大概念理论下高中物理教学探索

【摘要】基于大概念的高中物理教学强化各个概念之间的联系，有利于提升学生对物理知识体系的认知.本文以“电场”大概念教学为例，以综合筛选、单元实施、增值评价、前后联系为路径，探讨大概念教学在高中物理教学中的具体实施，以帮助学生抓住概念问题的本质，提升学生对物理知识体系的认知.

【关键词】大概念；电场；高中物理

大概念是学科中最为精华、最有价值的内容，具有包容性、本质性和抽象性三个特点.在高中物理教学中，教师可以通过实施大概念教学，帮助学生深入理解学科知识的本质和体系，提升学生的认知水平和思维能力.本文以“电磁学”大概念教学为例，教师可以通过探究式学习、情境式学习和跨学科学习等方式，引导学生探究电场的本质和应用，从而提高学生对电场概念的理解和应用能力.同时，教师还可以将电场与其他学科的知识相结合，帮助学生全面地理解和应用知识.通过大概念的教学方式，学生可以更好地掌握物理学的核心概念和原理，提高其解决实际问题的能力，培养其科学素养和创新能力[1].

1大概念在电磁学教学中的应用

1.1导电性

导电性是指物质具有传导电流的能力，即物质内部自由电子或离子在电场作用下，定向移动形成电流的现象.导电性是物质的一种物理性质，通常用电阻来表示.物质导电性的强弱，取决于其内部自由电子或离子的浓度、能量状态以及晶格结构等.导电性对于很多领域都有着重要的作用，例如电子、电力、通讯、冶金、化工、医药等.在电子领域中，导电性是判断材料性能的重要指标之一.金属的导电性能较好，而绝缘体的导电性能较差.导电性还可以用于研究物质的化学反应和物理变化，如金属氧化、半导体器件等.

1.2电场

电场是一种特殊的物质，存在于电荷和变化磁场的周围空间中.在自然界中普遍存在着各种电场，它们分布于一切物体之中，如空气、水、土壤、岩石、矿物等.这一物质与一般物质有所区别，虽然它并非由分子、原子组成，但它确实是一种客观存在的特殊物质，拥有通常物质所具备的力量和能量等客观特性.

1.3磁场

磁场（Magnetic field）是一个物理概念，是指传递实物间磁力作用的场.磁场是由处于运动状态的微小粒子组成的，在当前的环境条件下是无法观察和触摸到的.磁场表现出粒子辐射的特性.它不仅影响物质的结构和性质，还改变了它们之间的作用力.在磁体的周围有一个磁场存在，这使得磁体之间的互动主要是通过磁场来实现的，因此两个磁体无需在物理层面上直接接触就能相互产生影响.因此，磁场可以说是一种场.产生磁场的真正场源是由移动的电子或质子产生的.当导体上有了一定数量的带电微粒时，会对导体施加一种恒定大小和方向不变的电磁力，这种力使导体沿某一直线往复运动而形成一种磁势.例如，电流产生的磁场实际上是由在导线中移动的电子产生的磁场[2].

1.4交流电路

交流电路的定义是，电源的电动势会随着时间呈现出周期性的波动，这导致电路内的电压和电流也会随时间产生周期性的改变.交流电路可分为简单交流电路和复杂交流电路两种形式.由于交流电路具有很多优点，因此被广泛地用于生产和生活之中.交流电能够高效地传递电能.由于其能量转换是由交流过程产生的，所以被广泛应用于生产和生活之中.然而，在实际应用中，还存在其他波形的使用，如三角波和正方形波[3].

2大概念在电磁学教学中的应用方法

2.1明确教学目标

电磁感应的教学目标主要包括以下几个方面：

（1）知识目标：学生需要理解电磁感应的基本概念，包括法拉第电磁感应定律、楞次定律、右手定则等.同时，学生也需要了解电磁感应的应用，如发电机、变压器、电动机等.

（2）能力目标：学生应通过实验设计和操作，培养实验能力；通过观察、分析和归纳实验现象，培养分析和归纳能力；通过小组讨论和交流，培养沟通和交流能力.

（3）情感、态度和价值观目标：激发学生对科学的兴趣和好奇心；培养实事求是的科学态度；让学生感受科学技术对社会发展的作用.

在教学过程中，教师可以通过激活学生的前知、教学策略的运用、学生活动的设计等环节，实现这些教学目标.同时，教师还需要及时为学生提供反馈，以便学生更好地理解和掌握知识[1].

2.2探究式学习

教师可以通过探究式学习的方式，引导学生通过实验和探究深入理解电磁学的核心概念和原理，促使学生主动学习电磁学的知识和技能，提高学生对电磁学的兴趣和加深对其的理解，培养学生的科学探究能力和创新思维能力.

例如教师可以基于人教版高中物理教材中的电磁感应实验、电动机实验、变压器实验和电路设计实验等展开实验探究教学.如在电磁感应实验探究教学中，其步骤可以包括：

（1）准备实验器材：一个线圈、一块磁铁、一个铁钉、一个电池、一个灯泡、一段导线和若干个开关.

（2）将磁铁插入铁钉中，制成一个简易的电磁铁.

（3）将导线绕成线圈，固定在电池上，制成一个简易的电动机.

（4）将线圈放置在电磁铁的两端，将电磁铁固定在桌子上.

（5）将开关打开，观察灯泡的变化.当开关关闭时，灯泡不亮；当开关打开时，灯泡亮起来.

（6）移动磁铁，观察灯泡的变化.当磁铁向线圈靠近时，灯泡亮起来；当磁铁远离线圈时，灯泡不亮.

（7）分析实验结果，了解电磁感应现象的原理和应用.当磁通量发生变化时，会在导体中产生感应电动势，从而产生感应电流.这就是电磁感应现象的基本原理.

通过实验探究教学，学生可以深入理解电磁感应现象的原理和应用，同时提高自己的科学探究能力和创新思维能力.

2.3情境式学习

教师可以通过情境式学习的方式，将电磁学的知识与实际生活联系起来，让学生在真实的情境中学习和应用知识.例如，通过让学生设计一个简单的无线电设备来探究电磁波的传播和接收，从而加深对电磁波的理解[2].

例如在人教版高中物理教材中，有许多与电磁学相关的情境式学习内容.

（1）静电感应情境：通过模拟静电感应现象，让学生亲身体验静电感应的感受，了解静电感应的原理和应用.

（2）磁场对通电导线的作用力情境：通过观察磁场对通电导线的作用力，让学生了解磁场对通电导线的力的作用原理和计算方法.

（3）电磁波传播情境：通过模拟电磁波的传播过程，让学生了解电磁波的传播原理和传播方式，了解电磁波的应用和危害.

（4）电磁场与生态环境的相互作用情境：通过了解电磁场与生态环境的相互作用，让学生了解电磁场对生态环境的影响和保护措施.

通过这些情境式学习内容，学生可以更加深入地理解电磁学的知识和技能，同时提高自己的实践能力和应用能力.

3教学评价

电磁学教学评价是指对电磁学教学过程和效果进行评估和反馈的过程.教师可以通过以下几种方式进行电磁学教学评价.

3.1课堂测试

教师可以通过课堂测试评价学生对电磁学知识点的掌握情况，以及学生的思维能力和解决问题的能力.课堂测试可以是口头提问、小测验或者考试等形式.具体测试内容应该涵盖电磁学的重要知识点，包括静电场、静电势能、电势差、电容器、电流和电阻、电功率、电磁感应等.测试内容应该与教学内容和进度相匹配，难易度适中，既不过于简单也不过于复杂.测试形式可以是口头提问、小测验或者考试等.口头提问可以用来检查学生对基础概念的理解情况；小测验可以用来评价学生对知识点的掌握情况.考试可以用来评价学生的综合应用能力和解决问题的能力.测试难度应该与学生的年级和学习进度相匹配.对于初学者，测试难度应该较低，重点是检查学生对基础概念和基本计算方法的理解情况；对于高年级学生，测试难度应该适当提高，重点是检查学生的综合应用能力和解决问题的能力.测试评分应该是客观、公正、准确的.教师可以根据测试内容和难度确定评分标准，并严格按照评分标准评分.同时，教师也可以给学生及时的反馈和指导，帮助学生进一步提高学习效果[3].

3.2实验操作评价

教师可以通过观察和记录学生实验操作的过程和结果，评价学生的实验技能和科学探究能力.同时，教师也可以通过学生的实验报告和实验记录来评价学生的实验能力和科学思维能力.其中电磁学实验操作评价的注意事项：（1）实验操作：评价学生的实验操作是否规范、准确、安全，是否能够正确使用实验器材和设备.同时，也要观察学生是否能够积极主动地参与实验，并独立完成实验操作.（2）实验结果：评价学生实验结果是否准确、可靠，是否能够根据实验结果进行合理的分析和解释.同时，也要观察学生是否能够及时记录实验数据和现象，并正确处理实验数据.（3）实验报告：评价学生的实验报告是否完整、清晰、有条理，是否能够根据实验结果得出合理的结论.同时，也要观察学生是否能够及时提交实验报告，并认真听取教师对实验报告的评价和建议.（4）课堂表现：评价学生在课堂上的表现，包括是否能够认真听讲、思考问题、回答问题等.同时，也要观察学生是否能够积极与教师和其他学生交流、讨论，并积极参与课堂活动.（5）综合评价：对学生的电磁学实验操作进行综合评价，包括实验操作、实验结果、实验报告和课堂表现等多个方面.评价结果应该客观、公正、准确，并及时反馈给学生，帮助学生进一步提高学习效果[4].

3.3作业评价

教师可以通过批改学生的作业评价学生对电磁学知识点的掌握情况和解决问题的能力.同时，教师也可以通过学生的作业发现学生的问题和困难，及时给予帮助和指导.具体可以涵盖以下几个方面.

（1）作业质量：评价学生作业的准确性、规范性、完整性、清晰度和整洁度等.教师可以根据作业要求和评分标准评价学生的作业质量，及时给予反馈和指导.

（2）思维能力：评价学生对电磁学知识点的理解和应用能力，以及对问题的思考和解决能力.教师可以通过批改作业观察学生的思维过程和思考方式，及时给予帮助和指导[5].

（3）学习态度：评价学生的学习态度和学习积极性，包括是否认真完成作业、是否积极主动参与课堂活动、是否认真听取教师和其他学生的讲解等.教师可以通过观察和交流了解学生的学习态度和积极性，及时给予鼓励和支持.

3.4课堂互动评价

教师可以通过课堂上的互动评价学生的学习兴趣和参与度，以及学生的思维能力和表达能力.教师可以通过提问、讨论、小组活动等方式促进课堂互动.

3.5期末评价

教师可以通过期末考试或者综合评价来检验学生对电磁学的掌握情况和应用能力.期末评价可以是笔试或者综合评价的形式，包括平时成绩、课堂表现、作业和考试等多个方面的综合评价.

通过以上多种方式的评价，教师可以全面了解学生的学习情况和问题，及时给予帮助和指导，提高电磁学教学的效果和质量.

4结语

综上所述，在大概念理论的指引下进行高中物理电磁学教学，可以在很大程度上帮助学生提高学习效率和质量.

参考文献：

[1]李子根，彭晓春.大概念视角下创设物理情境的实践研究[J].中国现代教育装备，2023（22）：23-26.

[2]黄绍福.基于物理学科核心素养的大单元教学研究课例[J].广西物理，2022，43（04）：119-121.

[3]王志芳.大概念统领下高中概念物理课程大单元教学设计探索[J].中学物理，2022，40（05）：6-9.

[4]詹传华.基于核心素养的高中物理单元教学设计研究——以“电磁感应”单元为例[J].高考，2023（29）：156-158.

[5]温振锋.基于学习进阶的“电磁感应”单元学习过程设计[J].中学物理教学参考，2023（18）：48-50.