基于核心素养提升的物理教学设计

凌莉

【摘要】新课改、新高考背景下的物理教学，从以知识和技能为本位的教育转向以能力和素养为本位的教育。本文以安培力方向的这一内容作为发展学生科学思维的物理教学实践，侧重于对学生科学探究能力的提升，促进科学素养的持续发展。

【关键词】中学物理;核心素养;科学思维;安培力

一、物理课堂教学现状

过去的物理课堂教学，教师往往担心时间不够，学生学得不够多，为了教学而赶进度，于是，“填鸭式”教学或“满堂灌”的现象比较多。教师传授内容的确丰富，但课堂上学生没有时间自主思考，只是单向地吸收知识，不利于科学思维的发展。核心素养是学生在接受相应学段教育过程中，逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的基本价值观、必备品格和关键能力。变革教学方式，培养学生科学思维，给学生恰当的学习任务是课堂教学改进的重点。

二、核心素养

（1）观察安培力方向与哪些因素有关的实验，记录实验现象并得出相关结论。

（2）知道安培力的方向与电流、磁感应强度的方向都垂直，会用左手定则判断安培力的方向。

（3）知道安培力在生活生产及军事领域的应用，展示我国在军事领域的成就，激发学生对物理的兴趣，培养为祖国繁荣昌盛而努力进取的爱国情怀。

三、教学设计

1.启学——自制简易电动机

活动1：实验演示——简易电动机

准备三个5号干电池，三个线圈和六个强力磁铁，强力磁铁吸附在电池正负极。课堂同时演示三个实验操作：操作1：把线圈套上干电池，给线圈通电;操作2：把磁极对调，给线圈通电;操作3：保持磁极方向不变，对调电池正负极，给线圈通电。三个实验分别观察线圈的转动方向。可以看到线圈分别做逆时针、顺时针、逆时针转动。

活动2：教师引导学生思考

师：线圈为什么会动起来？

生：受到力的作用。

师：通电导线在磁场中受到力的作用而转动。为了纪念物理学家安培在磁场和电流相互作用方面做出的贡献，人们把这个力叫安培力。

师：线圈转动的方向发生变化，说明什么？

生：安培力发生变化。

师：力是矢量，既有大小又有方向，这节课我们研究安培力的大小和方向。

设计意图：拓宽学生视野，引起学生浓厚的学习兴趣，调动学习的积极性，为后面学生猜想安培力的影响因素做铺垫。

2.探学——实验探究安培力的方向

活動1：猜想安培力方向的影响因素

PPT同时展示简易电动机三个实验操作的慢动作视频，以方便同学们对比其转动情况。

师：猜想安培力方向可能与哪些因素有关？

生：安培力方向与电流方向、磁场的方向有关。

师：怎样验证大家的猜想是否正确？

生：做实验。

师：该实验涉及到多个物理变量，所以我们在探究过程中时应该采用什么样的科学方法？

生：控制变量法。

活动2：介绍实验器材

要用到的实验器材有电源、开关、导线和安培力演示仪。学生第一次接触安培力演示仪，教师需简单介绍其构造：中间有两块磁铁，上端为N极，下端为S极，有一根金属棒，平行的金属导轨和两个接线柱，这些接线柱都是与其相邻的导轨相连。

活动3：引导学生利用示意图记录实验过程及现象

师：当N极在上，磁场的方向是怎样的？

生：向下。

师：如何用磁感线表示磁场方向？

生：一组平行的箭头，箭头方向朝下。

师：放置金属棒，给金属棒通电，外面的接线柱接电源正极，另一个接电源负极，如何描述金属棒电流的方向。

生：垂直纸面向里。

师：如何用示意图表示电流？

生：圆圈表示电流，圆圈里打交叉。

师：给金属棒通电，观察实验现象。

生：金属棒向左运动，说明受力向左。

教师用示意图的形式板书磁场、电流和受力方向。

活动4：演示实验并记录实验现象

接下来的实验继续由教师操作完成，学生在导学案上记录实验先现象，并叫一个学生上黑板记录。

师：接下来的3个实验如何操作？

生：保持磁场方向不变，探究安培力方向和电流方向的关系;保持电流方向不变，探究安培力方向和磁场方向的关系。

师：如何改变电流方向？

生：正负极对调。

师：如何改变磁场方向？

生：NS极调换。

设计意图：引导学生根据建议电动机实验发现问题并能提出合理的猜想，培养学生科学探究意识。做好实验演示，引导学生认真观察、记录、分析现象。实验记录和分析的过程本身就是培养学生空间思维能力的过程，要很好的把握。

3.赏学——学生动手构建模型

实验记录

活动1：引导学生思考磁场、电流和安培力的空间关系

师：实验1、2说明安培力和电流有关，实验2、3说明安培力和磁场有关，他们三者具体有什么关系？

师：三者是在同一条直线上吗？

生：不在。

师：三者是在同一个平面内吗？

生：不在。

师：三者具有怎样的空间位置关系？通过观察发现，安培力的方向和磁场方向、电流方向三者不但不在一条直线上，还不在一个平面内，他们两两垂直，这和数学的什么很像？

生：三维坐标系。

师：但是电流和磁场的方向是可以发生变化的，这时候安培力也会改变，他们到底是怎样的三维关系？我们可以模仿三维坐标系构建模型。