核心素養(yǎng)培養(yǎng)策略在高中課堂中的應(yīng)用
——以《楞次定律》的教學(xué)設(shè)計為例

戚曉楊

(江蘇省吳江高級中學(xué) 215299)

核心素養(yǎng)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(xué)設(shè)計來達成核心素養(yǎng)的培養(yǎng).本文以人教版《高中物理選修3-2》中的《楞次定律》一節(jié)為例來談?wù)劰P者的一點實踐.

一、以學(xué)定教

了解學(xué)情是教學(xué)的起點，正如奧蘇伯爾在《教育心理學(xué)——認知觀點》中的表述：影響學(xué)習(xí)的唯一最重要的因素就是學(xué)習(xí)者已經(jīng)知道了什么.課堂所要呈現(xiàn)的學(xué)科邏輯必須要符合學(xué)生的認知邏輯才可以更好地被學(xué)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(shè)計.

教學(xué)片斷一:

教師活動學(xué)生活動環(huán)節(jié)一提問:是否可以通過電流的磁效應(yīng)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(fā)生轉(zhuǎn)動.根據(jù)小磁針的方向,確定電流產(chǎn)生磁場的方向,再根據(jù)右手螺旋定則和靈敏電流計偏轉(zhuǎn)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(shè)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(xué)生在初中磁場所習(xí)得的內(nèi)容.所以這一環(huán)節(jié)是學(xué)生可以比較輕松地完成.除此以外，這一設(shè)計巧妙在于一方面為學(xué)生后續(xù)探究楞次定律所需要提出“中介”——感應(yīng)電流的磁場打下了伏筆.另一方面為探究實驗中判斷感應(yīng)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(xué)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(xué)生看到實驗的現(xiàn)象，更包含了學(xué)生在通過對實驗的操作、實驗過程的探索、實驗現(xiàn)象的記錄，并能對此提出有深入思考的問題.

教學(xué)片斷二:

教師活動學(xué)生活動教師活動學(xué)生活動環(huán)節(jié)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(fā)生偏轉(zhuǎn),生成了不同方向的感應(yīng)電流.

設(shè)計意圖及反思：讓學(xué)生感受不同的操作引起不同方向的感應(yīng)電流.并對此原理產(chǎn)生濃郁的興趣.

2.收集與整理

物理是一門最能培養(yǎng)人科學(xué)思維能力的學(xué)科，需要學(xué)生從真實的情境中提出來問題，有效的收集相應(yīng)的實驗現(xiàn)象(數(shù)據(jù))，以佐證其猜想與假設(shè).這些科學(xué)的證據(jù)就要求學(xué)生能設(shè)計方案，還要能正確實施，并有效地進行觀察與收集，為現(xiàn)象的分析與數(shù)據(jù)的處理作好鋪墊.

教學(xué)片斷三：

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

設(shè)計意圖及反思：本環(huán)節(jié)在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力有非常重要的作用，學(xué)生們會體會到現(xiàn)象(數(shù)據(jù))的記載也是值得深思熟慮的.本環(huán)節(jié)將科學(xué)探究能力的培養(yǎng)體現(xiàn)在細微之處.

3.分析與歸納

在設(shè)計中把握好教學(xué)邏輯，從現(xiàn)象到本質(zhì)，將看似無聯(lián)系的因果，找到其聯(lián)系點；從特殊到一般，以化繁為簡，體現(xiàn)科學(xué)的簡潔與高度統(tǒng)一.

教學(xué)片斷四：

教師活動學(xué)生活動環(huán)節(jié)四引導(dǎo):根據(jù)表格總結(jié)出感應(yīng)電流方向的規(guī)律.交流討論:分析四種操作下產(chǎn)生的二種不同方向的感應(yīng)電流的現(xiàn)象;直接得出結(jié)論比較困難.沒有發(fā)現(xiàn)直接聯(lián)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(jié)論.交流討論:共同點———有電即有磁,所以產(chǎn)生感應(yīng)電流的時候,此空間內(nèi)磁場有二個,一個是磁體的磁場,一個是感應(yīng)電流的磁場.我的操作磁體的磁場方向感應(yīng)電流磁場方向感應(yīng)電流的方向這二個磁場方向有時相同有時相反.感應(yīng)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(yīng)電流的方向.只在磁體拔出時感應(yīng)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(dǎo):是否可以把你的結(jié)論與感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件結(jié)合起來表述.交流討論:感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是閉合回路的磁通量發(fā)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(dǎo):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(yīng)電流的磁通量的變化

設(shè)計意圖及反思：本環(huán)節(jié)是本節(jié)課的重點，只有在理解“借助感應(yīng)電流的磁場這一媒介的作用”，才能使學(xué)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(xué)生產(chǎn)生更好的共情，通過對自己的探究結(jié)果進行評估、修正，既加深學(xué)生對物理觀念的體會，同時也是科學(xué)探究素養(yǎng)中不可或缺的一部分.

教師活動學(xué)生活動環(huán)節(jié)五演示實驗:使強磁鐵自由下落并穿過銅管.觀察現(xiàn)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(fā)生變化,形成感應(yīng)電流,感應(yīng)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(xù)下落,并沒有阻止.追問:感應(yīng)電流有受到作用力嗎?是何種性質(zhì)的?交流討論:根據(jù)牛頓第三定律,作用是相互的.所以感應(yīng)電流對磁鐵有作用力,磁鐵對感應(yīng)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(zhuǎn)化為電路中的電能.

設(shè)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(yīng)用與拓展

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

教師活動學(xué)生活動環(huán)節(jié)六引導(dǎo):其它方式引起的感應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)電流.二個實驗現(xiàn)象與探究結(jié)論一致.引導(dǎo):導(dǎo)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(yīng)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(yīng)電流的方向.交流討論:安培力在電磁感應(yīng)現(xiàn)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(shè)計意圖及反思：能夠從特殊現(xiàn)象到一般規(guī)律，再由一般規(guī)律到特殊情境，也是科學(xué)思維與科學(xué)探究能力的習(xí)得，更是核心素養(yǎng)的升華.

課程的改革落實到具體細節(jié)中，課堂教學(xué)的改革是重中之重.如何由“教師中心”轉(zhuǎn)向“學(xué)生中心”，促進學(xué)生主動學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)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(xué)生認知邏輯，進行教學(xué)設(shè)計，引導(dǎo)他們積極觀察、探索、收集、分析、推理、檢驗、修正，培養(yǎng)以圍繞高中學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)要求來展開教學(xué)，讓教學(xué)設(shè)計的每一個環(huán)節(jié)都能夠展露出物理學(xué)科核心素養(yǎng)的精髓.