初中物理“電與磁”核心概念教學的學習進階研究

譚振興

【摘要】物理教學的基礎，就是核心概念教學，核心概念教學能幫助學生更好地把握物理現象和物理屬性的本質特征。但在初中階段，學生還缺乏良好的認知結構，不知道該選擇什么樣的物理規律來解答和分析物理問題。本文以初中物理“電與磁”的核心概念為例，對基于學習進階的教學設計進行了探討。

【關鍵詞】學習進階;核心概念;初中物理;電與磁

在較大時間跨度內，學生對某一主題的研究所遵循的思維路徑，是連續的、逐漸深入的。而學習進階與學生的思維發展規律相符，是圍繞核心概念由淺入深的進階過程，是在對同一主題概念的學習時，學生所遵循的典型的、連貫的學習路徑。在物理教學中，學習進階的恰當使用，能幫助學生組織一系列概念，并對系統的知識結構進行建構。本文通過初中物理“電與磁”的核心概念的學習進階構建，對學生分析問題和解決問題的能力進行培養。

一、建立“電與磁”學習進階的必要性

（一）培養學生分析問題和解決問題的能力

在初中物理教學中，通過系統的學習，學生能記住一些陳述性的知識，如概念、公式和定理等，但這往往是一些感性的認識，學生不知道該如何選擇哪條物理規律來解答具體的問題。

而學生綜合解決問題能力的提高，并非是對學習知識內容的簡單拓展，而是更合理的組織知識體系。根據新課標要求，初中物理中“電與磁”的內容具有較強的綜合性，如比較嚴謹的安倍定則、磁場等基礎知識及其應用，能將學生學習物理的興趣激發出來，培養學生分析問題和解決問題的能力。

（二）利用核心概念，為學生可持續學習提供了資源

“電與磁”這一章主要是對電磁感應及其應用、磁現象等進行了教學。以磁場為主線，以學過的電學知識為基礎，對電與磁的相互作用與相互聯系進行了揭示，既有效拓展了前面學過的電學知識，同時又對后面有關電能知識的學習夯實了基礎，并對電與磁的三個核心概念進行了構建。 “電與磁”的三個核心概念，是聯系初中電與磁諸多概念、規律的關鍵，對電與磁的全部內容進行了濃縮，并對電與磁的本質進行了揭示。

初中學生受制于自身的思維發展特點，還不具備直接理解事物間內在聯系的能力。而通過“電與磁”核心概念的學習進階的構建，可幫助學生深刻領悟各個知識點之間的聯系，進而更透徹地理解電與磁的知識，為學生可持續學習提供了資源。

二、“電與磁”核心概念學習進階的構建

（一）學習進階一：核心概念“磁場”的學習進階

“磁場”的核心概念主要是由三部分內容構成，既“磁現象”“磁場”和“地磁場”，而這一部分是初中電與磁知識學習的基礎，能為學生奠定牢固的知識基礎，更好地理解后續的電磁現象和電磁聯系知識。本部分內容能建立磁場的概念，使學生熟悉和掌握生活中的電磁現象，幫助學生深刻感悟磁場這種看不見、摸不著的物質。利用實驗進行感知，并透過事物的現象認識其本質。在小學階段，學生已經涉及到一些簡單的磁現象，并逐步積累了有關磁體的磁性、磁極等方面的知識，擁有了豐富的感性經驗，所以比較容易開展下一步的學習。而初中階段關于此磁的全新的內容是用磁感線描述磁場的存在。由于初中生對“場”這個概念首次接觸，所以學習起來具有較大的難度。而通過核心概念“磁場”的學習進階的構建，能幫助學生更好的掌握該方面的知識。

1.通過觀察和探究實驗，以生活中常見的磁現象為著眼點，對磁如磁性、磁極、磁極間的相互作用，以及磁在生活中的廣泛運用進行分析，并對電磁的一些基本性質進行總結和思考。

2.從磁場的基本性質出發，如放入其中的磁鐵產生力的作用，對“磁場”這一特殊物質存在的真實性進行感知。

3.將若干個小磁針放置在條形磁鐵周圍，對磁針N極的不同指向進行觀察，表示磁場具有方向性，并說明是如何規定磁感線的方向的。

4.在此基礎上，對于條形磁鐵、蹄形磁鐵周圍的磁場，用鐵屑進行形象地展現，對磁場用帶箭頭的曲線進行描述，而這些帶箭頭的曲線就叫磁感線，作為一個物理概念，磁感線是對磁場的描述，更好地啟發和引導學生，能對學生抽象思維能力進行培養。

5.在磁場的作用下，磁針恒指向南北，表示地球本身就是一個大磁體。

通過以上“磁場”核心概念的學習進階的構建，對學生可能經歷的思維過程進行了展現，從之前模糊的生活經驗，逐漸進階為對“磁”這一物理概念的準確認識。通過對磁場認知結構的構建，將學生的學習興趣激發出來，進而能對學生分析問題和解決問題的能力進行培養。

（二）學習進階二：核心概念“電生磁”的學習進階

核心概念“電生磁”包括了以下方面的知識：電流磁場的基礎知識和電磁鐵及其應用。在教科書的基礎上，對磁場、電生磁的關聯充分利用，并由此對“電生磁”的學習進階進行構建：

1.學習其他電磁現象，如電流的磁效應。利用奧斯特實驗，在學習磁體、磁場的前提下，啟發學生認真觀察小磁針的變化，并對產生這種現象的原因進行解析。讓學生充分地意識到小磁針發生偏轉的原因是電流產生磁場，由此充分認識電與磁之間的相互關系。

2.電與磁的基礎知識為安培定則，安培定則的重點是通過對通電螺線管的磁場的研究，為下一步的學習奠定基礎，深入了解電磁場及其應用方面的知識。通過實驗，對通電螺線管外部的磁場分布情況就行探究和總結，通過師生交流，將安培定則總結出，并通過舉例的方式，對安培定則進行說明，由此對本節的知識難點進行化解。

3.引導學生開展相關實驗，研究和分析電磁鐵磁性強弱與哪些因素有關，通過相關現象的分析，總結結論。

4.與實際應用相結合，對電磁繼電器的結構介紹之后，對電磁繼電器的工作原理進行剖析。

5.做好通電導線在磁場中受力的實驗，引導學生對實驗現象進行觀察和分析，并總結相關結論。

6.通過實驗、分析、作圖的三種方式，對通電線圈在磁場中的轉動情況進行探索，分析線圈剛轉過平衡位置時的受力情況，以找到解決問題的更好方法。