基于物理核心素养的高考复习课的创新设计

刘友洪 韩叙虹

摘 要：宏观物理现象与微观机制间的联系是近几年北京高考压轴题的命题方向，以学生熟知的情景入手，搭建台阶，逐层推进，深入考察学生对所学知识的科学本质和内涵的理解，体现了高中物理课程标准中的物理观念（力和运动及能量守恒）和科学思维（模型建构、科学推理和科学论证）两大核心素养.基于这样的大背景下，在高考二轮专题复习中，进行“非原电池类电路的微观解释”的创新教学设计：以“‘内电压去哪儿了？”疑問导入，通过建构四个物理情景，由浅入深，逐层递进，展开关于磁生电类的电源、电路问题的探讨，让学生运用动力学的方法及能量转化守恒思想分析、处理磁生电类电路中电源内部电场的产生、微观力及微观力做功与宏观中相应的能量转化关系，打通不同知识的“关节”和“通道”，整合知识，达到培养学生创新思维能力的目的.

关键词：核心素养;模型建构;科学思维;能量守恒

1 问题的提出

近年来，北京高考物理压轴题常常考查学生对宏观物理现象与微观物理机制之间的联系问题，常以学生熟悉的简单情景入手，搭建台阶，逐层推进，引导学生深入思考所学知识的科学本质和内涵.考题重在考查学生对物理概念和物理规律的理解能力、建模能力，以及运用恰当的方法进行推理、论证的综合能力，重点体现了物理观念（力和运动及能量守恒）和科学思维（模型建构、科学推理和科学论证）这两大物理学科核心素养.

正是在这样的高考命题的背景下，笔者发现：学生在学习了全电路欧姆定律之后，再学习电磁感应中导体切割磁感线、磁流体发电机等磁生电的内容时，尽管学生已具备掌握将电磁感应通过可视为等效直流电路进行电路计算的能力，然而一旦牵涉到分析非原电池类电路中的微观受力时，对全电路中的内电压、电源内部电场的产生等内容的认识与原电池的内、外电压的涵义存在认知上的冲突，特别是对物理模型的建构以及能量转化等问题上遇到极大的困难，很多物理概念似是而非，因为缺乏对物理本质的认识，所以当出现新情景时学生不免生搬硬套，不能顺利地解答.正是基于以上学情，笔者认为在二轮复习教学中，很有必要开展关于探讨磁生电类的电源、电路的宏观与微观之间联系的专题复习课，取名为“非原电池类电路的微观解释”.本文将以此为详细阐述该专题复习的教学设计.

2 基于物理核心素养的教学目标和教学重、难点

通过本专题的授课，主要达成如下教学目标：①根据力产生的原因，会对磁生电类电路中电源内部与外部的受力分析，特别是根据力和运动间的关系（动力学方法）处理力的平衡关系;②会根据功能关系，分析、处理各个力做功与电路中不同能量间的转化关系;③根据能量的转化与守恒定律，分析各个能量间的定量联系.从而最终实现打通不同知识的“关节”，整合知识，发展学生的创新思维能力.由此确定本节的教学重、难点是运用动力学的方法及能量转化守恒思想分析、处理磁生电类电路中电源内部电场的产生、微观力及微观力做功与宏观中相应的能量转化关系.