核心素養(yǎng)視域下的物理規(guī)律教學(xué)

王華娟

【內(nèi)容摘要】物理規(guī)律是物理現(xiàn)象背后本質(zhì)的描述，提高學(xué)生的探究能力可以讓學(xué)生更好地發(fā)現(xiàn)物理現(xiàn)象背后的本質(zhì)規(guī)律。教師在高中物理教學(xué)中以實驗為載體，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力不僅可以讓學(xué)生更好的掌握物理知識本質(zhì)，同時也能促進學(xué)生物理觀念和思維能力的發(fā)展，對于提高學(xué)生物理學(xué)習(xí)效率有著關(guān)鍵的作用。筆者將以“楞次定律”一課為例，談一下如何培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究能力，幫助學(xué)生更好地掌握物理規(guī)律，供大家參考。

【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng)?楞次定律?物理規(guī)律?探究能力

物理規(guī)律反映了物理現(xiàn)象，物理過程在一定條件下發(fā)生和變化的規(guī)律，揭示了事物本質(zhì)屬性之間的聯(lián)系。有些聯(lián)系是顯性的，學(xué)生可以直接觀察和獲得，而有些聯(lián)系是隱性的，需要學(xué)生通過實驗探究和分析得出。因此，在課堂教學(xué)中，教師要創(chuàng)設(shè)合理的實驗情境，為學(xué)生鋪設(shè)好探究的臺階，降低學(xué)生思維的起點，讓學(xué)生參與到物理規(guī)律的發(fā)生過程中來。

一、設(shè)疑激趣，提高學(xué)生的主動性

物理實驗是理論形成和發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)，沒有物理實驗作為支撐，物理的理論也就無從談起了。高中物理教師要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，巧設(shè)懸疑，與學(xué)生已有的認知產(chǎn)生思維碰撞，從而激發(fā)學(xué)生的興趣，提高學(xué)生的主動性探究熱情。教材中“楞次定律”演示實驗以條形磁鐵、螺線管和電流計來進行感應(yīng)電流的探究，從不同實驗情境下的現(xiàn)象來進行感應(yīng)電流方向的判斷，從而推導(dǎo)出楞次定律。教材中的實驗比較中規(guī)中矩，在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生一般可以進行得出結(jié)論，探究過程沒有任何的趣味性。因此，筆者設(shè)計以下的實驗情境，將一個廢舊喇叭上拆下來的圓形磁鐵做成磁性小球，而另一個非磁性小球用普通的鐵球或鋁球都可以，將螺線管套在無底的透明塑料圓筒上，然后提問學(xué)生：兩個小球在同一高度由靜止下落，并經(jīng)過兩個一樣套著螺線管的透明塑料圓筒，那么兩個小球會同時落地嗎？學(xué)生認為可以，結(jié)果教師給學(xué)生進行實驗演示，并用手機記錄整個過程，通過慢放可以發(fā)現(xiàn)，磁性小球要比非磁性小球小落得慢，這是為什么呢？

通過學(xué)生熟悉的自由落體運動而得到不同的實驗結(jié)果，激發(fā)學(xué)生的興趣，讓學(xué)生產(chǎn)生強烈的探究欲望，從而實現(xiàn)學(xué)生真正地自主探究。

二、剖析現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)其背后的邏輯性

通過讓兩個小球通過套著螺線管的透明塑料圓筒實驗，發(fā)現(xiàn)磁性小球的速度減慢，要比非磁性小球落地晚。通過實驗慢放的細節(jié)處理，學(xué)生發(fā)現(xiàn)，磁性小球要比非磁性小球晚一些穿出套著螺線管的透明塑料圓筒，這說明螺線管對磁性小球有阻礙的作用。學(xué)生根據(jù)已經(jīng)掌握的安培力知識和感應(yīng)電流的知識，可以猜想是由于螺線管中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，從而導(dǎo)致磁性小球在下落中受到安培力的阻礙作用。教師在引導(dǎo)學(xué)生進行深入分析，在閉合的螺線管中產(chǎn)生感應(yīng)電流必然是螺線管中的磁通量發(fā)生了變化，當磁性小球進入螺線管的時候，螺線管中的磁通量增大，而當磁性小球離開螺線管的時候，螺線管中的磁通量減小，雖然螺線管中的磁通量“方向”沒有變化，但是磁通量大小的改變使得管中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，進而對磁性小球產(chǎn)生了作用力，導(dǎo)致小球的速度減小，不能與同一高度釋放的非磁性小球同時落地。通過實驗現(xiàn)象的剖析，可以讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)感應(yīng)電流與磁通量的方向無關(guān)，而是與磁通量的增減相關(guān)。教師用具體的實驗現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生步步為營的分析，符合學(xué)生的認知規(guī)律，可以讓學(xué)生的思維更平滑的向高階過渡，從而提高學(xué)生的邏輯推理能力。

三、深化實驗，凸顯“阻礙”本質(zhì)

楞次定律主要是指“感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化?！奔础皝砭苋チ簟钡囊?guī)律，但是學(xué)生普遍對“阻礙”不能有效理解，教師就事論事，理論講了一大堆，更增加了學(xué)生的困惑，究其原因還是楞次定律的表述太抽象，學(xué)生不能直接地感知到磁場和螺線管中的感應(yīng)電流，僅憑想象是很難理解透徹的。因此，教師可以給學(xué)生進行實驗創(chuàng)新，讓學(xué)生直觀的觀察“阻礙”現(xiàn)象，這樣更有利于凸顯出物理本質(zhì)規(guī)律，提高學(xué)生的實驗探究能力。教師可以用絕緣的細銅絲纏繞一個閉合的輕質(zhì)螺線管，并用兩根輕質(zhì)的絕緣塑料細繩吊在鐵架臺上，制成如圖所示的雙線擺，然后用條形磁鐵垂直穿過閉合銅絲螺線管，學(xué)生可以清楚地發(fā)現(xiàn)，當條形磁鐵靠近地的時候，銅絲螺線管會輕微的向遠離條形磁鐵的方向移動，表現(xiàn)出“排斥”，而在條形磁鐵遠離銅絲螺線管的時候，銅絲螺線管又會被條形磁鐵吸引一小段距離，表現(xiàn)出“吸引”。學(xué)生在結(jié)合右手螺旋定則判斷螺線管中的感應(yīng)電流方向，通過具體的“靠近——排斥、遠離——吸引”現(xiàn)象，有力地詮釋了楞次定律中的“阻礙”本質(zhì)：當條形磁鐵靠近銅絲螺線管的時候，銅絲螺線管中的磁通量會增大，因此螺線管通過排斥來阻礙磁通量的增大，反過來，當條形磁鐵遠離銅絲螺線管的時候，銅絲螺線管中的磁通量會減小，因此螺線管通過吸引來阻礙磁通量的減小。這樣，在具體的實驗現(xiàn)象面前，無需教師多言，學(xué)生自然而然地明白其中的道理和規(guī)律了。這樣，不僅能體現(xiàn)出學(xué)生的主動性，更能促進學(xué)生實驗探究能力的提升。

總而言之，在高中物理教學(xué)中，教師要以實驗為載體，通過創(chuàng)設(shè)實驗情境，引導(dǎo)學(xué)生積極地參與到物理實驗的觀察、操作過程中，并進行獨立思考，探究物理現(xiàn)象背后的本質(zhì)，不斷地讓學(xué)生通過實驗現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)其中的物理規(guī)律，促進學(xué)生思維能力的發(fā)展，提高學(xué)生的實驗探究能力，從而達到培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的目的。

【參考文獻】

[1] 李寶才.基于核心素養(yǎng)的高中物理教學(xué)初探[J].考試周刊， 2017（79）：161.

[2]徐田子.義務(wù)教育階段學(xué)生核心素養(yǎng)研究與分析[J]. 教學(xué)與管理， 2017（6）：1-4.

（作者單位：浙江省寧波市正學(xué)中學(xué)）