融入學(xué)科核心素養(yǎng)的中職物理課堂教學(xué)策略
——以《電場(chǎng)與磁場(chǎng) 電磁感應(yīng)》為例

沈志丹

（江蘇省江陰中等專業(yè)學(xué)校，江蘇江陰 214400）

2020年，教育部頒布的《中等職業(yè)學(xué)校物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中明確提出：中職物理學(xué)科核心素養(yǎng)是落實(shí)立德樹人根本任務(wù)、育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生在學(xué)習(xí)和應(yīng)用中職物理知識(shí)過程中逐步培養(yǎng)和形成的正確價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力，其主要內(nèi)容包括：物理觀念及應(yīng)用、科學(xué)思維與創(chuàng)新、科學(xué)實(shí)踐與技能、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個(gè)方面[1]。那么中職物理教師如何在課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，如何創(chuàng)造性地開展教學(xué)活動(dòng)，選擇有效的教學(xué)策略？這是中職物理教師要面對(duì)的課題。本文以“十四五”國(guó)規(guī)教材中職物理基礎(chǔ)模塊《電場(chǎng)與磁場(chǎng) 電磁感應(yīng)》這一章教學(xué)為例，探討融入學(xué)科核心素養(yǎng)的中職物理課堂教學(xué)策略。

一、創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，培養(yǎng)學(xué)生物理觀念及應(yīng)用

物理觀念及應(yīng)用是學(xué)生在認(rèn)識(shí)和運(yùn)用物理概念和規(guī)律去解釋物理現(xiàn)象、解決實(shí)際問題中所形成的基本觀點(diǎn)和認(rèn)知。它在中職物理學(xué)科核心素養(yǎng)四個(gè)內(nèi)容中具有舉足輕重的作用，是其他三個(gè)核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)。教學(xué)情境是指教師在教學(xué)過程中創(chuàng)設(shè)的引起學(xué)生積極學(xué)習(xí)的情感氛圍。研究表明：凡是高效、成功的教育教學(xué)活動(dòng)都離不開受教育者的積極主動(dòng)參與，教學(xué)中學(xué)生參與的熱情與程度也直接影響教學(xué)效果。創(chuàng)設(shè)物理教學(xué)情境就是物理教師為了達(dá)到一定的教學(xué)目標(biāo)而創(chuàng)設(shè)的一系列學(xué)習(xí)氛圍或采取的教學(xué)手段，可以包括多媒體輔助教學(xué)、演示實(shí)驗(yàn)、故事引入等方式。

（一）從生產(chǎn)實(shí)際創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境

物理是與生產(chǎn)生活實(shí)際聯(lián)系密切的一門學(xué)科。一些生產(chǎn)生活中的實(shí)際場(chǎng)景可以用物理知識(shí)和概念來解釋。在教學(xué)中，教師要巧設(shè)物理情境，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入物理課堂學(xué)習(xí)。例如在“電磁感應(yīng)”教學(xué)引入階段，播放我國(guó)三峽大壩發(fā)電機(jī)組安裝完成，可以實(shí)現(xiàn)水力發(fā)電，有效開發(fā)利用水電資源的新聞。通過新聞短片，讓學(xué)生了解三峽水電站單機(jī)容量、總裝機(jī)容量及年發(fā)電量都位居世界第一。并讓學(xué)生討論：三峽大壩水輪發(fā)電機(jī)，是利用什么發(fā)電的呢？為什么要安裝這么大的發(fā)電機(jī)？這樣創(chuàng)設(shè)與生活和生產(chǎn)實(shí)際相關(guān)的問題情境，讓學(xué)生帶著問題進(jìn)入新課程學(xué)習(xí)，不僅可以激發(fā)學(xué)生的求知欲，還能培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感。

（二）從趣味實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境

中職學(xué)生的物理中考成績(jī)相對(duì)偏低，物理知識(shí)掌握不牢。通過調(diào)查原因，大多數(shù)學(xué)生覺得物理知識(shí)枯燥乏味，缺乏興趣。教師在教學(xué)中可以利用與課程知識(shí)內(nèi)容相關(guān)趣味實(shí)驗(yàn)、小魔術(shù)等，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。例如，在“磁場(chǎng)對(duì)電流的作用”教學(xué)引入階段，向?qū)W生演示一個(gè)趣味小實(shí)驗(yàn)“會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)的?”，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示。一節(jié)干電池正極與金屬圓盤相連，一根導(dǎo)線中間與兩端漏出金屬部分，并把導(dǎo)線折成“?”形，導(dǎo)線中間金屬部分與干電池負(fù)極接觸，導(dǎo)線兩端金屬與金屬圓盤接觸。當(dāng)手釋放導(dǎo)線后，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)起來。引出問題：“?”型導(dǎo)線為什么會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)起來？學(xué)生在觀察到這個(gè)趣味小實(shí)驗(yàn)后，情緒一下就被點(diǎn)燃了。這時(shí)，教師適時(shí)地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入本課程的學(xué)習(xí)。這樣，通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)之后，學(xué)生對(duì)“什么安培力”這個(gè)物理概念有比較深的了解。

圖1 會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)的“?”

在教學(xué)中，教師可以從生產(chǎn)和生活的實(shí)際出發(fā)，通過創(chuàng)設(shè)一些較好的物理情境，讓學(xué)生親身體驗(yàn)參與到小實(shí)驗(yàn)中來，不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，還能增強(qiáng)他們探究新知識(shí)的內(nèi)驅(qū)力。[2]

二、借助思想方法，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維與創(chuàng)新

中職物理的科學(xué)思維是指從中職物理學(xué)的視角出發(fā)，對(duì)自然現(xiàn)象和規(guī)律的本質(zhì)屬性、內(nèi)在規(guī)律及相互關(guān)系的一種認(rèn)識(shí)方式。在中職物理教學(xué)中常見的科學(xué)思維方法有：類比法、模型建構(gòu)法、控制變量法、等效替換法、逆向思維法等。下面以類比法和逆向思維為例，如何在物理教學(xué)中培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維。

（一）運(yùn)用類比培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維

類比法也叫比較類推法，是通過一類對(duì)象所具有的屬性推測(cè)出其他類似對(duì)象也應(yīng)具有這種屬性的推理方法。物理中類比就是將兩種不同物理現(xiàn)象作比較，從而揭示出物理現(xiàn)象的本質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生理解和掌握新知識(shí)。[3]例如：在靜電場(chǎng)教學(xué)中可以運(yùn)用類比法，降低教學(xué)難度。靜電場(chǎng)是抽象概念，看不見摸不著，而且很難用語(yǔ)言來描述。所以在講授本節(jié)課時(shí)，可以運(yùn)用類比的方法來降低教學(xué)難度。類比一：點(diǎn)電荷與質(zhì)點(diǎn)。通過類比，學(xué)生容易理解點(diǎn)電荷和質(zhì)點(diǎn)一樣都是理想化模型，隨后引導(dǎo)學(xué)生分析出不同之處在于：（1）點(diǎn)電荷與電荷有關(guān)，質(zhì)點(diǎn)與質(zhì)量有關(guān)；（2）點(diǎn)電荷有正負(fù)之分。類比二：靜電場(chǎng)與重力場(chǎng)相類比。通過分析重力場(chǎng)特性，可以推理得出靜電場(chǎng)的一些特性，隨后運(yùn)用一些實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。

如此在中職物理教學(xué)中運(yùn)用類比法，就好像新舊物理知識(shí)之間架起了一座溝通的橋梁，讓學(xué)生從已學(xué)的舊知出發(fā)，比較容易地理解和掌握新知識(shí)，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)的思維，間接培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新能力。

表1 重力場(chǎng)與靜電場(chǎng)的類比[4]

（二）運(yùn)用逆向思維培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維

逆向思維，就是“反其道而思之”，是從問題的相反方向探索新知識(shí)的思維方式。例如，在進(jìn)行“電磁感應(yīng)”教學(xué)時(shí)，回顧并演示“奧斯特實(shí)驗(yàn)”，在學(xué)生回答通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)，電流具有磁效應(yīng)這個(gè)本質(zhì)后，引導(dǎo)學(xué)生開展逆向思考：既然電能生磁，那么磁能否生電？引發(fā)學(xué)生思考。在學(xué)習(xí)完本節(jié)課內(nèi)容后，學(xué)生可以得出結(jié)論：磁能生電。這樣教師通過實(shí)力分析，培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維意識(shí)，可以進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生的全局觀，提高學(xué)生的創(chuàng)新思維和能力。

圖2 磁能否生電

中職物理教學(xué)相較于初中物理教學(xué)由直觀變?yōu)槌橄?，其?nèi)在的知識(shí)性、邏輯性都增強(qiáng)了，恰當(dāng)合理地運(yùn)用物理科學(xué)思維，不僅可以降低教學(xué)難度，讓學(xué)生更好地掌握知識(shí)，還能進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

三、重視實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)踐與技能

科學(xué)實(shí)踐與技能是指學(xué)生在應(yīng)用所學(xué)物理學(xué)知識(shí)和方法，通過實(shí)踐活動(dòng)觀察、操作和運(yùn)用，是提升實(shí)踐意識(shí)、工程思維和技術(shù)能力的途徑。中職物理的實(shí)踐技能教學(xué)包括課堂演示、學(xué)生實(shí)驗(yàn)、小制作、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)等多方面的教學(xué)活動(dòng)。

（一）以物理實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力

物理是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。在物理教學(xué)中開展學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以在物理實(shí)驗(yàn)中掌握物理知識(shí)，提高動(dòng)手能力。以探究法拉第電磁感應(yīng)定律實(shí)驗(yàn)為例。在教學(xué)開始，首先，復(fù)習(xí)“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”三個(gè)實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生思考哪部分相當(dāng)于電源，引出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的概念。其次，讓學(xué)生思考：用原有的三個(gè)實(shí)驗(yàn)器材探究感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與哪些因素有關(guān)？學(xué)生邊操作邊思考討論，沒有有效的結(jié)果；教師進(jìn)行了恰當(dāng)?shù)狞c(diǎn)撥：電路中電阻沒有發(fā)生變化，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與感應(yīng)電流的大小變化一致。學(xué)生獲得了質(zhì)的飛躍，分別設(shè)計(jì)出三個(gè)實(shí)驗(yàn)方案：根據(jù)實(shí)驗(yàn)a，改變導(dǎo)體切割速度，根據(jù)實(shí)驗(yàn)b，改變條形磁鐵拔出（插入）快慢，根據(jù)實(shí)驗(yàn)c，改變滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)速度，分別探究影響感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的因素（見圖3）。

圖3 探究影響感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小因素實(shí)驗(yàn)圖

（二）以科技小制作培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力

科技小制作是培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)踐能力的重要載體。在學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握了“磁場(chǎng)對(duì)電流的作用”相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)，查找資料，尋找素材，自行設(shè)計(jì)并完成“浪漫秋千”的制作。這就可以讓學(xué)生在做中學(xué)，讓學(xué)生體會(huì)到成功的喜悅，也可以培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度（見圖4）。

圖4 浪漫秋千

在中職物理教學(xué)中加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生做中學(xué)、學(xué)中做，注重實(shí)驗(yàn)觀察、技能運(yùn)用等綜合實(shí)踐能力的培養(yǎng)，不僅可以提高教學(xué)效果，而且能培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真觀察、積極參與的意識(shí)，有效挖掘?qū)W生的潛能，提升學(xué)生探究設(shè)計(jì)創(chuàng)新的能力。

四、巧用物理學(xué)史，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任是中職學(xué)生在了解物理知識(shí)、掌握物理規(guī)律、認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)過程中所形成的對(duì)待科學(xué)實(shí)事求是、一絲不茍、持之以恒的科學(xué)態(tài)度，以及遵守道德規(guī)范、推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)責(zé)任感。物理學(xué)史是描述物理學(xué)發(fā)展的歷史，記載了物理理論建立的詳細(xì)過程，描述了科學(xué)家思考問題的方式方法，不僅反映科學(xué)家的科學(xué)思維方式，也體現(xiàn)出科學(xué)家追求真理、精益求精的精神品質(zhì)。在中職物理教學(xué)中滲透物理學(xué)史，不僅可以加深對(duì)物理知識(shí)的理解，也可以為提升學(xué)生核心素養(yǎng)提供優(yōu)秀素材[5]。

例如在講述電磁感應(yīng)發(fā)現(xiàn)的內(nèi)容時(shí)，通過講述偉大的物理學(xué)家法拉第為了探索“磁是否能生電”做了近十年探索和實(shí)驗(yàn)，一次次的失敗又一次次地從頭再來，終于在偶然的機(jī)會(huì)發(fā)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)中“檢流計(jì)”的指針動(dòng)起來，才觸動(dòng)了法拉第的“靈感”，并繼續(xù)探索，最終領(lǐng)悟到：“磁生電”是必須在相對(duì)運(yùn)動(dòng)和變化過程中才會(huì)產(chǎn)生的現(xiàn)象。這樣通過講述法拉第的“十年艱辛”，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程的不易和艱辛，從而培養(yǎng)學(xué)生對(duì)待科學(xué)一絲不茍孜孜追求的態(tài)度。

一種教學(xué)活動(dòng)或方法往往可以滲透和培養(yǎng)多個(gè)學(xué)科核心素養(yǎng)，在實(shí)際教學(xué)中教師要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際，在充分理解中職物理學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，科學(xué)地做好教學(xué)設(shè)計(jì)，運(yùn)用靈活多樣的教學(xué)手段和方法，將中職物理學(xué)科核心素養(yǎng)有效融入課堂教學(xué)任務(wù)中，發(fā)揮中職物理在中職教育教學(xué)中的作用。