆“東北3省4校骨干教師研究課”在東北師范大學(xué)附屬中學(xué)舉行，本次活動以新課改和高中課標(biāo)修訂中突出強(qiáng)調(diào)的“學(xué)生物理核心素養(yǎng)”為研究主題，探索學(xué)生物理核心素養(yǎng)培育的實踐路徑.

楞次定律物理核心素養(yǎng)同課異構(gòu)

東北3省4所學(xué)校物理學(xué)科骨干教師以“學(xué)生物理核心素養(yǎng)”為研究主題推出4節(jié)“同課異構(gòu)”研究課，培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)是物理教育的發(fā)展方向，這4所學(xué)校能把握時代的脈搏，走在教育的前沿，體現(xiàn)出了名校的風(fēng)范.本次教研活動授課教師分別為遼寧省實驗中學(xué)李老師，鞍山市第一中學(xué)劉老師，東北師范大學(xué)附屬中學(xué)趙老師和哈爾濱師范大學(xué)附屬中學(xué)劉老師.

1　課堂對比欣賞

來自東北3省4所學(xué)校的4位物理教師進(jìn)行了“楞次定律”一節(jié)的同課異構(gòu)授課.4位教師在這節(jié)物理規(guī)律講授課中，都充分體現(xiàn)了培養(yǎng)“學(xué)生物理核心素養(yǎng)”的研究主題.

1.1課堂導(dǎo)入

遼寧省實驗中學(xué)李老師用的是兩個相同的圓柱形磁鐵和一根塑料管、一根鋁管做“落磁”實驗，實驗前李老師強(qiáng)調(diào)兩根管長度基本相同，且管比較粗，磁鐵比較細(xì)，磁鐵可以輕松地放到管里，并且大家都知道磁鐵同這兩根管都不吸引，然后請同學(xué)們思考，磁鐵在兩個管里下落快慢一樣嗎？

鞍山市第一中學(xué)劉老師提到同學(xué)們之前已經(jīng)學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，知道了產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，請同學(xué)們回答一下產(chǎn)生感應(yīng)電流需要什么條件？

東北師范大學(xué)附屬中學(xué)趙老師首先請同學(xué)們看大屏幕上的小問題，第一個問題是柱形磁鐵和環(huán)形電流之間排斥嗎(環(huán)形電流的方向從右向左看是順時針方向)；第二個問題是如果已知柱形磁鐵和環(huán)形電流之間發(fā)生了排斥現(xiàn)象，從右往左看環(huán)形電流方向是順時針方向還是逆時針方向.

哈爾濱師范大學(xué)附屬中學(xué)劉老師首先來給大家展示一個小實驗，一個電磁爐、一個紙筒，然后將紙筒立在電磁爐上，將一個環(huán)形鋁箔套在紙筒上，接通電源的瞬間鋁箔向上跳起，問同學(xué)們這是為什么呢？

賞析：兩位教師是實驗式導(dǎo)入，一位教師是復(fù)習(xí)式導(dǎo)入，一位是問題式導(dǎo)入，這4節(jié)課的3種導(dǎo)入形式都注重了讓學(xué)生在最短的時間內(nèi)對于要研究的問題，即對感應(yīng)電流方向的問題產(chǎn)生一個初步的認(rèn)識.其中哈爾濱師范大學(xué)附屬中學(xué)劉老師的小實驗，因為實驗器材來源于生活，所以學(xué)生們回家也可以自己做，這樣更能激發(fā)他們學(xué)習(xí)物理的興趣，值得大家借鑒.

1.2實驗探究

遼寧省實驗中學(xué)李老師以及鞍山市一中劉老師帶領(lǐng)學(xué)生做的是教材中的探究實驗，用的實驗器材有電流表、線圈、條形磁鐵、導(dǎo)線.兩位老師的主要實驗步驟如表1所示，根據(jù)表1可知，兩位教師探究實驗過程基本是一個框架.

表1兩位教師主要實驗步驟

遼寧省實驗中學(xué)李老師 鞍山市一中劉老師第一步 明確實驗探究目的 用“落磁實驗”引出實驗探究目的第二步 引導(dǎo)學(xué)生分析感應(yīng)電流方向與哪些因素有關(guān) 引導(dǎo)學(xué)生分析感應(yīng)電流方向與哪些因素有關(guān)第三步 學(xué)生實驗 學(xué)生實驗第四步 請學(xué)生分析 請學(xué)生分析第五步 在學(xué)生分析的基礎(chǔ)上進(jìn)一步引導(dǎo),讓學(xué)生自己得出結(jié)論 在學(xué)生分析的基礎(chǔ)上進(jìn)一步引導(dǎo),讓學(xué)生自己得出結(jié)論

東北師范大學(xué)附屬中學(xué)趙老師和哈爾濱師范大學(xué)附屬中學(xué)劉老師還將實驗做了一些改進(jìn)， 用的是“楞次環(huán)”做的探究實驗.兩位教師的主要實驗步驟如表2所示.

表2另兩名教師主要實驗步驟

東北師范大學(xué)附屬中學(xué)趙老師 哈爾濱師范大學(xué)附屬中學(xué)劉老師第一步 明確實驗探究目的 提出問題,感應(yīng)電流不可見,怎樣才能設(shè)法獲知?第二步 教師將條形磁鐵的N極迅速插入鋁環(huán),引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象,師生合作分析鋁環(huán)中磁通量的增減情況、原磁場方向、感應(yīng)電流的磁場方向,并由教師填入導(dǎo)學(xué)案的表格中. 研究鋁環(huán)實驗,提出問題,怎樣判斷鋁環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流的方向?第三步 教師完成將條形磁鐵的N極迅速抽出鋁環(huán),條形磁鐵的S極迅速插入和拔出鋁環(huán)3個實驗,讓學(xué)生自主完成導(dǎo)學(xué)案的表格. 探究感應(yīng)電流的方向遵循的規(guī)律,學(xué)生討論并設(shè)計方案,分組動手實驗,記錄表格.第四步 引導(dǎo)學(xué)生分析表格,小組討論得出探究結(jié)論. 根據(jù)實驗結(jié)果,歸納感應(yīng)電流的方向遵循的規(guī)律,得出探究結(jié)論.第五步 引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)探究結(jié)論再一次判斷鋁環(huán)中感應(yīng)電流方向,并用靈敏電流計加以驗證.

賞析：根據(jù)表1和表2可知，探究過程中，4位教師雖然在探究的邏輯關(guān)系上各有特色，但整個邏輯層次上都是本著對這個規(guī)律有一定初步認(rèn)識之后，通過設(shè)計方案、實驗探究、學(xué)生交流等，最后由教師引導(dǎo)學(xué)生歸納得出規(guī)律，接著再對這個規(guī)律進(jìn)行深入理解等這樣的一個思路.

1.3學(xué)以致用

4位教師在課堂中都體現(xiàn)了學(xué)以致用，無論是對于實驗的解釋，還是對于物理問題的深入探討，或者是對一些現(xiàn)象的歸納，又或者是對于例題的進(jìn)一步分析等，都注重了規(guī)律的學(xué)以致用.其中有兩位教師在規(guī)律的運用過程中，非常明確地表述了楞次定律運用的4個步驟，另外有一位教師也談到了步驟的問題，但沒有前兩位教師表述那么清晰，還有一位教師對于運用的步驟在這堂課的設(shè)計中沒有體現(xiàn).

賞析：從學(xué)生的角度來看，最需要的就是學(xué)以致用，其實質(zhì)就是物理觀念形成的要求.

2　精彩集萃

2.1實驗準(zhǔn)備

哈爾濱師范大學(xué)附屬中學(xué)劉教師和東北師范大學(xué)附屬中學(xué)趙教師在教學(xué)設(shè)計上另辟蹊徑，將現(xiàn)行教材中一個不太合理的實驗替換為了另一個更加符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的實驗，使得教學(xué)難點得到很直接的處理，既提高了課堂效率，又容易讓學(xué)生領(lǐng)會.

關(guān)于各位教師上課所做的探究實驗，從如何引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的角度看，遼寧省實驗中學(xué)李教師在知識鋪墊過程中的做法值得大家借鑒，他對實驗儀器都進(jìn)行了簡單介紹，特別是關(guān)于電流表的偏轉(zhuǎn)、線圈的繞線的順逆時針是怎樣規(guī)定的介紹，會使學(xué)生在探究實驗前對實驗儀器有非常清晰的認(rèn)識，如果在實驗前再對電流表的偏轉(zhuǎn)進(jìn)行一個驗證，將產(chǎn)生更好的效果.

2.2課堂設(shè)計

東北師范大學(xué)附屬中學(xué)趙教師問題式導(dǎo)入，其中所提到的問題；對“楞次環(huán)”實驗的引導(dǎo)分析以及最后這個現(xiàn)象的解釋一致性，即從現(xiàn)象—本質(zhì)—規(guī)律—解釋這種問題式教學(xué)思路(如圖1)的設(shè)計，特別的獨到.并且這種一貫式教學(xué)使學(xué)生的物理思維，特別是科學(xué)思維中所倡導(dǎo)的思維邏輯性得到了非常好的體現(xiàn)，也非常值得借鑒.

圖1　問題式教學(xué)思路框圖

知識主線是教師們非常得心應(yīng)手的，但是以問題為主線、以實驗為主線、以生活為主線、甚至以活動為主線這樣的一種思路教師們也可以嘗試，特別是在新課程理念倡導(dǎo)的教學(xué)方式多元化的背景下.另外趙老師在教學(xué)設(shè)計中將教材中以往生硬安排在一起的感應(yīng)電流和感應(yīng)電流的磁場兩個變量分離開來，更是直擊楞次定律的本質(zhì).

鞍山市一中的劉教師，他在引導(dǎo)學(xué)生們理解楞次定律時，設(shè)計了一個層層遞進(jìn)式的思路，帶領(lǐng)學(xué)生思考了5個基本問題，即誰在阻礙、阻礙什么、如何阻礙、能否阻礙和為何阻礙.這5個問題既包含著知識，也可以看到其思維的條理性，可想而知教師思考的不僅是如何回答清楚這5個問題，而應(yīng)該是怎樣幫助學(xué)生把這5個問題理解透徹.

2.3創(chuàng)新小實驗

哈爾濱師范大學(xué)附屬中學(xué)劉教師最后帶領(lǐng)同學(xué)們做了兩個小游戲，驗證大家是否會用楞次定律，一個是穿插著紅色和綠色發(fā)光二極管的線圈，劉教師介紹到纏繞線圈時做成了這樣的效果：如果產(chǎn)生逆時針的電流，紅燈會亮，如果產(chǎn)生順時針的電流，綠燈會亮.然后給同學(xué)們20 s時間思考，怎樣操作能讓紅燈亮，并請同學(xué)解釋原理，最后劉教師給同學(xué)們演示了一次，不過他的線圈上紅綠發(fā)光二極管有好幾個，所以效果非常明顯，這也是教師們需要注意的，演示實驗可視性一定要強(qiáng).

另一個實驗是一個鋁環(huán)即易拉罐的底部和一塊條形磁鐵構(gòu)成，請學(xué)生們按照投影上的操作(如圖2和圖3所示)，看易拉罐會發(fā)生什么現(xiàn)象，請學(xué)生們嘗試做出解釋.

圖2　為學(xué)生操作實驗提供的投影圖(磁鐵突然遠(yuǎn)離罐底)

圖3　為學(xué)生操作實驗提供的投影圖(磁鐵在罐側(cè)面左右移動)

這樣一些既貼近生活，又聯(lián)系教學(xué)內(nèi)容的小實驗不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識的好奇心而且可以激發(fā)他們學(xué)習(xí)物理的興趣，而在學(xué)生物理核心素養(yǎng)中關(guān)于科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，涉及到了一個非常重要的方面，就是學(xué)生好奇心和求知欲的激發(fā)與培養(yǎng).所以劉教師提供的這種趣味實驗，用身邊的東西、生活的實驗嵌入到物理教學(xué)之中，這樣一個思路值得大家借鑒.

2.4情懷

哈爾濱師范大學(xué)附屬中學(xué)劉教師在課堂總結(jié)時，用3個追問，分別是誰發(fā)現(xiàn)磁通量的變化能夠引起感應(yīng)電流；誰發(fā)現(xiàn)的變化電流周圍存在磁場；誰發(fā)現(xiàn)的感應(yīng)電流的磁場阻礙原磁通量的變化.最后劉教師動情地對對同學(xué)們說，大家現(xiàn)在享受科學(xué)技術(shù)為生活帶來的方便的同時，也要感謝那些為此付出艱辛努力的科學(xué)家，我們都要心懷感恩.

3　課堂反思

3.1怎樣體現(xiàn)對學(xué)生物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

學(xué)生物理核心素養(yǎng)的關(guān)鍵成分，主要由物理觀念、物理科學(xué)思維、實驗探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等4個方面的要素構(gòu)成 .

3.1.1物理觀念

楞次定律涉及到了物理觀念中的3個基本觀念，即運動觀、能量觀和相互作用觀.而物理觀念的實質(zhì)是學(xué)生會學(xué)以致用，在學(xué)以致用中，教師不僅要關(guān)注學(xué)生是否能夠?qū)σ粋€概念進(jìn)行準(zhǔn)確表述或者是對一個現(xiàn)象、一個狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，還應(yīng)該去關(guān)注怎樣能夠通過物理知識的學(xué)習(xí)幫助學(xué)生發(fā)展所需要的必備品格和關(guān)鍵能力.

3.1.2物理科學(xué)思維

這節(jié)課對學(xué)生物理科學(xué)思維的培養(yǎng)，主要體現(xiàn)在要求學(xué)生能正確使用物理思維方法，從定性角度進(jìn)行科學(xué)推理、找出感應(yīng)電流方向遵循的規(guī)律、得出“楞次定律”，并能運用“楞次定律“解決實際問題.在這個過程中培養(yǎng)學(xué)生使用科學(xué)證據(jù)的意識和評估科學(xué)證據(jù)的能力，并能使用證據(jù)對研究的問題進(jìn)行描述、解釋和預(yù)測；能基于證據(jù)大膽質(zhì)疑，從不同角度思考問題.

3.1.3實驗探究

在實驗探究過程中，首先要求學(xué)生具有科學(xué)探究意識，能發(fā)現(xiàn)問題、提出合理猜測，例如“感應(yīng)電流的方向和什么因素有關(guān)”,“感應(yīng)電流方向可能與原磁場方向和磁通量的變化有關(guān)”；然后學(xué)生要具有設(shè)計實驗探究方案和獲取證據(jù)的能力，并能正確實施實驗探究方案；具有分析論證能力，例如在“缺口環(huán)”“靈敏電流計”和“二極管”實驗環(huán)節(jié)驗證判斷感應(yīng)電流的方法以及例題環(huán)節(jié)利用“楞次定律”判斷感應(yīng)電流方向等，會收集信息(填寫表格)，分析信息(分析表格)；并且鼓勵學(xué)生合作與交流，逐步讓學(xué)生能準(zhǔn)確表述、評估和反思實驗探究過程與結(jié)果.

3.1.4科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生正確認(rèn)識了“楞次定律”；導(dǎo)入實驗以及課堂中的創(chuàng)新實驗激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)和研究物理的好奇心和求知欲，在實驗探究過程中學(xué)生能主動與他人合作，并在探究實驗結(jié)束時能基于證據(jù)和邏輯發(fā)表自己的見解，實事求是.

3.2怎樣面對培養(yǎng)學(xué)生“物理核心素養(yǎng)”帶來的挑戰(zhàn)

3.2.1善于學(xué)習(xí)

雖然教師的工作非常辛苦，但也需要不斷地學(xué)習(xí)，新的知識不僅可以提升自己，還可以讓教師們的生活增添一些鮮活的動力.

3.2.2善于思考

教師要思考如何使自己更優(yōu)秀.對于青年教師來說，要注重自己基本教學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)；對于資深教師來說，應(yīng)該多關(guān)注自己的教學(xué)風(fēng)格，凝練教學(xué)主張.

3.2.3善于創(chuàng)造

正如4位教師給我們展現(xiàn)的同課異構(gòu)課堂，同樣的教學(xué)內(nèi)容，卻有不同教學(xué)的形式，相應(yīng)可能也會取得不同的教學(xué)效果.對于每個教師來說，你的每一節(jié)課，都應(yīng)該是一個新的創(chuàng)造，這里不應(yīng)該只有“復(fù)制粘貼”.

4　結(jié)論

對于同課異構(gòu)這個設(shè)計、實施以及評價，非常強(qiáng)調(diào)一個核心的觀念就是這4節(jié)課沒有誰比誰更好，只有誰與誰不同，每一種不同，都是一種特色，都值得被肯定，而我們正是通過各種的不同來體會和學(xué)習(xí)教師們對于這個課程的內(nèi)容、學(xué)科的本質(zhì)以及教師們對學(xué)生的一些了解和期望.

1人民教育出版社，課程教材研究所，物理課程教材研究開發(fā)中心. 普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書物理選修3-2.北京：人民教育出版社，2015

2封英，侯恕.“楞次定律”教材中探究實驗的商榷.湖南中學(xué)物理，2016(3):33～34

Contrast that the Different Structures for the Same Lesson to Thinking out “the Students′ Physics Core Literacy” Taking “Lenz′s law” as an example

Feng YingHou Shu

(School of physics,Northeast Normal University，Changchun,Jilin130024)

The 23rd “the research lesson of Backbone Teachers about the four schools of three Northeastern Provinces” was hold in the High School Attached to Northeast Normal University on November 21st, 2015.This activity took “the students′ physical core literacy” which was emphasised in the change of new curriculum and the revision of high schools′ curriculum standards as the research subject.

Lenz′s law;physics;core literacy;different structures for the same Lesson

2016-04-25)