基于物理學科素養的高中物理電磁感應教學研究

黃悅

【摘 要】在新課改背景下，物理學科成為物理教學的根本目標，旨在培養學生終身學習和未來適應社會發展所具備的品格和能力。電磁感應是高中物理教學內容的重要組成部分，主要研究電與磁之間的關系。本文將基于培養學生物理學科素養，研究如何貫穿電磁感應教學環節，提高教學質量。

【關鍵詞】高中物理;學科素養;電磁感應

【中圖分類號】G631.1 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）21-0-02

進入21世紀以來，人才成為各國之間競爭的主要元素，加大人才培養和戰略儲備是各國國家開展的一場沒有硝煙的戰爭。物理是研究科學技術的主要途徑，也是人才培養所需的必備知識，因此，物理人才培養占據著重要的教育任務。在新時期教學形式下，學科核心素養成為教學的主要目的，培養科學精神，提高學習能力，發展學科思維，滿足學生全面發展所需。電磁感應章節是高中物理教學中的重難點內容，是高考試題考查內容選擇的“寵兒”。在物理課程不斷改革中，電磁感應章節的內容體系也隨之變動，將科學素養貫穿此部分內容教學，具有很強的實踐意義。

一、物理學科素養的概念界定

物理學科素養是學生學習物理過程中逐漸形成的基礎知識、關鍵能力和方法以及情感態度等方面的綜合表現，是從物理學角度體現出的物理學學科特性和品質，能夠滿足學生終身學習和未來適應社會所需能力。物理學科素養具體包括基礎知識、科學思維、科學探究以及社會責任四方面內容。

基礎知識包括物理基本概念和基本規律等;科學思維包括物理模型構建、推理論證、科學思維方法等，能夠從物質學角度對物理現象進行分析，運用思維方法實現內化等;實驗探究包括對實驗現象的解釋、交流和評估，能夠提出物理問題，形成猜想和假設，獲取和處理信息，在交流與評估中提升反思能力;社會責任意識包括對物理知識本質的理解、物理學習態度，利用物理知識解決生活實際問題，增強社會責任感。

二、物理學科素養下的電磁感應教學策略

（一）基于學科素養設置電磁感應教學目標和內容

為了促進物理學科素養發展，需要將基礎知識、科學思維、科學探究以及社會責任四方面內容貫穿電磁感應整個教學過程，以此為基礎，設置具體教學目標和內容。此部分基礎知識包括具體物理概和規律，像法拉第電磁感應定律、楞次定律等，都是物理基本知識框架的有機組成部分，通過不斷學習和應用，使學生對電與磁的物質觀、運動觀、能量觀形成深刻認識，并以此為工具，解決生活中電磁現象記錄與讀取信息的基本原理等實際問題。比如學習“法拉第圓盤”知識時，首先進行物理建模，將圓盤平面分割成無數條導體棒，利用等效法、微元法

等方法推導感應電動勢。另一方面，整合電磁感應的物理學史，端正學生物理學習態度，體會“物理與社會”的關系。鼓勵學生自主搜索電磁感應現象發展史料，像安培、科拉頓等，通過鮮活的實例分析促進思維品質和思想方法的發展，形成正確的物理科學史觀。

（二）創設物理學習情境，增強物理學習情感

情境教學對培養學生學科素養具有很重要的作用，物理概念建立、規律探索、思維發展、方法創新等都需要建立真實的情境。通過創設有價值的物理情境，引導學生從情感角度出發，用科學的思維方式對所觀察的物理現象進行重新加工，在諸多客觀情境中概括事物的共同屬性，抽象事物的本質特征，自主構建知識結構，發展科學思維能力。筆者認為教師可以創設問題情境，引導學生從物理情境中發現和提煉問題，在解決問題過程中進行猜想和假設，并調取自己已有知識實施探究計劃，最后通過數據分析得出問題結論。比如在“楞次定律”的教學中引入情境創設，通過“跳環”實驗引入“楞次定律”課題，將輕質鋁環套在可拆變壓器的鐵軛上，接通電源時會發現鋁環有跳起來的現象。之后拋出問題“為什么磁鐵在鋁管中下落比塑料管中慢呢？”激發學生認知沖突，產生探究欲望，促進思維能力發展。

（三）構建“知法并行”教學模式，提升學生科學思維方法

“知法并行”教學模式是物理教學中常用的教學模式之一，以教材中知識發展過程和其中蘊含的科學方法為基礎，整理出具體線索，使“知識線”和“方法線”同時展開，既促進了知識傳授，又實現了學習方法滲透。以“法拉第的圓盤發電機”教學為例，知識線包括“法拉第圓盤”物理模型構建、平面切割到線切割的轉化、線到模式的抽象以及電動勢規律的探究，對應的方法線分別為圖像法、線面轉化法、理想化模型法以及等效、構建、微元以及微積分法。通過該教學模式的實施，強化學生知識處理能力，掌握科學的物理思維方法，發展物理模型構建能力、科學推理能力、以及運用科學思維方法解決各類問題的能力，使所學物理知識結構化、自動化和策略化。

（四）通過實驗培養學生物理實驗及科學探究能力

物理是一門以實驗為基礎的科學性學科，物理實驗教學能夠培養學生科學探究能力、科學思維，對物理學科素養發展有很重要的推動作用。物理科學探究主要通過提出問題，對問題做出猜想和假設，研究問題并獲取和處理問題相關的信息，得出相關的物理規律，可以說物理實驗是一個系統學習和不斷加深理解的過程。在電磁感應教學環節，教材中設計了很多物理實驗，包括探究感應電流的產生條件、研究感應電流方向、通電自感、斷電自感等，在實驗教學實踐中，為了強化學生探究能力，提高探究興趣，可以將數字化技術與科學探究實驗相結合。比如利用DIS實驗系統演示自感對電路中電流的影響，直觀清晰地演示自感過程和現象，通過實驗數據的搜集、分析與處理，培養學生數據挖掘能力，感悟信息技術下的實驗探究過程，為今后開展更高層次的物理探究奠定基礎，提升科學探究能力。

綜上所述，本文從物理學科素養四個方面：基礎知識、科學思維、探究能力以及社會責任與意識的內容，結合電磁感應章節教學內容，分析了基于學科素養的教學目標設置、物理學習情境的創設、“知法并行”教學模式的構建以及物理實驗設計等教學策略的具體實施。希望通過本文研究能夠為高中物理教學改革研究提供一定借鑒價值。

參考文獻

[1]葉晟波.基于核心素養培養的高中物理教學設計——以“互感和自感”的教學為例[J].物理教學，2018，40（03）：22-25.

[2]黎國勝.基于“學科核心素養”的高中物理教學思考[J].教育科學論壇，2016（20）：68-71.

[3]郭麗艷.高中物理教學中電磁感應相關知識的融入教學方式[J].亞太教育，2016（21）：66-68.