核心素养视域下的物理规律教学

王华娟

【内容摘要】物理规律是物理现象背后本质的描述，提高学生的探究能力可以让学生更好地发现物理现象背后的本质规律。教师在高中物理教学中以实验为载体，培养学生的探究能力不仅可以让学生更好的掌握物理知识本质，同时也能促进学生物理观念和思维能力的发展，对于提高学生物理学习效率有着关键的作用。笔者将以“楞次定律”一课为例，谈一下如何培养学生的实验探究能力，帮助学生更好地掌握物理规律，供大家参考。

【关键词】核心素养 楞次定律 物理规律 探究能力

物理规律反映了物理现象，物理过程在一定条件下发生和变化的规律，揭示了事物本质属性之间的联系。有些联系是显性的，学生可以直接观察和获得，而有些联系是隐性的，需要学生通过实验探究和分析得出。因此，在课堂教学中，教师要创设合理的实验情境，为学生铺设好探究的台阶，降低学生思维的起点，让学生参与到物理规律的发生过程中来。

一、设疑激趣，提高学生的主动性

物理实验是理论形成和发现的基础，没有物理实验作为支撑，物理的理论也就无从谈起了。高中物理教师要结合教学内容，巧设悬疑，与学生已有的认知产生思维碰撞，从而激发学生的兴趣，提高学生的主动性探究热情。教材中“楞次定律”演示实验以条形磁铁、螺线管和电流计来进行感应电流的探究，从不同实验情境下的现象来进行感应电流方向的判断，从而推导出楞次定律。教材中的实验比较中规中矩，在教师的引导下，学生一般可以进行得出结论，探究过程没有任何的趣味性。因此，笔者设计以下的实验情境，将一个废旧喇叭上拆下来的圆形磁铁做成磁性小球，而另一个非磁性小球用普通的铁球或铝球都可以，将螺线管套在无底的透明塑料圆筒上，然后提问学生：两个小球在同一高度由静止下落，并经过两个一样套着螺线管的透明塑料圆筒，那么两个小球会同时落地吗？学生认为可以，结果教师给学生进行实验演示，并用手机记录整个过程，通过慢放可以发现，磁性小球要比非磁性小球小落得慢，这是为什么呢？

通过学生熟悉的自由落体运动而得到不同的实验结果，激发学生的兴趣，让学生产生强烈的探究欲望，从而实现学生真正地自主探究。

二、剖析现象，发现其背后的逻辑性

通过让两个小球通过套着螺线管的透明塑料圆筒实验，发现磁性小球的速度减慢，要比非磁性小球落地晚。通过实验慢放的细节处理，学生发现，磁性小球要比非磁性小球晚一些穿出套着螺线管的透明塑料圆筒，这说明螺线管对磁性小球有阻碍的作用。学生根据已经掌握的安培力知识和感应电流的知识，可以猜想是由于螺线管中产生了感应电流，从而导致磁性小球在下落中受到安培力的阻碍作用。教师在引导学生进行深入分析，在闭合的螺线管中产生感应电流必然是螺线管中的磁通量发生了变化，当磁性小球进入螺线管的时候，螺线管中的磁通量增大，而当磁性小球离开螺线管的时候，螺线管中的磁通量减小，虽然螺线管中的磁通量“方向”没有变化，但是磁通量大小的改变使得管中产生了感应电流，进而对磁性小球产生了作用力，导致小球的速度减小，不能与同一高度释放的非磁性小球同时落地。通过实验现象的剖析，可以让学生发现感应电流与磁通量的方向无关，而是与磁通量的增减相关。教师用具体的实验现象引导学生步步为营的分析，符合学生的认知规律，可以让学生的思维更平滑的向高阶过渡，从而提高学生的逻辑推理能力。

三、深化实验，凸显“阻碍”本质

楞次定律主要是指“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。”即“来拒去留”的规律，但是学生普遍对“阻碍”不能有效理解，教师就事论事，理论讲了一大堆，更增加了学生的困惑，究其原因还是楞次定律的表述太抽象，学生不能直接地感知到磁场和螺线管中的感应电流，仅凭想象是很难理解透彻的。因此，教师可以给学生进行实验创新，让学生直观的观察“阻碍”现象，这样更有利于凸显出物理本质规律，提高学生的实验探究能力。教师可以用绝缘的细铜丝缠绕一个闭合的轻质螺线管，并用两根轻质的绝缘塑料细绳吊在铁架台上，制成如图所示的双线摆，然后用条形磁铁垂直穿过闭合铜丝螺线管，学生可以清楚地发现，当条形磁铁靠近地的时候，铜丝螺线管会轻微的向远离条形磁铁的方向移动，表现出“排斥”，而在条形磁铁远离铜丝螺线管的时候，铜丝螺线管又会被条形磁铁吸引一小段距离，表现出“吸引”。學生在结合右手螺旋定则判断螺线管中的感应电流方向，通过具体的“靠近——排斥、远离——吸引”现象，有力地诠释了楞次定律中的“阻碍”本质：当条形磁铁靠近铜丝螺线管的时候，铜丝螺线管中的磁通量会增大，因此螺线管通过排斥来阻碍磁通量的增大，反过来，当条形磁铁远离铜丝螺线管的时候，铜丝螺线管中的磁通量会减小，因此螺线管通过吸引来阻碍磁通量的减小。这样，在具体的实验现象面前，无需教师多言，学生自然而然地明白其中的道理和规律了。这样，不仅能体现出学生的主动性，更能促进学生实验探究能力的提升。

总而言之，在高中物理教学中，教师要以实验为载体，通过创设实验情境，引导学生积极地参与到物理实验的观察、操作过程中，并进行独立思考，探究物理现象背后的本质，不断地让学生通过实验现象发现其中的物理规律，促进学生思维能力的发展，提高学生的实验探究能力，从而达到培养学生物理核心素养的目的。

【参考文献】

[1] 李宝才.基于核心素养的高中物理教学初探[J].考试周刊， 2017（79）：161.

[2]徐田子.义务教育阶段学生核心素养研究与分析[J]. 教学与管理， 2017（6）：1-4.

（作者单位：浙江省宁波市正学中学）