物理規(guī)律課的教學(xué)設(shè)計(jì)

劉曉杰

摘 要：物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，課堂實(shí)驗(yàn)是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要形式，在物理教學(xué)中起著重要的作用。在教學(xué)中，教師比較注重實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的展示及提煉實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象背后的規(guī)律，往往忽略了學(xué)生的主體性，規(guī)律課成為知識結(jié)論的記憶課。筆者基于“任務(wù)驅(qū)動(dòng)，情境體驗(yàn)，真實(shí)探究”的思想和培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的目標(biāo)，列舉兩個(gè)規(guī)律課教學(xué)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：物理教學(xué)；規(guī)律課；教學(xué)設(shè)計(jì)

一、牛頓第三定律

牛頓第三定律是高中的一節(jié)規(guī)律課，學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)了相互作用力的特點(diǎn)，導(dǎo)致學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)的過程中會(huì)出現(xiàn)問題：做彈簧測力計(jì)相互拉的實(shí)驗(yàn)探究牛頓第三定律的時(shí)候，學(xué)生漫不經(jīng)心，索然無味，這個(gè)實(shí)驗(yàn)對于學(xué)生而言毫無吸引力，結(jié)果沒有懸念。這種規(guī)律課的學(xué)習(xí)喪失了學(xué)習(xí)過程，學(xué)生僅僅記住了結(jié)果，這對于物理課堂是一種損失。筆者提供一個(gè)教學(xué)案例，在“任務(wù)驅(qū)動(dòng)，情境體驗(yàn)，真實(shí)探究”的理念下完成教學(xué)設(shè)計(jì)。

牛頓第三定律這節(jié)課的主要問題是如何激發(fā)學(xué)生的探究興趣。在實(shí)驗(yàn)前，教師對40個(gè)好的彈簧測力計(jì)中的兩個(gè)故意動(dòng)手腳，放在一組，首先請學(xué)生做實(shí)驗(yàn)探究。學(xué)生漫不經(jīng)心地做完后，讓彈簧測力計(jì)有問題的那組學(xué)生現(xiàn)場驗(yàn)證一下。因?yàn)橹八麄儧]發(fā)現(xiàn)問題，肯定沒有用心做，所以當(dāng)著全班的面一做，傻眼了，一個(gè)是5.4N，一個(gè)是6N，這和已經(jīng)知道的牛頓第三定律相違背。教師要抓住這個(gè)機(jī)會(huì)，請全班學(xué)生再做一次，這一次學(xué)生做得很認(rèn)真，不敢糊弄，大多數(shù)學(xué)生得出的結(jié)果是兩個(gè)力大小相等，達(dá)成“任務(wù)驅(qū)動(dòng)，情境體驗(yàn)”的目的。那不相等的學(xué)生怎么辦？少數(shù)服從多數(shù)還是改變牛頓第三定律的定義？教師要啟發(fā)學(xué)生科學(xué)是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，牛頓第三定律是沒有錯(cuò)的，問題可能出現(xiàn)在彈簧測力計(jì)上，請學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明。這里有一個(gè)等效替代思想滲透——用第三個(gè)彈簧測力計(jì)把那兩個(gè)學(xué)生的彈簧測力計(jì)分別拉到5.4N和6N，第三個(gè)彈簧測力計(jì)顯示的是同一個(gè)數(shù)，即可證明這兩個(gè)力是大小相等的一個(gè)力，達(dá)成“情境體驗(yàn)，真實(shí)探究”的目的。這種設(shè)計(jì)有如下優(yōu)勢：一是增強(qiáng)興趣，通過對彈簧測力計(jì)動(dòng)手腳，學(xué)生得出的結(jié)果和已經(jīng)知道的不一樣，由矛盾激發(fā)興趣；二是培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的態(tài)度，講究實(shí)事求是；三是在解決問題中滲透等效替代法思想，這是對于核心素養(yǎng)科學(xué)思維要素中構(gòu)建模型、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新最好的落實(shí)，核心素養(yǎng)在課堂設(shè)計(jì)中得到了體現(xiàn)。

二、楞次定律

學(xué)生在學(xué)習(xí)“楞次定律”這一節(jié)時(shí)，往往淡化了學(xué)習(xí)這節(jié)規(guī)律課的深層實(shí)質(zhì)，僅僅記住了結(jié)論，更有甚者只是借助“來拒去留”這句順口溜去學(xué)習(xí)本節(jié)課，這對于學(xué)生學(xué)習(xí)發(fā)展沒有任何實(shí)質(zhì)的幫助。這種情況的出現(xiàn)和教師對于課本的理解和課堂設(shè)計(jì)不無關(guān)系。

首先，導(dǎo)入要有依據(jù)：感應(yīng)電流的方向與什么因素有關(guān)？之前學(xué)習(xí)知道線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是磁通量發(fā)生變化，因此，感應(yīng)電流的方向必定跟磁通量的變化有關(guān)。然而磁通量的變化只有兩種情況——增大和減小。因此，可研究線圈中感應(yīng)電流的方向跟磁通量增大和減小有什么關(guān)系。磁通量增大是磁鐵進(jìn)入，減小是磁鐵出來，因?yàn)榇盆F有兩極，因此增大還是減小涉及磁場方向。由此可見，我們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究磁通量增大或者減小時(shí)需要記錄好感應(yīng)電流方向和磁場方向。經(jīng)過嚴(yán)密的邏輯思維，我們得出為什么要做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，即為什么記錄感應(yīng)電流和磁場方向這兩個(gè)物理量。

通過實(shí)驗(yàn)，我們分析出：線圈中感應(yīng)電流方向是水平面上的，而線圈中的磁場方向是豎直面上的?？梢?，兩者的關(guān)系比較復(fù)雜，難以直接描述。復(fù)雜的關(guān)系怎么辦？這里有一個(gè)很好的比喻：小張和小李是親戚，但是他們關(guān)系比較復(fù)雜，小張的七大姑的八大姨的女婿是小李的舅舅的叔叔的兒子，這種復(fù)雜關(guān)系里有一個(gè)因素，就是女婿和兒子是一個(gè)人，這就是他們兩個(gè)的中介，借助這個(gè)中介把小張和小李聯(lián)系起來——他們是親戚，所以說當(dāng)兩者的關(guān)系比較復(fù)雜難以直接描述時(shí)，我們可以找一個(gè)“中介”來描述它們之間的關(guān)系——這個(gè)在課本中是有明顯的體現(xiàn)的。教師這樣引導(dǎo)可以很好地把這種思想滲透給學(xué)生，讓學(xué)生找出感應(yīng)電流磁場方向這個(gè)中介，總結(jié)歸納出楞次定律。這是先通過實(shí)驗(yàn)歸納總結(jié)得出結(jié)論，最后用能量守恒角度驗(yàn)證電磁鐵運(yùn)動(dòng)符合能量守恒。除此之外，本節(jié)課還可以用演繹法進(jìn)行：通過能量守恒定律進(jìn)行推理楞次定律，根據(jù)小車運(yùn)動(dòng)情況和磁鐵N、S極判斷小車感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場的方向，感應(yīng)電流方向也就有了，得出楞次定律后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

三、結(jié)語

物理規(guī)律課的教學(xué)需要將重點(diǎn)放在實(shí)驗(yàn)探究，邏輯推理上，絕不是簡單的規(guī)律記憶，上面兩個(gè)案例以“任務(wù)驅(qū)動(dòng)，情境體驗(yàn)，真實(shí)探究”為方向，通過教學(xué)設(shè)計(jì)可以在課堂上很好地培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，也為其他規(guī)律課提供很好的借鑒作用。

參考文獻(xiàn)：

鄒林林.基于核心素養(yǎng)的物理探究性教學(xué)探討[J].物理之友，2018（1）：17-19.