核心素養培養策略在高中課堂中的應用
——以《楞次定律》的教學設計為例

戚曉楊

(江蘇省吳江高級中學 215299)

核心素養的形成不是一蹴而就的，需要在整個教育階段中慢慢形成.這就對我們教育工作者提出來更高的要求，如何通過每一個教學設計來達成核心素養的培養.本文以人教版《高中物理選修3-2》中的《楞次定律》一節為例來談談筆者的一點實踐.

一、以學定教

了解學情是教學的起點，正如奧蘇伯爾在《教育心理學——認知觀點》中的表述：影響學習的唯一最重要的因素就是學習者已經知道了什么.課堂所要呈現的學科邏輯必須要符合學生的認知邏輯才可以更好地被學生理解，同時成為他們攻克下一個知識難點的利劍.因此在本堂課的初始，筆者作了以下的設計.

教學片斷一:

教師活動學生活動環節一提問:是否可以通過電流的磁效應確定通電螺線管中電線的繞向.實驗操作:將電源、通電螺線管、靈敏電流計接成回路,靠近螺線管的小磁針發生轉動.根據小磁針的方向,確定電流產生磁場的方向,再根據右手螺旋定則和靈敏電流計偏轉的方向可以明確螺線管的繞向.小磁針的方向電流的方向螺線管中電線的繞向

設計意圖及反思：在楞次定律中所需要使用到右手螺旋定則是學生在初中磁場所習得的內容.所以這一環節是學生可以比較輕松地完成.除此以外，這一設計巧妙在于一方面為學生后續探究楞次定律所需要提出“中介”——感應電流的磁場打下了伏筆.另一方面為探究實驗中判斷感應電流磁場的方向墊上了一塊“墊腳石”，縮短了分析歸納的時間.

二、循序漸進

1.觀察與提問

物理觀念的形成，既是認知性的，更是體驗性的.單純由機械記憶形成不了物理觀念，是需要學生在積極主動的探究活動中形成.而觀察便是第一步，這里的觀察不僅僅是指學生看到實驗的現象，更包含了學生在通過對實驗的操作、實驗過程的探索、實驗現象的記錄，并能對此提出有深入思考的問題.

教學片斷二:

教師活動學生活動教師活動學生活動環節二提問:拆去電源之后能否在螺線管中形成電流?實驗操作:在剛才的回路中拆去電源,再接成回路,用條形磁鐵插入或拔出螺線管,可以觀察到靈敏電流計發生偏轉,生成了不同方向的感應電流.

設計意圖及反思：讓學生感受不同的操作引起不同方向的感應電流.并對此原理產生濃郁的興趣.

2.收集與整理

物理是一門最能培養人科學思維能力的學科，需要學生從真實的情境中提出來問題，有效的收集相應的實驗現象(數據)，以佐證其猜想與假設.這些科學的證據就要求學生能設計方案，還要能正確實施，并有效地進行觀察與收集，為現象的分析與數據的處理作好鋪墊.

教學片斷三：

教師活動學生活動教師活動學生活動環節三引導:對你所完成的實驗,可以馬上得出決定感應電流方向的因素是什么的結論嗎?如果不能,那你打算怎么處理你的實驗現象?思考交流:感應電流的方向與磁極插入拔出有關,還與磁體的極性有關,好像不能馬上得出結論.可以把實驗操作與感應電流的方向記載在一個表格里,進行對比,可能可以得到結論.我的操作感應電流的方向

設計意圖及反思：本環節在培養學生科學探究的能力有非常重要的作用，學生們會體會到現象(數據)的記載也是值得深思熟慮的.本環節將科學探究能力的培養體現在細微之處.

3.分析與歸納

在設計中把握好教學邏輯，從現象到本質，將看似無聯系的因果，找到其聯系點；從特殊到一般，以化繁為簡，體現科學的簡潔與高度統一.

教學片斷四：

教師活動學生活動環節四引導:根據表格總結出感應電流方向的規律.交流討論:分析四種操作下產生的二種不同方向的感應電流的現象;直接得出結論比較困難.沒有發現直接聯系,是否可以尋找二者之間的共同點———有電即有磁作為橋梁來分析,完善實驗記錄表格并分析結論.交流討論:共同點———有電即有磁,所以產生感應電流的時候,此空間內磁場有二個,一個是磁體的磁場,一個是感應電流的磁場.我的操作磁體的磁場方向感應電流磁場方向感應電流的方向這二個磁場方向有時相同有時相反.感應電流的方向與其磁場方向可以由右手螺旋定則確定,所以只要判斷二個磁場何種情況下相同,何種情況下相反,就可以判斷感應電流的方向.只在磁體拔出時感應電流的磁場與磁體的磁極一致,插入時二磁場方向卻是相反的.引導:是否可以把你的結論與感應電流產生的條件結合起來表述.交流討論:感應電流產生的條件是閉合回路的磁通量發生變化.那么,將磁極的插入拔出可以用磁通量的增大減小來描述,即磁通量在增加時二個磁楊方向相反,減少時方向相同———“增反減同”.引導:思考“增反減同”的效果是什么,并用簡潔語言進行概括.交流討論: “增反減同”的效果———增加時,相反的磁場有抵消的作用,減少時,相同的磁場有彌補的作用.二種情況都是阻礙引起感應電流的磁通量的變化

設計意圖及反思：本環節是本節課的重點，只有在理解“借助感應電流的磁場這一媒介的作用”，才能使學生更能從原理上理解楞次定律抽象的表述.

4.檢驗與評估

體驗性的檢驗可以使學生產生更好的共情，通過對自己的探究結果進行評估、修正，既加深學生對物理觀念的體會，同時也是科學探究素養中不可或缺的一部分.

教師活動學生活動環節五演示實驗:使強磁鐵自由下落并穿過銅管.觀察現象:磁鐵在銅管中下落變慢了.分析:磁鐵下落使閉合的金屬管中的磁通量發生變化,形成感應電流,感應電流的磁場要阻礙磁通量的變化,對磁鐵有作用力,使其下落變慢.追問:是阻礙還是阻止交流討論:是阻礙,因為最終磁鐵還是繼續下落,并沒有阻止.追問:感應電流有受到作用力嗎?是何種性質的?交流討論:根據牛頓第三定律,作用是相互的.所以感應電流對磁鐵有作用力,磁鐵對感應電流也有作用力,是安培力.追問:從能量的角度來解釋阻礙交流討論:磁鐵受阻礙,機械能減少了,轉化為電路中的電能.

設計意圖及反思：楞次定律中最重要的一點就是“阻礙”不是阻止.

三、實踐、應用與拓展

物理學的知識既是簡潔的，又是統一的.物理規律的得出往往是從特殊到一般，探究出的結論是否適用所有的情況也是檢驗結論科學性的重要標志.

教師活動學生活動環節六引導:其它方式引起的感應電流是否也可以用楞次定律來判斷.實驗探究1:將接用電源的螺線管插入在形成感應電流的螺線管中,通過電路的通斷、滑動變阻器改變電流大小來形成感應電流.實驗探究2:通過銅棒在磁場中運動,切割磁感線所形成的感應電流.二個實驗現象與探究結論一致.引導:導棒切割磁感線過程中有阻礙,是哪種作用?方向如何?交流討論:磁場對感應電流的作用力,是安培力,可以用左手定則判斷.追問:能否有更簡便的方法來判斷感應電流的方向.交流討論:安培力在電磁感應現象中總是阻礙磁通量的變化,即阻礙相對運動,也可以用類似于左手定則的方法來判斷.比如用右手來判斷.

設計意圖及反思：能夠從特殊現象到一般規律，再由一般規律到特殊情境，也是科學思維與科學探究能力的習得，更是核心素養的升華.

課程的改革落實到具體細節中，課堂教學的改革是重中之重.如何由“教師中心”轉向“學生中心”，促進學生主動學習和合作學習的意識與能力是我們在實際工作中面臨的一個共同的課題.尋求符合學生認知邏輯，進行教學設計，引導他們積極觀察、探索、收集、分析、推理、檢驗、修正，培養以圍繞高中學生的學科核心素養要求來展開教學，讓教學設計的每一個環節都能夠展露出物理學科核心素養的精髓.