核心素養(yǎng)下物理課堂教學(xué)的優(yōu)化與實(shí)施

蔣明星

【摘要】 物理核心素養(yǎng)，說穿了就是學(xué)生遺忘了物理本位知識后所剩下的潛在素養(yǎng)。在物理核心素養(yǎng)的四個(gè)要素中，物理觀念是物理知識的內(nèi)化，是其他核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)；科學(xué)思維和科學(xué)探究是學(xué)生的關(guān)鍵能力；科學(xué)態(tài)度與責(zé)任是每個(gè)人必備的品格。我們在教學(xué)實(shí)踐中不斷優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，滲透核心素養(yǎng)，讓學(xué)生在感知生活、學(xué)習(xí)物理知識的過程中養(yǎng)成終生受益的的行為習(xí)慣及培養(yǎng)解決真實(shí)問題的能力。本文在核心素養(yǎng)的指引下，對楞次定律的教學(xué)設(shè)計(jì)不斷優(yōu)化，在課堂教學(xué)中取得了較好的效果。

【關(guān)鍵詞】 物理 核心素養(yǎng) 楞次定律 教學(xué)設(shè)計(jì) 教學(xué)優(yōu)化

【中圖分類號】 G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 A 【文章編號】 1992-7711（2019）01-078-01

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物理核心素養(yǎng)包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個(gè)維度。物理觀念包括物質(zhì)觀、運(yùn)動(dòng)與相互作用觀和能量觀三個(gè)要素；科學(xué)思維包括模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證和質(zhì)疑創(chuàng)新四個(gè)要素；科學(xué)探究包括問題、證據(jù)、解釋和交流四個(gè)要素；科學(xué)態(tài)度與責(zé)任包括科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)態(tài)度和社會責(zé)任三個(gè)要素。物理學(xué)科核心素養(yǎng)，說穿了就是學(xué)生遺忘了物理本位知識后所剩下的潛在素養(yǎng)，伴隨其一生，能分析、解決實(shí)際問題的能力。筆者結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐，以“楞次定律”教學(xué)為例，就“如何在課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)”進(jìn)行反思與提煉，與同行交流分享。

一、以實(shí)驗(yàn)探究為載體，培養(yǎng)學(xué)生的“科學(xué)探究”能力

以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，以思維為中心，是物理教學(xué)的兩大法寶。脫離實(shí)驗(yàn)，物理理論便是空中樓閣。以前的“楞次定律”教學(xué)中，多采用演示實(shí)驗(yàn)，即教師做，學(xué)生看，學(xué)生只停留在一般的感官認(rèn)識上，并沒有深度參與實(shí)驗(yàn)過程。鑒于此，本節(jié)課優(yōu)化為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)（兩人為一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組），學(xué)生能深度參與實(shí)驗(yàn)過程，提升動(dòng)手實(shí)踐能力，親歷思維發(fā)展歷程。

[學(xué)生活動(dòng)1]判明電流方向與電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向之間的關(guān)系

（討論后形成“電池組、靈敏電流計(jì)、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)組成閉合回路”的實(shí)驗(yàn)方案，用試觸法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）

[實(shí)驗(yàn)結(jié)論]左進(jìn)左偏，右進(jìn)右偏。

[學(xué)生活動(dòng)2]觀察線圈中導(dǎo)線的繞向。

[學(xué)生活動(dòng)3]用靈敏電流計(jì)、線圈組成回路，把條形磁鐵的N極（或S極）插入（或拔出）線圈進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，并做好實(shí)驗(yàn)記錄。

為方便記錄，可簡化為以下N極插入、S極插入、N極拔出、S極拔出四種實(shí)驗(yàn)操作。并引導(dǎo)學(xué)生用表格記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

二、教師積極引導(dǎo)，學(xué)生主動(dòng)構(gòu)建“物理觀念”

“物理觀念”包括物質(zhì)觀、運(yùn)動(dòng)和相互作用觀、能量觀。物理觀念的形成與發(fā)展的行為主體是學(xué)生，側(cè)重點(diǎn)是學(xué)生的“有意義的學(xué)習(xí)”，即在教師的引導(dǎo)下主動(dòng)完成物理觀念的自我構(gòu)建?！袄愦味伞敝兴婕暗奈锢碛^念有：磁鐵的磁場、感應(yīng)電流、感應(yīng)電流的磁場（隱形的），磁鐵的磁場和感應(yīng)電流間的相互作用，感應(yīng)電流的磁場阻礙原磁通量的變化體現(xiàn)的是能量守恒的思想。尤其是感應(yīng)電流的磁場、磁鐵的磁場和感應(yīng)電流間的相互作用，是學(xué)生最難理解的，為此，采用以下操作幫助學(xué)生攻克難點(diǎn)。

1.用“楞次環(huán)”小實(shí)驗(yàn)幫助開展概念的建立

[學(xué)生活動(dòng)4]先提示實(shí)驗(yàn)小組完成“楞次環(huán)”小實(shí)驗(yàn)，體會磁鐵和“楞次環(huán)”的相對運(yùn)動(dòng)以及相互作用，有“來拒去留”的情況，更進(jìn)一步說明磁鐵和“楞次環(huán)”間存在某種相互作用。

2.用“等效法”、“類比法”幫助開展概念的建立

根據(jù)安培定則，把產(chǎn)生的“感應(yīng)電流”等效為“條形磁鐵”，與實(shí)物的條形磁鐵之間存在“同名磁極互相排斥，異名磁極互相吸引”的作用進(jìn)行類比，等效的“條形磁鐵”阻礙實(shí)物的條形磁鐵的相對運(yùn)動(dòng)，即“感應(yīng)電流的磁場阻礙原磁通量的變化”，為理解楞次定律做鋪墊，較為巧妙地突破難點(diǎn)。

三、將科學(xué)思維滲透在規(guī)律探究的全過程

科學(xué)思維實(shí)際上就是科學(xué)思想和科學(xué)方法，是指在物理教學(xué)過程中，通過物理觀念的形成、物理規(guī)律的得出、物理模型的建立等培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理、概括等能力。本節(jié)課采用以下的思維方法：

1.等效法“感應(yīng)電流”等效為“條形磁鐵”。

2.類比法“感應(yīng)電流的磁場阻礙磁鐵的運(yùn)動(dòng)”類比“同名磁極互相排斥，異名磁極互相吸引”，通俗易懂。

3.邏輯推理

[學(xué)生活動(dòng)5]引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)表格。

老師事先設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格（見上表），其中表格最后一行沒有涉及任何物理量，這給學(xué)生留足了探究的空間。

通過小組討論，發(fā)現(xiàn)“感應(yīng)電流方向”與“磁通量變化”之間并沒有直接關(guān)系。

教師引導(dǎo)是否還有其他因素的影響呢？因?yàn)榇盆F的磁場方向是豎直方向，而感應(yīng)電流方向是水平螺旋方向，啟發(fā)學(xué)生明白安培定則就是讓這兩個(gè)方向的物理量發(fā)生關(guān)系的，從而教師再引導(dǎo)學(xué)生引出“中介量”——感應(yīng)電流的磁場方向，引導(dǎo)學(xué)生在表格最后一行增加“感應(yīng)電流的磁場方向”這個(gè)物理量。通過交流討論，歸納總結(jié)得出：當(dāng)線圈內(nèi)磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相反；當(dāng)線圈內(nèi)磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相同.在教師的引導(dǎo)下，得出“增反減同”，進(jìn)一步概括得到“阻礙”兩字。明確其中的因果關(guān)系和牽制關(guān)系（原因產(chǎn)生結(jié)果，結(jié)果反抗原因，是辯證統(tǒng)一的），如圖所示。

規(guī)律比較隱蔽，其抽象性、概括性很強(qiáng)，學(xué)生很難獨(dú)立對其歸納和總結(jié)。教師鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行小組討論，給足時(shí)間和空間，在充分的交流和表達(dá)過程中，發(fā)展核心素養(yǎng)。

四、培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行總結(jié)反思本節(jié)課的研究內(nèi)容、研究方法和研究結(jié)論，體會到科學(xué)探究并非一蹴而就，在此基礎(chǔ)上欣賞楞次定律的簡潔之美，楞次定律所蘊(yùn)含的深刻的哲學(xué)道理，體會科學(xué)研究的樂趣和應(yīng)有的態(tài)度。

本論文為甘肅省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題《運(yùn)用物理學(xué)史，落實(shí)課程標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)高中學(xué)生核心素養(yǎng)的實(shí)踐研究》成果之一，課題項(xiàng)目編號GS[2018]GHB2323.

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）.北京：人民教育出版社，2018.1