核心素养下物理课堂教学的优化与实施

蒋明星

【摘要】 物理核心素养，说穿了就是学生遗忘了物理本位知识后所剩下的潜在素养。在物理核心素养的四个要素中，物理观念是物理知识的内化，是其他核心素养的基础；科学思维和科学探究是学生的关键能力；科学态度与责任是每个人必备的品格。我们在教学实践中不断优化教学设计，渗透核心素养，让学生在感知生活、学习物理知识的过程中养成终生受益的的行为习惯及培养解决真实问题的能力。本文在核心素养的指引下，对楞次定律的教学设计不断优化，在课堂教学中取得了较好的效果。

【关键词】 物理 核心素养 楞次定律 教学设计 教学优化

【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711（2019）01-078-01

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物理核心素养包括物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个维度。物理观念包括物质观、运动与相互作用观和能量观三个要素；科学思维包括模型建构、科学推理、科学论证和质疑创新四个要素；科学探究包括问题、证据、解释和交流四个要素；科学态度与责任包括科学本质、科学态度和社会责任三个要素。物理学科核心素养，说穿了就是学生遗忘了物理本位知识后所剩下的潜在素养，伴随其一生，能分析、解决实际问题的能力。笔者结合自己的教学实践，以“楞次定律”教学为例，就“如何在课堂教学中培养学生的核心素养”进行反思与提炼，与同行交流分享。

一、以实验探究为载体，培养学生的“科学探究”能力

以实验为基础，以思维为中心，是物理教学的两大法宝。脱离实验，物理理论便是空中楼阁。以前的“楞次定律”教学中，多采用演示实验，即教师做，学生看，学生只停留在一般的感官认识上，并没有深度参与实验过程。鉴于此，本节课优化为学生分组实验（两人为一个实验小组），学生能深度参与实验过程，提升动手实践能力，亲历思维发展历程。

[学生活动1]判明电流方向与电流计指针偏转方向之间的关系

（讨论后形成“电池组、灵敏电流计、滑动变阻器、开关组成闭合回路”的实验方案，用试触法进行实验）

[实验结论]左进左偏，右进右偏。

[学生活动2]观察线圈中导线的绕向。

[学生活动3]用灵敏电流计、线圈组成回路，把条形磁铁的N极（或S极）插入（或拔出）线圈进行实验操作，并做好实验记录。

为方便记录，可简化为以下N极插入、S极插入、N极拔出、S极拔出四种实验操作。并引导学生用表格记录实验数据。

二、教师积极引导，学生主动构建“物理观念”

“物理观念”包括物质观、运动和相互作用观、能量观。物理观念的形成与发展的行为主体是学生，侧重点是学生的“有意义的学习”，即在教师的引导下主动完成物理观念的自我构建。“楞次定律”中所涉及的物理观念有：磁铁的磁场、感應电流、感应电流的磁场（隐形的），磁铁的磁场和感应电流间的相互作用，感应电流的磁场阻碍原磁通量的变化体现的是能量守恒的思想。尤其是感应电流的磁场、磁铁的磁场和感应电流间的相互作用，是学生最难理解的，为此，采用以下操作帮助学生攻克难点。

1.用“楞次环”小实验帮助开展概念的建立

[学生活动4]先提示实验小组完成“楞次环”小实验，体会磁铁和“楞次环”的相对运动以及相互作用，有“来拒去留”的情况，更进一步说明磁铁和“楞次环”间存在某种相互作用。

2.用“等效法”、“类比法”帮助开展概念的建立

根据安培定则，把产生的“感应电流”等效为“条形磁铁”，与实物的条形磁铁之间存在“同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引”的作用进行类比，等效的“条形磁铁”阻碍实物的条形磁铁的相对运动，即“感应电流的磁场阻碍原磁通量的变化”，为理解楞次定律做铺垫，较为巧妙地突破难点。

三、将科学思维渗透在规律探究的全过程

科学思维实际上就是科学思想和科学方法，是指在物理教学过程中，通过物理观念的形成、物理规律的得出、物理模型的建立等培养学生的分析、推理、概括等能力。本节课采用以下的思维方法：

1.等效法“感应电流”等效为“条形磁铁”。

2.类比法“感应电流的磁场阻碍磁铁的运动”类比“同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引”，通俗易懂。

3.逻辑推理

[学生活动5]引导学生分析实验记录数据表格。

老师事先设计了实验数据记录表格（见上表），其中表格最后一行没有涉及任何物理量，这给学生留足了探究的空间。

通过小组讨论，发现“感应电流方向”与“磁通量变化”之间并没有直接关系。

教师引导是否还有其他因素的影响呢？因为磁铁的磁场方向是竖直方向，而感应电流方向是水平螺旋方向，启发学生明白安培定则就是让这两个方向的物理量发生关系的，从而教师再引导学生引出“中介量”——感应电流的磁场方向，引导学生在表格最后一行增加“感应电流的磁场方向”这个物理量。通过交流讨论，归纳总结得出：当线圈内磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反；当线圈内磁通量减少时，感应电流的磁场与原磁场的方向相同.在教师的引导下，得出“增反减同”，进一步概括得到“阻碍”两字。明确其中的因果关系和牵制关系（原因产生结果，结果反抗原因，是辩证统一的），如图所示。

规律比较隐蔽，其抽象性、概括性很强，学生很难独立对其归纳和总结。教师鼓励学生进行小组讨论，给足时间和空间，在充分的交流和表达过程中，发展核心素养。

四、培养科学态度与责任

鼓励学生进行总结反思本节课的研究内容、研究方法和研究结论，体会到科学探究并非一蹴而就，在此基础上欣赏楞次定律的简洁之美，楞次定律所蕴含的深刻的哲学道理，体会科学研究的乐趣和应有的态度。

本论文为甘肃省教育科学“十三五”规划课题《运用物理学史，落实课程标准，培养高中学生核心素养的实践研究》成果之一，课题项目编号GS[2018]GHB2323.

[ 参 考 文 献 ]

[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017年版）.北京：人民教育出版社，2018.1