梅建芬

(江蘇省常州市武進(jìn)區(qū)湖塘實(shí)驗(yàn)中學(xué),江蘇 常州 213161)

學(xué)科核心素養(yǎng)是一種學(xué)科內(nèi)在品質(zhì),是在應(yīng)對現(xiàn)實(shí)情境問題時,表現(xiàn)出的解決問題的一種能力．物理學(xué)科核心素養(yǎng)是物理課程目標(biāo)的集中體現(xiàn),是在物理學(xué)習(xí)過程中逐步具備的良好的思維品質(zhì)、掌握的科學(xué)探究方法、形成的物理觀念以及養(yǎng)成的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任．

教材解讀,是指教師通過教材的認(rèn)真閱讀,進(jìn)行細(xì)致、精確的分析,從而實(shí)現(xiàn)對教材意義準(zhǔn)確、透徹的理解和把握．解讀時要求挖掘教材內(nèi)容的內(nèi)在價值,保證教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)性;發(fā)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的知識結(jié)構(gòu),探索教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計思路;強(qiáng)化思維訓(xùn)練,真正形成能力,實(shí)現(xiàn)知識遷移．

作為一名一線教師,筆者一直以來最感興趣的是如何設(shè)計出這樣一份教學(xué)設(shè)計:這份教學(xué)設(shè)計應(yīng)充分挖掘出教材內(nèi)含的“教學(xué)價值點(diǎn)”,同時這份教學(xué)設(shè)計在課堂教學(xué)的實(shí)踐環(huán)節(jié)中必須也是可行的,是具有把教師的“教學(xué)理想”轉(zhuǎn)化為有效“教學(xué)現(xiàn)實(shí)”的可行性．所以筆者思考最多的是從教材中挖掘什么?怎么實(shí)現(xiàn)?前者把思維引向教材解讀;后者則把思考指向教學(xué)達(dá)成．筆者以“磁體與磁場”為例,嘗試通過對教材與課程標(biāo)準(zhǔn)的深度解讀，聚焦于學(xué)科關(guān)鍵能力與核心素養(yǎng),重視學(xué)生的經(jīng)歷和體驗(yàn),重視物理學(xué)科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成與培育,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行教學(xué)流程分析與教學(xué)設(shè)計的創(chuàng)新突破．

1 教材分析

1.1 教材地位分析

“磁體與磁場”是初中物理電磁學(xué)的基礎(chǔ)與啟蒙,本節(jié)教材內(nèi)容包括了磁體的基本性質(zhì),磁場的概念和磁感線模型的構(gòu)建等內(nèi)容,這些內(nèi)容既是全章核心,又是貫穿全章的主要線索,為以后電磁聯(lián)系的學(xué)習(xí)活動進(jìn)行充分準(zhǔn)備,所以本節(jié)內(nèi)容既是本單元教學(xué)的重點(diǎn),同時也是高中學(xué)習(xí)電磁學(xué)的重要基礎(chǔ)．

1.2 編寫意圖

磁體與磁場對于初三學(xué)生而言是一個即熟悉又陌生概念,熟悉的是學(xué)生從小就玩過“吸鐵石”,陌生的是因?yàn)閷W(xué)生沒有對其中的知識與原理等進(jìn)行更深入的探究和學(xué)習(xí)．因此,如何針對學(xué)生對“磁體與磁場”的熟悉而陌生的現(xiàn)狀進(jìn)行活動的開展和能力的滲透是教材編寫中最重要考慮與滲透的問題．蘇科版教材編寫者對這一方面的思考與處理本身就是一個非常好的教學(xué)設(shè)計案例.(1) 教材首先通過一代科學(xué)巨匠愛因斯坦在他的回憶錄中寫的一個故事引出了磁體與磁場的基本概念,拉近了與學(xué)生之間的距離．(2) 教材十分注重學(xué)生的親身體驗(yàn)與感悟,注重概念的建構(gòu)與知識產(chǎn)生過程,教材安排了3個學(xué)生活動:活動1:認(rèn)識磁體——通過實(shí)驗(yàn)活動認(rèn)識磁性、磁極、磁極間的相互作用等一些基本磁體的基本概念與性質(zhì)；活動2:用小磁針探究磁體周圍的磁場——通過探究讓學(xué)生認(rèn)識到磁場是有方向的且周圍各點(diǎn)的磁場方向一般是不同的；活動3:用鐵屑探究磁體周圍的磁場——通過鐵屑磁化為小磁針,提出借助磁感線來描繪磁場．3個活動層層遞進(jìn),符合學(xué)生從認(rèn)識磁場到怎樣研究磁場再到如何描述磁場這一認(rèn)知邏輯,活動2與活動3建立在活動1基礎(chǔ)之上,用小磁針與鐵屑在描述磁場上又優(yōu)勢互補(bǔ),從而使學(xué)生對磁場有較深刻的認(rèn)識．教材旨在通過一系列的探究活動讓學(xué)生掌握學(xué)習(xí)科學(xué)知識的途徑與方法,同時在探究過程中讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究中的艱辛和發(fā)現(xiàn)的樂趣．(3) 教材在最后“讀一讀”內(nèi)容中安排“地磁場”來呼應(yīng)篇首的小愛因斯坦提出的問題并在“生活·物理·社會”中介紹了中國的四大發(fā)明,對學(xué)生進(jìn)行了中華民族文化與愛國主義教育．

1.3 教學(xué)目標(biāo)分析

(1) 知識與技能.知道磁體的基本性質(zhì),知道磁體周圍存在磁場;知道磁感線可以用來形象地描述磁場,知道磁場、磁感線方向的規(guī)定;知道地球周圍有磁場以及地磁場的南北極．(2) 過程與方法.經(jīng)歷探究磁體的基本性質(zhì),用小磁針和鐵屑來探究“磁場”,用磁感線模型來描述磁場,進(jìn)一步學(xué)習(xí)“類比法”、“轉(zhuǎn)換法”、“理想模型法”等科學(xué)思維方法．(3) 情感、態(tài)度和價值觀.通過了解我國古代與現(xiàn)代對磁的研究方面取得的成就,對學(xué)生進(jìn)行中華民族文化和愛國主義教育，同時培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作與探索精神．

1.4 重點(diǎn)、難點(diǎn)及其突破策略

磁場是看不見、摸不著的,如何研究磁場,認(rèn)識磁場,并讓學(xué)生真正理解為什么要構(gòu)建“磁感線”這一重要的物理模型,是本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn),也是難點(diǎn)．在教學(xué)中可以采用由淺入深,循序漸進(jìn)的方法設(shè)計一系列的探究活動讓學(xué)生經(jīng)歷探究磁場的整個過程,從無形的場到有形的鐵屑的分布,從平面到立體,從具體到抽象,從學(xué)生的探究到多媒體的展示,從個體獨(dú)立的探究到小組的合作交流,逐層深入,階梯推進(jìn),有效突破重點(diǎn)、難點(diǎn)．

2 學(xué)情分析

2.1 學(xué)習(xí)基礎(chǔ)分析

對于簡單的磁現(xiàn)象,學(xué)生在小學(xué)科學(xué)課上已經(jīng)初步接觸過,在8年級物質(zhì)的物理屬性中學(xué)生也初步了解了磁體具有磁性,另外學(xué)生在日常生活中以及用具、玩具中經(jīng)?？吹酱朋w的應(yīng)用,例如“指南針”“冰箱貼”“門吸”“磁畫板”等,所以學(xué)生對磁并不陌生,這是本節(jié)課開展教學(xué)的知識起點(diǎn),但學(xué)生由于直接經(jīng)驗(yàn)與認(rèn)知水平的局限,學(xué)生對磁現(xiàn)象的了解只停留在表面,獲得的磁現(xiàn)象也是碎片化的,并沒有形成系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu),更不能從磁場的角度來認(rèn)識磁現(xiàn)象,這是本節(jié)課教師需要關(guān)注的學(xué)生認(rèn)知的邏輯起點(diǎn)．

2.2 學(xué)習(xí)困難分析

概念的抽象性：初中學(xué)生是首次接觸“場”這個概念,學(xué)生對“場”這種物質(zhì)形態(tài),看不見,摸不著,缺乏相應(yīng)的直接經(jīng)驗(yàn)與感受,難以理解;方法的綜合性：磁場探究實(shí)驗(yàn)涉及的思想方法比較多,而且實(shí)驗(yàn)的技巧性很強(qiáng),本節(jié)課不僅要教給學(xué)生一種將抽象的內(nèi)容具體化的研究方法,并且要引導(dǎo)學(xué)生如何進(jìn)行探究,如何用規(guī)范科學(xué)的物理語言描述現(xiàn)象;初中生的認(rèn)知特點(diǎn)：9年級學(xué)生顯著的心理年齡特征主要表現(xiàn)為具有強(qiáng)烈的求知欲,好奇心強(qiáng),好問,喜歡動手進(jìn)行實(shí)驗(yàn),但概括能力與空間想象能力相對還比較欠缺．

3 教學(xué)流程分析

本課的教學(xué)將按照我校自主學(xué)習(xí)型課堂建設(shè)的要求展開,以教學(xué)案為載體,先學(xué)后教、先思后導(dǎo),并堅(jiān)持“以學(xué)生為主體、以思維為主攻、以探究為主線”的教學(xué)原則．教師成為學(xué)生學(xué)習(xí)的組織者、引導(dǎo)者、合作者,讓學(xué)生在親自動手、動腦、動口參與探究活動的過程中經(jīng)歷問題的發(fā)生、發(fā)展和解決過程,給學(xué)生足夠的思考、嘗試、交流的時間和空間,讓學(xué)生參與熱烈的討論、專心地探究,積極地交流,快樂地分享,在動靜結(jié)合中讓學(xué)生完成對知識的自我建構(gòu)，具體如圖1.

圖1 教學(xué)流程圖

3.1 自主研讀初步學(xué)：任務(wù)驅(qū)動,嘗試學(xué)習(xí)

預(yù)先設(shè)計一份適合學(xué)生學(xué)情,適合學(xué)生自主學(xué)習(xí)的學(xué)案,讓學(xué)生根據(jù)“學(xué)案”有針對性、有選擇性地閱讀教材,了解本節(jié)所應(yīng)用的概念、知識,構(gòu)建初步的淺層次的知識框架．

鑒于學(xué)生對磁體的原有認(rèn)知和生活中已經(jīng)積淀的體驗(yàn),在學(xué)案的設(shè)計中把探究磁現(xiàn)象放在了自主學(xué)習(xí)的重點(diǎn)．學(xué)生利用教師提供的實(shí)驗(yàn)器材在課前嘗試完成對磁體的基本性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探究并完成嘗試解題．在自主學(xué)習(xí)檢測中設(shè)計這樣一題來進(jìn)行檢測和應(yīng)用提升:有兩個形狀、大小都一樣的鋼棒,已知一根有磁性一根沒有磁性,請問你能用什么方法進(jìn)行區(qū)分．設(shè)計這樣一道情境應(yīng)用題,可以滿足每個層面學(xué)生的應(yīng)用提升,例如大部分學(xué)生一般都會想到通過磁體的吸鐵性或指向性來判斷磁性的有無,也有學(xué)生可能會借用已知磁體,用磁體間的相互作用規(guī)律來判斷磁性的有無．為了進(jìn)一步提升學(xué)生對磁體基本性質(zhì)的應(yīng)用和理解,課堂交流環(huán)節(jié)可以追問設(shè)計更高層次問題:你能否不借助其他器材來判斷這兩根鋼棒中哪一根具有磁性?此問題的解決需要學(xué)生綜合應(yīng)用“磁體磁極部位磁性最強(qiáng),中間部位磁性最弱”的性質(zhì)來解決．而由于這個性質(zhì)比較隱性,在很大程度上需要學(xué)生深入分析這種性質(zhì)下所產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,對學(xué)生的思維分析、信息采集辨析能力都有較高要求的訓(xùn)練和提升．

通過自主研讀學(xué)生在課前就能解決力所能及的問題,學(xué)在教前,以學(xué)定教,使課堂真正做到高效同時又爭取了更多的時間讓學(xué)生可以在課堂上充分展示交流,讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人、發(fā)展的主體．

3.2 合作探究深化學(xué)：層層探究,升華認(rèn)知

磁場概念是電磁學(xué)的核心概念之一,它對后續(xù)知識的學(xué)習(xí)都有著關(guān)鍵性的作用．磁場概念的學(xué)習(xí)過程,也是一個典型的物理知識的建構(gòu)過程,其中蘊(yùn)含著豐富的物理思想與方法，讓學(xué)生經(jīng)歷這個過程,將有助于提高學(xué)生的物理素養(yǎng)，所以根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,筆者將“了解磁文化——感受磁現(xiàn)象——探究磁本質(zhì)——構(gòu)建磁模型——應(yīng)用磁知識”整個教學(xué)設(shè)計線索貫穿始終,首先從愛因斯坦在他的回憶錄中寫的問題開始,到學(xué)生最后能提出更多的問題結(jié)束,從最古老的司南到最現(xiàn)代的磁懸浮列車,激勵學(xué)生學(xué)有所成,回報祖國．設(shè)計的目的是想讓學(xué)生感悟到對事物有好奇心、對事物的原委的探究的欲望就是一切偉大成就的原動力．

由于學(xué)生對磁場的認(rèn)知和磁場性質(zhì)的探究才是本節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn),在磁場探究過程中,筆者將以活動為主線采用“初探磁場、感受磁場→類比遷移、方法啟迪→再探磁場、顯示磁場→合作交流、描繪磁場”的教學(xué)流程來突破重難點(diǎn)．

初探磁場、感受磁場:磁場是實(shí)實(shí)在在存在的,只是它看不見摸不著,學(xué)生在平時的生活中很難感受到磁場的存在.為此,為了促使學(xué)生對磁場的認(rèn)知和探究,教學(xué)中第1步要讓學(xué)生實(shí)實(shí)在在地體驗(yàn)磁場的存在．

類比遷移、方法啟迪:在學(xué)生已經(jīng)感受到磁場是實(shí)實(shí)在在存在的情況下,如何激發(fā)學(xué)生對磁場探究的思維是關(guān)鍵所在．可以啟發(fā)學(xué)生可以通過有形的紙帶飄動來顯示無形的風(fēng),類似地同樣我們可以借助于磁場對小磁針的作用來顯示磁場的存在,在這個過程中,我們一方面用問題啟發(fā)學(xué)生的思維,激發(fā)學(xué)生的探究熱情,另一方面可以讓學(xué)生再次感受轉(zhuǎn)換法這一物理思想方法的價值和使用．

再探磁場、顯示磁場:在學(xué)生獲知使用小磁針可以來顯示磁場的性質(zhì)以后,我們的任務(wù)就是讓學(xué)生用自己的行動和智慧來探究磁體周圍的磁場分布,學(xué)生嘗試完成圖2(a)各點(diǎn)小磁針位置的繪制,并建立磁場是有方向的,而且磁場各點(diǎn)的磁場方向一般不同的認(rèn)知．在完成小磁針初步探究條形磁體磁場分布的活動以后,需要進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生對磁體磁場的深入了解,并學(xué)會用物理術(shù)語來描述磁場,而這個環(huán)節(jié)是學(xué)生能力提升的關(guān)鍵之處．教師可以追問沒有放小磁針的地方是不是沒有磁場?如果想知道該怎么辦?小磁針體積這么大,放的位置是有限的,在這樣的情況下,我們該怎么辦呢?教師把這個思維困惑還原給學(xué)生,而學(xué)生也針對小磁針過大的缺陷進(jìn)行思考和改進(jìn),學(xué)生會很快想起一開始所做的磁化實(shí)驗(yàn),借此想到利用磁化后的鐵屑來進(jìn)一步探究磁體周圍的磁場分布，如圖2(b)、(c)．在這一過程中學(xué)生經(jīng)歷了思維困惑的呈現(xiàn)、建構(gòu)知識的應(yīng)用和對比、思維深度和廣度的擴(kuò)展,最終激發(fā)了思維困惑的解決,而且每個學(xué)生都會非常樂意參與到實(shí)驗(yàn)的再次探究之中,最終獲知如圖2所示的探究成果圖．

合作交流、描繪磁場:在以上探究的基礎(chǔ)上我們需要進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生對圖像的分析和思考,引領(lǐng)學(xué)生通過建模法來用假想的曲線來描述磁場的分布．這兒可以組織學(xué)生討論交流,召開磁場發(fā)布會,教師引導(dǎo)學(xué)生來評價方案、優(yōu)化方案,在全班學(xué)生充分交流討論的基礎(chǔ)上整合形成對磁場有方向有強(qiáng)弱的認(rèn)識,磁模型的構(gòu)建也水到渠成．投影動畫強(qiáng)調(diào)磁感線的特征(假想、疏密、方向)．教師演示立體磁感線模型板上的小磁針在磁體周圍空間排隊(duì),讓學(xué)生了解磁場空間性，如圖3(a)．

3.3 檢測總結(jié)鞏固學(xué)：總結(jié)反思,內(nèi)化提升

一般在這個環(huán)節(jié),應(yīng)該讓學(xué)生練習(xí)幾個題目鞏固基本知識,但筆者認(rèn)為針對這節(jié)課,題目的練習(xí)并不重要．學(xué)科知識、思想方法和能力是物理教學(xué)的3大要素,而思想方法則是物理教學(xué)的精髓和靈魂．物理教學(xué)的目的是豐富學(xué)生的智慧,學(xué)生的智慧集中表現(xiàn)在對物理思想方法的深刻領(lǐng)悟和自覺運(yùn)用上．所以在這個環(huán)節(jié)可以讓學(xué)生總結(jié)反思認(rèn)識磁場、描繪磁場的過程與方法,然后教師在學(xué)生認(rèn)知的情況下進(jìn)行精講點(diǎn)撥內(nèi)化提升:從把1個小磁針放在磁場中幾個不同的位置北極指向不同知道磁場是有方向的→借助更多的小磁針,從面上了解了磁場的分布情況→借助于立體的磁感線模型知道磁場的分布是一個空間的概念→從點(diǎn)到線到面到體,看不見又摸不著的磁場逐步清晰明了,露出了磁場真面目→在此基礎(chǔ)上從復(fù)雜的現(xiàn)象中又可以抽象出最本質(zhì)的磁感線模型來形象地描繪磁場的方向及其分布(如圖2)．其實(shí)這就是研究物理問題的方法,從簡單到復(fù)雜再到簡單,我們不僅可以用這樣的方法來研究條形磁體的磁場，也可以用同樣的方法研究蹄形磁體、異名磁極、同名磁極的磁場．通過這個環(huán)節(jié)使學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力得到訓(xùn)練和提升,學(xué)生的動手操作能力也得到訓(xùn)練和發(fā)展,最為關(guān)鍵的是,學(xué)生的物理建模思想能得到激發(fā)和應(yīng)用.

最后可以對應(yīng)本節(jié)課的目標(biāo),組織學(xué)生對本節(jié)學(xué)習(xí)進(jìn)行小結(jié),請學(xué)生談一談:“從最古老的司南到磁懸浮列車,你有什么收獲?”“磁還有哪些應(yīng)用”“你還想探究哪些新的問題?”

3.4 學(xué)科領(lǐng)跑提升學(xué):課后探究，拓展延伸

設(shè)置課后探究,使“課堂留味”,以收“課雖停而思未止”之效．

探究1.在神舟5號載人飛船成功巡天之后,華夏兒女的下一個目標(biāo)是登上月球,關(guān)于月球上的物理現(xiàn)象和規(guī)律,同學(xué)們提出了很多問題和猜想,如果要研究月球周圍的磁場,你打算研究哪些問題?你的猜想是什么?如何進(jìn)行研究?

探究2.學(xué)完了電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象這兩種現(xiàn)象后,請嘗試找出這兩種現(xiàn)象之間的聯(lián)系,深入思考一下,也許你會有新的發(fā)現(xiàn).

圖2 條形磁體磁場模型構(gòu)建示意圖

4 兩點(diǎn)思考

4.1 教學(xué)設(shè)計要基于教材解讀指向教學(xué)達(dá)成

教學(xué)設(shè)計與教材解讀兩者相輔相成,解讀是設(shè)計的基礎(chǔ)與前提,一份好的教學(xué)設(shè)計依賴于準(zhǔn)確、到位的教材解讀．優(yōu)秀的教學(xué)設(shè)計是有效課堂教學(xué)的基本前提,它體現(xiàn)了設(shè)計者對教材的獨(dú)立解讀,對教育的獨(dú)特理解,對學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的準(zhǔn)確把握．把握了教材設(shè)計意圖,就可以靈活地根據(jù)教材特點(diǎn)選擇適合的教學(xué)策略來實(shí)施教學(xué).這樣的策略一定是打破常規(guī)的、程序化的策略,一定是基于學(xué)生問題有利于學(xué)生激發(fā)興趣,發(fā)揮其主動性的策略,一定是有利于提高教學(xué)效果的策略．教師的導(dǎo)學(xué)、引問、啟疑、傳知等策略,都要讓學(xué)生真切地感覺到:這一切純粹是出于他們“自我發(fā)展的需要”而非教師“單方面教的要求”．唯有大雪無痕,才能潤物細(xì)無聲．

本節(jié)課,筆者基于這樣的認(rèn)識確定了本節(jié)課的實(shí)施策略:首先從正在舉行的物理科技節(jié)的元素引導(dǎo)學(xué)生探索電與磁之間的聯(lián)系,再通過磁控開關(guān)來控制電路把前面所學(xué)的知識與即將探究的建立一種聯(lián)系,打開一個通道,設(shè)計的目的是想讓學(xué)生感悟到對事物有好奇心、對事物的原委有探究的欲望,這是一切偉大成就的原動力;其次在整個教學(xué)過程中將“感受磁現(xiàn)象——探究磁本質(zhì)——構(gòu)建磁模型——應(yīng)用磁知識”整個思維貫穿始終．從點(diǎn)到線到面到體,磁場的真面目逐漸水落石出,這樣的設(shè)計,學(xué)生一定會想和磁場繼續(xù)“約會”,繼續(xù)探究的.

4.2 課堂教學(xué)要基于問題實(shí)際指向?qū)W生素養(yǎng)提升

學(xué)科知識、思想方法和能力是物理教學(xué)的3大要素,而思想方法則是物理教學(xué)的精髓和靈魂．通過對教材與課程標(biāo)準(zhǔn)的深度解讀,筆者把思考的重點(diǎn)開始聚焦于本節(jié)課最有價值的一點(diǎn):重視學(xué)生的經(jīng)歷和體驗(yàn),重視物理學(xué)科的核心素養(yǎng)的養(yǎng)成．物理教學(xué)的目的是豐富學(xué)生的智慧,學(xué)生的智慧集中表現(xiàn)在對物理思想方法的深刻領(lǐng)悟和自覺運(yùn)用上．基于這一認(rèn)識,教學(xué)重點(diǎn)放在學(xué)生自主探究磁體的基本性質(zhì),磁場的顯示與描述等問題探究上,讓學(xué)生經(jīng)歷淺顯的感覺、知覺、表象的感性認(rèn)識到需要深入判斷、推理、建模的理性思維,讓學(xué)生抽絲剝繭,抓住事物的本質(zhì),將活動背后的思維的經(jīng)歷與體驗(yàn)貫穿于教學(xué)始終．從現(xiàn)象到本質(zhì)，到模型的建構(gòu)，到方法的應(yīng)用,其實(shí)這就是研究物理問題的方法,通過這樣的問題設(shè)計使學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力得到訓(xùn)練和提升,最為關(guān)鍵的是,學(xué)生的物理建模思想能得到激發(fā)和應(yīng)用,同時也啟迪學(xué)生向物理學(xué)習(xí)的智慧深處行走．