劉友洪 韓敘虹

摘 要：宏觀物理現(xiàn)象與微觀機制間的聯(lián)系是近幾年北京高考壓軸題的命題方向，以學(xué)生熟知的情景入手，搭建臺階，逐層推進，深入考察學(xué)生對所學(xué)知識的科學(xué)本質(zhì)和內(nèi)涵的理解，體現(xiàn)了高中物理課程標(biāo)準中的物理觀念（力和運動及能量守恒）和科學(xué)思維（模型建構(gòu)、科學(xué)推理和科學(xué)論證）兩大核心素養(yǎng).基于這樣的大背景下，在高考二輪專題復(fù)習(xí)中，進行“非原電池類電路的微觀解釋”的創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計：以“‘內(nèi)電壓去哪兒了？”疑問導(dǎo)入，通過建構(gòu)四個物理情景，由淺入深，逐層遞進，展開關(guān)于磁生電類的電源、電路問題的探討，讓學(xué)生運用動力學(xué)的方法及能量轉(zhuǎn)化守恒思想分析、處理磁生電類電路中電源內(nèi)部電場的產(chǎn)生、微觀力及微觀力做功與宏觀中相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，打通不同知識的“關(guān)節(jié)”和“通道”，整合知識，達到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力的目的.

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);模型建構(gòu);科學(xué)思維;能量守恒

1 問題的提出

近年來，北京高考物理壓軸題常?？疾閷W(xué)生對宏觀物理現(xiàn)象與微觀物理機制之間的聯(lián)系問題，常以學(xué)生熟悉的簡單情景入手，搭建臺階，逐層推進，引導(dǎo)學(xué)生深入思考所學(xué)知識的科學(xué)本質(zhì)和內(nèi)涵.考題重在考查學(xué)生對物理概念和物理規(guī)律的理解能力、建模能力，以及運用恰當(dāng)?shù)姆椒ㄟM行推理、論證的綜合能力，重點體現(xiàn)了物理觀念（力和運動及能量守恒）和科學(xué)思維（模型建構(gòu)、科學(xué)推理和科學(xué)論證）這兩大物理學(xué)科核心素養(yǎng).

正是在這樣的高考命題的背景下，筆者發(fā)現(xiàn)：學(xué)生在學(xué)習(xí)了全電路歐姆定律之后，再學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)中導(dǎo)體切割磁感線、磁流體發(fā)電機等磁生電的內(nèi)容時，盡管學(xué)生已具備掌握將電磁感應(yīng)通過可視為等效直流電路進行電路計算的能力，然而一旦牽涉到分析非原電池類電路中的微觀受力時，對全電路中的內(nèi)電壓、電源內(nèi)部電場的產(chǎn)生等內(nèi)容的認識與原電池的內(nèi)、外電壓的涵義存在認知上的沖突，特別是對物理模型的建構(gòu)以及能量轉(zhuǎn)化等問題上遇到極大的困難，很多物理概念似是而非，因為缺乏對物理本質(zhì)的認識，所以當(dāng)出現(xiàn)新情景時學(xué)生不免生搬硬套，不能順利地解答.正是基于以上學(xué)情，筆者認為在二輪復(fù)習(xí)教學(xué)中，很有必要開展關(guān)于探討磁生電類的電源、電路的宏觀與微觀之間聯(lián)系的專題復(fù)習(xí)課，取名為“非原電池類電路的微觀解釋”.本文將以此為詳細闡述該專題復(fù)習(xí)的教學(xué)設(shè)計.

2 基于物理核心素養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)重、難點

通過本專題的授課，主要達成如下教學(xué)目標(biāo)：①根據(jù)力產(chǎn)生的原因，會對磁生電類電路中電源內(nèi)部與外部的受力分析，特別是根據(jù)力和運動間的關(guān)系（動力學(xué)方法）處理力的平衡關(guān)系;②會根據(jù)功能關(guān)系，分析、處理各個力做功與電路中不同能量間的轉(zhuǎn)化關(guān)系;③根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律，分析各個能量間的定量聯(lián)系.從而最終實現(xiàn)打通不同知識的“關(guān)節(jié)”，整合知識，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維能力.由此確定本節(jié)的教學(xué)重、難點是運用動力學(xué)的方法及能量轉(zhuǎn)化守恒思想分析、處理磁生電類電路中電源內(nèi)部電場的產(chǎn)生、微觀力及微觀力做功與宏觀中相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系.