核心素養視域下的物理概念教學

宋希波　田成良

摘 要：2017年新課標中，頒布了學科核心素養，倡導學科育人，教師應注重培養學生的能力和品格.概念是物理學的基石，它能深刻地反映事物的共同特征和本質屬性;在概念教學中，教師常把重點放在知識的傳授上，強化教學的結果，忽視了概念建立的過程，如何在概念教學中落實核心素養是廣大物理教師必須面對的問題.

關鍵詞：物理概念;建立過程;素養提升

文章編號：1008-4134（2019）14-0042中圖分類號：G633.7文獻標識碼：B

1 問題的提出

在初中物理磁感線的概念教學中，大部分教師直接引入磁感線的定義，不清楚引入磁感線的目的以及引入的時機，教學中只是傳授知識，沒有發展學生的思維和能力.2017年新課標提出了核心素養，并提出了學科育人的要求，課堂教學不僅是知識的傳授，而要以知識為載體，培養能力，發展思維，形成良好的價值觀念.因此，我們需要從學科育人的角度思考，扣心自問，本節課除了知識的傳授外，我們還要教給孩子什么？基于此，筆者嘗試優化磁感線概念建立的過程，在概念建立的過程中，發展學生素養，并取得了良好的效果.

2 教學創新

2.1 厘清引入磁感線的原因

以往的教學只注重磁感線的分布，只要能清晰地看到小磁針排成一條條線，能詳細地描述其特征即可，并沒有真正讓學生認識其作用，不明白為什么要引入磁感線？首先要厘清其作用，磁感線是用來描述磁場方向和強弱的模型，并且在描述磁場的過程中，根據需要適時引入，才能自然流暢，符合學生的認知規律，突破教學難點.因此，研究磁感線，需要從描述磁場開始.

通過前面的學習，我們知道，磁體周圍存在著一種“看不見摸不著”的特殊物質，那就是磁場.磁場的基本性質是對放入其中的磁體有力的作用，并規定其受力方向與N極在該點所受的磁場力的方向相同.基于此，我們若要研究磁場中某點的受力方向情況，可以就在某點放置小磁針，觀看其受力方向即可.我們發現，把小磁針放入不同的位置，它的N極指向并不相同，也就是不同的位置磁場的方向不相同，磁場的方向是雜亂無序的，這無疑增加了研究的難度，具體流程如圖1所示.

【評析】物理概念教學中，若沒有認識問題的本質，便不能有效地開展教學.在磁感線概念教學中，首先要明確引入磁感線的目的是方便描述磁場的方向，有效地確定了研究的起點，才能帶領學生從問題的起點出發，親歷概念建立的過程，才能抓住問題的本質.

2.2 建立磁感線概念三部曲

2.2.1 創設情境 從問題起點探尋

如何解決以上問題，在雜亂無序中，找到磁場的規律，并方便地對其描述呢？基于學生的認識特點，教師應該把學生帶到問題的源頭，也就是問題的起點開始研究.首先從簡單的條形磁鐵的磁場開始，根據前面學習的磁場知識，在條形磁鐵的周圍，放置小磁針（可以自由旋轉，如圖2所示），一個、兩個、三個……，逐漸在磁場周圍不同位置，放置更多的小磁針.板面上指針呈現出雜亂無章的方向，觀看各小磁針的方向（如圖3所示）.

2.2.2 抽象加工 在無序中找有序

面對圖3所示的雜亂無序的場景，給學生思考討論的時間，并用問題引導學生在無序中尋找規律：認真觀察圖3中的指針的方向，你有什么發現？接著帶領學生一起畫條形磁鐵的磁場方向.即把雜亂無章的小磁針的N極用箭頭進行描繪.學生總結：小磁針排成了一條條的線，這些線好像從磁鐵的N極出發，回到S極（如圖4所示）;離磁極越近，線越密，磁場越強等.為使規律更有普遍性，在磁體周圍，放置更多的小磁針——小鐵屑，排列的更有序，像是形成了整齊的“線”（如圖5所示）;以上實驗說明平面內的磁場有相同的特點;然后再利用立體的小磁針（如圖6所示），看立體空間的分布情況，仍排成了鮮明的 “線”.

磁場看不見摸不著，用畫線的方式即可形象直觀地描述磁場，用磁感線的疏密來表示磁場的強弱.在此基礎上，學生明白了畫線描述磁場的意圖，再對所畫的線進行定義——磁感線（如圖7所示）.最后，通過線段的疏密分布表示不同空間位置的磁場強弱.由此整個空間的磁場示意圖便呈現于整個平面圖紙上.條形磁鐵的磁場分布相對簡單，學生能夠比較容易地找到其中的規律.這樣就建立了磁感線的定義，曲線的疏密表示該點磁場的強弱.

最后結合物理學史，利用微課視頻介紹，早在19世紀法拉第就磁場與水流場等進行類比，引入了“場線”的概念，并通過實驗顯示出了磁感線的分布.法拉第的這種“用場線來形象直觀地描述場的分布”的思想方法是非常寶貴的，并一直被人們普遍地采用著.

【評析】本環節，讓學生對雜亂無章的磁針方向，進行歸納總結，對具體的情境進行抽象加工，培養了學生的對比觀察能力、分析歸納能力，實現了由具體到抽象模型的建立，有效地發展了學生的科學思維，也深刻理解了建立磁感線的必要性，掌握了知識的本質.

2.2.3 鞏固深化 拓展延伸促內化

在畫出了條形磁鐵的線圖之后，學生自然能夠遷移，讓學生根據分析U型磁鐵的磁感線的分布，兩人一組進行討論，畫出U型磁鐵的磁感線示意圖（如圖8所示）.然后再帶領學生經歷同名磁極，異名磁極的磁感線的建立過程（如圖9所示）. 最后依據上述的不同類型的磁感線分布圖，共同總結磁感線的基本特征：（1）磁感線越密，磁性越強;磁感線越疏，磁性越若;（2）在磁鐵外部，磁感線從N極出發，回到S極;（3） 磁感線不相交;（4）磁感線是虛擬線等規律，進而達到拓展鞏固的目的.

【評析】本環節對磁場線的分布進行了拓展，通過變式訓練，鞏固深化了磁感線知識的理解，并讓學生歸納總結磁感線的共同特點，以便靈活地使用磁感線.在此過程中，培養了學生的歸納能力，還有效滲透了建模的思想，感悟了建立物理模型法的巧妙.

總之，物理概念教學，應抓住問題的本質，帶領學生從問題的起點開始，經歷探究的過程，才能內化概念的內涵，在建立概念的過程中，發展學生的思維，培養學生的探究能力，有效落實核心素養.

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