蔡藝娟

(漳州二中(閩師大附屬中學(xué)),福建 漳州 363000)

“核心素養(yǎng)”是指學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中所需具備的必備能力和素質(zhì),是學(xué)生終身發(fā)展的核心能力,包括批判性思維、溝通能力、合作精神、創(chuàng)新能力等[1].物理學(xué)科核心素養(yǎng)是物理學(xué)科育人價(jià)值的關(guān)鍵體現(xiàn),主要包含“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”4個(gè)要素[2].課堂教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要途徑,教師可以通過(guò)巧妙的教學(xué)設(shè)計(jì)和活動(dòng)安排,有針對(duì)性地培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng),為其綜合發(fā)展和未來(lái)的學(xué)習(xí)生活打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).本文以“電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用”教學(xué)為例,探討如何設(shè)計(jì)核心素養(yǎng)視域下的教學(xué)過(guò)程.

1 基于提升學(xué)生核心素養(yǎng)的教學(xué)內(nèi)容分析

“電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用”是《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》必修3模塊中“電磁場(chǎng)與電磁波初步”主題下的內(nèi)容.學(xué)生在初中階段的學(xué)習(xí),已經(jīng)掌握了閉合回路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)回路中會(huì)產(chǎn)生電流.在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前,學(xué)生已經(jīng)對(duì)磁通量的概念有了認(rèn)知,知道“電生磁”,已經(jīng)初步感知到電和磁相互作用、相關(guān)關(guān)聯(lián),但缺乏對(duì)該聯(lián)系本質(zhì)原因的了解,知識(shí)具有一定的片面性.本節(jié)課的任務(wù)是通過(guò)實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象,掌握感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件,體驗(yàn)科學(xué)探索中思想方法的重要作用,了解該現(xiàn)象在生活中的廣泛應(yīng)用和對(duì)現(xiàn)代社會(huì)的影響,體驗(yàn)科學(xué)知識(shí)在生活和科技中的應(yīng)用,理解科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)·環(huán)境的關(guān)系.

2 以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

2.1 實(shí)驗(yàn)引入,激發(fā)興趣

師:風(fēng)扇插上電,扇葉就能轉(zhuǎn)動(dòng).那如果我們反過(guò)來(lái),先轉(zhuǎn)動(dòng)扇葉,插頭會(huì)有電嗎?

【實(shí)驗(yàn)】(教具:小電扇)找同學(xué)進(jìn)行嘗試.一個(gè)學(xué)生手捏風(fēng)扇插頭上的金屬片,另一個(gè)同學(xué)撥動(dòng)扇葉轉(zhuǎn)動(dòng),讓捏插頭的學(xué)生感受下是否有電產(chǎn)生.

生:手有被電的感覺(jué),有電產(chǎn)生.

問(wèn)題1:還有其他方式可以證明電流的產(chǎn)生嗎?

生:可以連接小燈泡,看小燈泡能否被點(diǎn)亮.(小燈泡被點(diǎn)亮)

問(wèn)題2:電流是怎么來(lái)的呢?難道風(fēng)扇里有電源?

【深入】拆開(kāi)風(fēng)扇,可以看到電線一圈圈纏繞在一起,形成一個(gè)線圈.并且線圈邊上還有一個(gè)黑色的小方塊,這個(gè)方塊本質(zhì)是一個(gè)磁鐵.

問(wèn)題3:有線圈有磁鐵就有電流了嗎?

設(shè)計(jì)意圖:用有趣的實(shí)驗(yàn)引起學(xué)生的興趣.“未插電”但卻能出現(xiàn)“手被電、燈泡發(fā)亮”的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突,并結(jié)合一連串的問(wèn)題鏈,激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性.

2.2 回顧舊知,構(gòu)建橋梁

問(wèn)題1:能否利用磁鐵使銅線圈產(chǎn)生電流,使二極管發(fā)光?(器材:繞在紙筒上的銅線圈,兩端與二極管相連.)

生:回憶初中所學(xué)的知識(shí),思考通過(guò)磁鐵,應(yīng)該可以使線圈中產(chǎn)生電流,觀察到二極管發(fā)光的現(xiàn)象.

【實(shí)驗(yàn)】將磁鐵放入紙筒,手持紙筒兩端,快速沿紙筒方向晃動(dòng)紙筒,看到二極管發(fā)光.

設(shè)計(jì)意圖:教師對(duì)初中學(xué)生所掌握的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重演,構(gòu)架起初高中知識(shí)銜接的橋梁.通過(guò)引導(dǎo)并幫助學(xué)生體會(huì)“磁生電”實(shí)驗(yàn),增強(qiáng)學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的真實(shí)體驗(yàn)感,培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用能力,并進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的探知欲求.

2.3 模型構(gòu)建,回歸本質(zhì)

問(wèn)題1:如圖1所示,當(dāng)導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生磁感電流時(shí),哪些物理量發(fā)生改變?哪些不變?

圖1 電磁感應(yīng)模型

生:在該過(guò)程中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變,回路面積S發(fā)生改變.

設(shè)計(jì)意圖:將2.1和2.2的實(shí)際實(shí)驗(yàn)抽象提煉出物理模型,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件.該教學(xué)過(guò)程提升了學(xué)生建構(gòu)模型的能力.

2.4 實(shí)驗(yàn)探究,提升思維

問(wèn)題1:如何借助提供的實(shí)驗(yàn)器材(電流計(jì)、大線圈、小線圈(帶鐵芯)、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器、電源、導(dǎo)線等),進(jìn)行“感應(yīng)電流如何產(chǎn)生”的實(shí)驗(yàn)?

生:討論交流,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,大線圈稱為線圈B,和電流計(jì)兩端相連,形成回路.小線圈(帶鐵芯)稱為線圈A,和電源、開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器串聯(lián),形成閉合回路,實(shí)驗(yàn)方案如圖2所示.以小組為單位,進(jìn)行實(shí)驗(yàn).嘗試各種能夠使大線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流的操作.

圖2 實(shí)驗(yàn)圖

問(wèn)題2:通過(guò)實(shí)驗(yàn),能否填寫(xiě)完成下列表格?

生:交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果,將實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄在表格中.

表1 實(shí)驗(yàn)記錄表

生:分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)線圈B中的感應(yīng)電流和其磁場(chǎng)強(qiáng)弱變化有關(guān),當(dāng)B發(fā)生改變,S不變時(shí),會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流.

設(shè)計(jì)意圖:讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的,利用已有的器材,完成實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、記錄分析數(shù)據(jù)、歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論的過(guò)程,提升學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng),培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)推理能力.

問(wèn)題3:線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,此時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度B和線圈的面積S都沒(méi)有發(fā)生變化,那為何能產(chǎn)生感應(yīng)電流?

生:磁感應(yīng)強(qiáng)度B和線圈的面積S未發(fā)生變化,但兩者的夾角發(fā)生了改變.

問(wèn)題4:產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么?

生:磁通量發(fā)生變化.

設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生進(jìn)一步深入感受到感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件.通過(guò)讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察和分析,進(jìn)一步提高其觀察和數(shù)據(jù)分析處理能力,發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng).

2.5 融入物理學(xué)史,發(fā)掘科學(xué)精神

(對(duì)法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的過(guò)程進(jìn)行介紹,鼓勵(lì)學(xué)生表達(dá)自己的感悟)

生1:我對(duì)法拉第的勇氣和探索精神深感敬佩,他不斷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和觀察,最終發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象.這讓我明白了科學(xué)家的精神是多么的重要,他們的發(fā)現(xiàn)為我們的生活帶來(lái)了很多便利.

生2:法拉第的創(chuàng)造力也深深地感染了我.他通過(guò)對(duì)電磁現(xiàn)象的深入思考和實(shí)驗(yàn)探索,創(chuàng)造性地提出了電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理論,這展現(xiàn)了他的創(chuàng)新精神和獨(dú)立思考能力.我覺(jué)得這種創(chuàng)造力是科學(xué)家最寶貴的品質(zhì)之一,也是我在學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)時(shí)需要不斷培養(yǎng)和發(fā)展的品質(zhì).

設(shè)計(jì)意圖:在物理學(xué)史中,學(xué)生感悟到求真、求實(shí)、創(chuàng)新、細(xì)致、堅(jiān)持、勇敢的科學(xué)精神,發(fā)揮教育的育人功能.同時(shí),通過(guò)學(xué)科發(fā)展史的引入,學(xué)生也可以了解到科學(xué)知識(shí)的相對(duì)性和不斷發(fā)展的特點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和開(kāi)放心態(tài).

2.6 實(shí)踐應(yīng)用,感悟科技力量

(展示手搖發(fā)電機(jī))

問(wèn)題1:感應(yīng)電流的產(chǎn)生在實(shí)際生產(chǎn)生活中還有哪些應(yīng)用?這些應(yīng)用的原理是什么?

(演示手搖發(fā)電機(jī)發(fā)電,引導(dǎo)學(xué)生猜想其工作原理,利用課件展示發(fā)電機(jī)內(nèi)部構(gòu)造和工作過(guò)程.)

生:配合課件,分析手搖發(fā)電機(jī)發(fā)電的原理.

生:了解國(guó)內(nèi)的科技進(jìn)展.

設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)發(fā)電的介紹和分析討論,引領(lǐng)學(xué)生在具體實(shí)例中認(rèn)識(shí)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)和環(huán)境的關(guān)系,讓學(xué)生意識(shí)到新技術(shù)和新產(chǎn)品的產(chǎn)生和發(fā)展,其根本在于科學(xué)的進(jìn)步,使其了解到物理對(duì)社會(huì)進(jìn)步的推動(dòng)作用以及對(duì)現(xiàn)代社會(huì)產(chǎn)生的影響.在課堂上,讓學(xué)生感受到科學(xué)知識(shí)對(duì)生活和科技的巨大助力,激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)技術(shù)的興趣,培養(yǎng)他們的實(shí)踐能力.

2.7 課堂小結(jié)

問(wèn)題:通過(guò)本節(jié)課,你的收獲有哪些?可以解決什么問(wèn)題?(引導(dǎo)學(xué)生從知識(shí)和方法兩個(gè)角度進(jìn)行總結(jié))

設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生從知識(shí)、方法等方面回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)過(guò)程,提高學(xué)生的歸納總結(jié)能力,幫助學(xué)生體會(huì)學(xué)習(xí)既要關(guān)注學(xué)習(xí)結(jié)果,更要關(guān)注學(xué)習(xí)過(guò)程.通過(guò)自主歸納課堂內(nèi)容,使學(xué)生把握知識(shí)脈絡(luò),建立完整的知識(shí)結(jié)構(gòu).學(xué)生也在對(duì)自己的學(xué)習(xí)過(guò)程與收獲的審視與評(píng)價(jià)中認(rèn)識(shí)到物理學(xué)是基于人類有意識(shí)的探究而形成的對(duì)自然現(xiàn)象的描述與解釋,并需要接受實(shí)踐的檢驗(yàn).

3 結(jié)束語(yǔ)

核心素養(yǎng)的培養(yǎng)體現(xiàn)在教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié),在知識(shí)導(dǎo)入、講解、歸納總結(jié)等部分,均能夠通過(guò)合理的教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)學(xué)科的育人價(jià)值.教師在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí),可以通過(guò)設(shè)計(jì)具有挑戰(zhàn)性和啟發(fā)性的問(wèn)題,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng)和批判性思維的提升.也可以設(shè)計(jì)實(shí)踐性的任務(wù)和項(xiàng)目,讓學(xué)生在實(shí)際操作中培養(yǎng)合作精神和溝通能力,促進(jìn)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力和溝通表達(dá)能力的提升.教師還可以通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行跨學(xué)科的綜合性探究和研究項(xiàng)目,培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)和跨學(xué)科思維能力,促進(jìn)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識(shí)的提升.此外,教師可以在教學(xué)中引入學(xué)科發(fā)展史,讓學(xué)生了解科學(xué)知識(shí)的建構(gòu)過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的敬畏之心和求知欲,幫助學(xué)生理解科學(xué)知識(shí)與社會(huì)發(fā)展的關(guān)系,促進(jìn)學(xué)生的科學(xué)社會(huì)責(zé)任感和科學(xué)精神的培養(yǎng).教育的目標(biāo)不僅僅是傳授知識(shí),更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)和品格.因此,教師要以“育人”為目標(biāo),開(kāi)展核心素養(yǎng)視域下的教學(xué),方能體現(xiàn)教育的真諦.