優(yōu)化教學(xué)路徑，培育核心素養(yǎng)

摘?要：物理教學(xué)的三大要素是學(xué)科知識(shí)、思想方法和能力，思想方法是物理教學(xué)中的靈魂，“磁體與磁場(chǎng)”是初中物理電磁學(xué)的基礎(chǔ)，其內(nèi)容是貫穿本章的主要線索，本課堂著重于深度解讀課程標(biāo)準(zhǔn)與教材，重視學(xué)生體驗(yàn)與經(jīng)歷，引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，拓展思維層階，挖掘思維深度，以此實(shí)現(xiàn)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培育與養(yǎng)成。

關(guān)鍵詞：學(xué)科能力；物理核心素養(yǎng)；物理教學(xué)策略

學(xué)科核心素養(yǎng)是一種學(xué)科內(nèi)在的品質(zhì)，是面對(duì)實(shí)際問(wèn)題情境時(shí)，展現(xiàn)出的一種解決問(wèn)題的能力。物理學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中掌握的科學(xué)探究方法、形成的物理觀念、具備的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任、逐步形成的良好的思維品質(zhì)。教師應(yīng)深層分析與挖掘教材，準(zhǔn)確理解與把握教材，挖掘教材內(nèi)容的內(nèi)在價(jià)值，明確教學(xué)內(nèi)容中知識(shí)的形成過(guò)程與知識(shí)體系的構(gòu)建，同時(shí)保證教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)性，同時(shí)思考教學(xué)實(shí)施過(guò)程中的可行性，通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境，任務(wù)探究、問(wèn)題驅(qū)動(dòng)等方式，吸引學(xué)生觀察現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考和探究，引導(dǎo)學(xué)生自主建構(gòu)出屬于自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化思維訓(xùn)練，提升思維品質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生面對(duì)現(xiàn)實(shí)存在的問(wèn)題，收集關(guān)鍵有用信息，思考并作出決策，最終解決問(wèn)題的能力，讓知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力，實(shí)現(xiàn)知識(shí)遷移。本文筆者以蘇科版教材中的“磁體與磁場(chǎng)”為例，嘗試深度解讀課程標(biāo)準(zhǔn)與教材，關(guān)注學(xué)生的體驗(yàn)與經(jīng)歷，聚焦于學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)與關(guān)鍵能力的養(yǎng)成與培育。

一、明確教學(xué)目標(biāo)?建構(gòu)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

“磁體與磁場(chǎng)”是初中物理電磁學(xué)的基礎(chǔ)，蘇科版教材本節(jié)內(nèi)容包含了磁體的特性，磁場(chǎng)的概念，構(gòu)建磁感線模型等內(nèi)容，這些內(nèi)容既是本節(jié)的重點(diǎn)，也是貫穿本章的主要線索，為后續(xù)電磁的學(xué)習(xí)活動(dòng)奠定了基礎(chǔ)，因此本節(jié)內(nèi)容在本章教學(xué)中至關(guān)重要。

學(xué)生對(duì)于磁并不陌生，在日常生活中學(xué)生經(jīng)常可以看到磁體的應(yīng)用，比如“冰箱貼”“磁帶”“指南針”等，在小學(xué)科學(xué)[1]中學(xué)生已經(jīng)初步接觸過(guò)磁鐵，在初二物理“物質(zhì)的物理屬性”中學(xué)生也初步了解了磁體具有磁性。學(xué)生頭腦中磁鐵概念的建立只是基于簡(jiǎn)單的科學(xué)探究過(guò)程或由形象化的圖片獲取的感性認(rèn)識(shí)，此時(shí)建立起的概念是碎片化的，沒有形成完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)，同時(shí)也是停留于表面的，學(xué)生無(wú)法從磁場(chǎng)的角度來(lái)理解磁現(xiàn)象。本節(jié)課中，教師需要引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析、歸納一系列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，幫助學(xué)生重新構(gòu)建磁體的內(nèi)容體系，例如磁體的構(gòu)造、性質(zhì)、磁化等?！读x務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》[2]對(duì)本節(jié)內(nèi)容的要求為：“通過(guò)實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)，知道地磁場(chǎng)。”磁場(chǎng)是初中學(xué)生首次接觸“場(chǎng)”這個(gè)概念，“場(chǎng)”這種物質(zhì)形態(tài)比較特殊，它看不見、摸不著，學(xué)生無(wú)法根據(jù)直接經(jīng)驗(yàn)與感受去理解它，如何讓學(xué)生認(rèn)識(shí)磁場(chǎng)，研究磁場(chǎng)，記錄磁場(chǎng)是本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)，磁體間的相互作用規(guī)律本質(zhì)上是磁場(chǎng)的相互作用，教師要將磁體與磁場(chǎng)有效銜接，讓學(xué)生逐步構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，形成自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。由此，筆者設(shè)計(jì)了如下的教學(xué)環(huán)節(jié)，如圖1

構(gòu)建“人文·物理·社會(huì)”三維課堂，在引導(dǎo)學(xué)生探究物理知識(shí)的同時(shí)，滲透以人為本的培養(yǎng)理念。讓“研究性學(xué)習(xí)”走進(jìn)課堂，走入學(xué)科教學(xué)，切實(shí)增強(qiáng)課堂教學(xué)的開放性、民主性、生成性。釋放學(xué)生心靈，張揚(yáng)學(xué)生個(gè)性，最大限度地發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。

（一）創(chuàng)設(shè)情境，驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)興趣

初中物理課堂中經(jīng)常采用創(chuàng)設(shè)情境來(lái)引入新課，創(chuàng)設(shè)的情境要喚起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與熱情，激發(fā)出學(xué)生主動(dòng)探究的欲望[3]。

本節(jié)課中，筆者借助生活中常見的“轉(zhuǎn)盤抽獎(jiǎng)”創(chuàng)設(shè)情境，如圖2，該情境貼近學(xué)生的生活體驗(yàn)，容易引起學(xué)生的共鳴，但是看似尋常的轉(zhuǎn)盤卻暗藏玄機(jī)。

游戲活動(dòng)：老師出示幸運(yùn)大盤轉(zhuǎn)，問(wèn)學(xué)生是否想抽獎(jiǎng)，從而進(jìn)行抽獎(jiǎng)活動(dòng)。

（1）讓學(xué)生利用大轉(zhuǎn)盤進(jìn)行第1次抽獎(jiǎng)。

（2）如果沒中一等獎(jiǎng)，將進(jìn)行第2?次“特殊”的抽獎(jiǎng)，將轉(zhuǎn)盤直接轉(zhuǎn)到一等獎(jiǎng)位置，只要松手后指針還能指向一等獎(jiǎng)，學(xué)生就會(huì)獲得一等獎(jiǎng)。

多次嘗試后，學(xué)生發(fā)現(xiàn)無(wú)論如何都無(wú)法轉(zhuǎn)到一等獎(jiǎng)，此時(shí)，教師提出問(wèn)題“為什么在這樣的情況下，同學(xué)還不能抽中一等獎(jiǎng)呢？”順勢(shì)引入了新課。這個(gè)情境沖擊了學(xué)生原有的生活體驗(yàn)，很多學(xué)生都搶著上來(lái)體驗(yàn)，這不僅提升了學(xué)生課堂的專注度，也有效的激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性，讓學(xué)生在好奇心的驅(qū)動(dòng)下參與課堂的探究活動(dòng)，挖掘深藏的知識(shí)。

（二）任務(wù)探究，深化磁體認(rèn)識(shí)

基于生活中的經(jīng)驗(yàn)，小學(xué)科學(xué)中的探究，學(xué)生已經(jīng)儲(chǔ)備了一定的磁現(xiàn)象知識(shí)，在“認(rèn)識(shí)磁體”中，如果給出一個(gè)問(wèn)題，學(xué)生進(jìn)行一個(gè)實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)磁體的一個(gè)性質(zhì)，這種在老師問(wèn)題指引下的活動(dòng)，具有很強(qiáng)的目的性和可控性，但這種按部就班的實(shí)驗(yàn)操作，看似熱鬧，學(xué)生動(dòng)的不是思維而是身體。學(xué)生思考問(wèn)題的意識(shí)、創(chuàng)造和批判思維都遭到壓制甚至抹殺。筆者組織學(xué)生進(jìn)行開放性的探究活動(dòng)，自由利用課桌上提供的器材，可以觀察到哪些磁現(xiàn)象，比比哪組觀察到的磁現(xiàn)象多，并讓小組代表交流實(shí)驗(yàn)方案與結(jié)論，在交流的過(guò)程中，學(xué)生會(huì)主動(dòng)對(duì)聽到的方案進(jìn)行思考，以物理的角度去認(rèn)知，以嶄新的視角去審視，并組織語(yǔ)言提出疑問(wèn)，學(xué)生與學(xué)生間經(jīng)過(guò)不斷的質(zhì)疑與補(bǔ)充，實(shí)驗(yàn)方案與實(shí)驗(yàn)結(jié)論被不斷完善，最終由學(xué)生總結(jié)出磁體的一系列性質(zhì)，老師此時(shí)只需要在關(guān)鍵問(wèn)題上給予引導(dǎo)，給參與者表?yè)P(yáng)與鼓勵(lì)，例如：

生甲：“我們發(fā)現(xiàn)手拿兩塊條形磁鐵，將同名磁極靠近，感覺有排斥力，異名磁極靠近，感覺有吸引力。”

師：“你能發(fā)現(xiàn)這一點(diǎn)真不錯(cuò)，同學(xué)們有觀察到類似的現(xiàn)象嗎？有沒有更好的實(shí)驗(yàn)方案來(lái)顯現(xiàn)該現(xiàn)象呢？

生乙：“可以將一塊條形磁鐵放在兩支筆桿上。”

生丙：“可以將一塊條形磁鐵放在飲料瓶蓋上。”

（三）活動(dòng)驅(qū)動(dòng)，初探磁場(chǎng)分布

磁場(chǎng)是電磁學(xué)的核心概念之一，對(duì)后續(xù)的知識(shí)學(xué)習(xí)起著重要的作用，磁場(chǎng)概念的學(xué)習(xí)是一個(gè)典型的物理知識(shí)的建構(gòu)過(guò)程，其中包含著豐富的物理思想與方法，在探究過(guò)程中，筆者設(shè)計(jì)了如下的教學(xué)流程，圖3來(lái)突破重難點(diǎn)。

感知磁場(chǎng)：磁場(chǎng)雖然看不見摸不著，但是卻是實(shí)實(shí)在在存在的，在日常生活中學(xué)生也很難感知到磁場(chǎng)的存在，因此筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)活動(dòng)：“你有哪些方法讓小磁針動(dòng)起來(lái)？”學(xué)生可能采用的方式是：用嘴吹、用手撥、用磁體去靠近小磁針。教師總結(jié)：用手撥──是（看得見的）手使小磁針動(dòng)，且手與小磁針接觸。用嘴吹──是（可感知的）空氣使小磁針動(dòng)，且空氣與小磁針接觸。要有物質(zhì)（物體）直接接觸小磁針并產(chǎn)生作用時(shí)，小磁針才會(huì)動(dòng)起來(lái)；磁體靠近小磁針時(shí)，能使小磁針動(dòng)，說(shuō)明磁體與磁針間存在著某種物質(zhì)。[4]這種物質(zhì)叫“磁場(chǎng)”，它是由磁體產(chǎn)生。通過(guò)該活動(dòng)學(xué)生體驗(yàn)磁場(chǎng)的存在，也為后續(xù)磁場(chǎng)的認(rèn)知和探究做好了鋪墊。

顯示磁場(chǎng)：在感知磁場(chǎng)的過(guò)程中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)磁體靠近小磁針，小磁針會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，教師基于此可以布置第二個(gè)活動(dòng)：“讓幾只小磁針在“條形磁體”周圍“排隊(duì)?！睂W(xué)生嘗試排列，可以得到如圖3所示的情況，教師可以追問(wèn)“磁體周圍的磁場(chǎng)具有什么性質(zhì)呢？”，學(xué)生不難得出方向性，教師布置下一個(gè)任務(wù)“請(qǐng)同學(xué)們用曲線畫出小磁針的排隊(duì)路線”。學(xué)生可以畫出如圖4所示的曲線。教師可以告訴學(xué)生“同學(xué)們，你們?cè)跓o(wú)意之中已經(jīng)找到了一種形象化地描述磁場(chǎng)的方法，你所畫的曲線在物理學(xué)中叫做“磁感線”。不過(guò)，老師要提醒你：磁感線只是假想的物理模型，實(shí)際并不存在?！贝鸥芯€模型的初步構(gòu)建水到渠成。

（四）再探磁場(chǎng)，優(yōu)化磁場(chǎng)模型

在用小磁針初步完成條形磁鐵周圍磁場(chǎng)分布活動(dòng)以后，要讓學(xué)生對(duì)磁體磁場(chǎng)有更深入的了解，并用規(guī)范的物理術(shù)語(yǔ)去描述它，該環(huán)節(jié)中學(xué)生的能力將獲得提升，教師進(jìn)一步設(shè)問(wèn)，引導(dǎo)：“我想研究更多點(diǎn)的磁場(chǎng)的方向，怎么辦呢？”“我想研究磁場(chǎng)中每個(gè)點(diǎn)的磁場(chǎng)方向分布呢？”學(xué)生對(duì)于小磁針體積過(guò)大的缺陷進(jìn)行思考，部分學(xué)生由于預(yù)習(xí)等原因立馬給出“撒鐵屑探究”這種老師喜歡的“完美答案”，此處的過(guò)渡如果只是這樣浮于表面結(jié)束，學(xué)生失去了寶貴的反思與批判的機(jī)會(huì)，由“為什么”這種求知欲引起的認(rèn)知內(nèi)驅(qū)力也被大大削弱，對(duì)學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的意義建構(gòu)產(chǎn)生了阻礙[5]。在設(shè)計(jì)課堂部分環(huán)節(jié)的問(wèn)答中，我們應(yīng)該關(guān)注學(xué)生的反饋，基于反饋的連貫性和層進(jìn)性，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生向思維的深處邁進(jìn)。在學(xué)生給出“撒鐵屑”這個(gè)答案后，我們不妨再提一個(gè)問(wèn)題“為什么用鐵屑來(lái)探究磁場(chǎng)呢？”在講磁化時(shí)，筆者已經(jīng)通過(guò)一系列問(wèn)題對(duì)此做了鋪墊：“鐵釘是否有磁性呢？”“吸在條形磁鐵上的鐵釘有磁性嗎？”“鐵釘磨成鐵屑，鐵屑能被磁化嗎？”“那它是不是一個(gè)小磁體呢？”“有沒有N、S極呢？”[6]，這個(gè)環(huán)節(jié)中學(xué)生知道了鐵屑就相當(dāng)于小磁針，故思考到這個(gè)問(wèn)題時(shí)，學(xué)生不難想到利用鐵屑來(lái)進(jìn)一步探究磁體周圍的磁場(chǎng)分布，將問(wèn)題拋給學(xué)生，給學(xué)生思考的空間和時(shí)間，通過(guò)分析、辨別獲取剖析事物本質(zhì)的能力，在思考、解決問(wèn)題中，不光磁化的概念得以運(yùn)用，撒鐵屑的本質(zhì)原因得以明晰，更重要的是學(xué)生的高階思維獲得提升。在以上探究的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生用鐵屑進(jìn)行探究，該實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生的操作技能要求較高，此處可以總結(jié)關(guān)鍵步驟：“放、撒、敲”，幫助學(xué)生掌握操作技巧，最后讓學(xué)生用磁感線將磁場(chǎng)分布記錄下來(lái)，如圖5，這里組織學(xué)生交流討論，評(píng)價(jià)模型，優(yōu)化模型，在交流討論的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步形成磁場(chǎng)有強(qiáng)弱的認(rèn)識(shí)，探究完后繼續(xù)提問(wèn)“剛才我們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)小磁針和鐵屑都是放在平面上的，請(qǐng)問(wèn)磁場(chǎng)是否是平面的？”此時(shí)展示立體磁感線模型，讓學(xué)生了解磁場(chǎng)具有空間性。

• 優(yōu)化評(píng)估樣式?拓展學(xué)生思維

在評(píng)估環(huán)節(jié)中，教師一般會(huì)讓學(xué)生練習(xí)一些題目來(lái)鞏固本節(jié)課所學(xué)的知識(shí)，相比題目的練習(xí)，思想方法和能力更為重要，是物理教學(xué)的精髓和靈魂所在。物理教學(xué)的目的是啟迪與豐富學(xué)生的智慧，學(xué)生的智慧集中表現(xiàn)在深刻理解物理知識(shí)與思想方法，進(jìn)行自覺運(yùn)用。

評(píng)估1

課程開始時(shí)，轉(zhuǎn)盤用來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，磁體的知識(shí)比較瑣碎，在幫助學(xué)生梳理好知識(shí)框架后，提問(wèn)“幸運(yùn)大轉(zhuǎn)盤抽不中一等獎(jiǎng)的原因是什么？”學(xué)生從頭腦中條理化、體系化的知識(shí)中提取出“同名磁極相互排斥”，圖6。

評(píng)估2

條形磁鐵的磁場(chǎng)探究結(jié)束后，教師提問(wèn)“磁針轉(zhuǎn)動(dòng)是磁場(chǎng)作用的結(jié)果，那么磁針在世界各地都能指南北又是誰(shuí)的磁場(chǎng)在施加作用呢？”提問(wèn)過(guò)程中拿出模型，如圖7（a）。學(xué)生通過(guò)閱讀課本了解到是地磁場(chǎng)的作用，教師隨即展示第二個(gè)模型，如圖7（b），“你覺得該磁場(chǎng)分布與哪個(gè)磁體類似？”將磁感線可視化，有助于學(xué)生分析、理解，學(xué)生將條形磁鐵周圍的磁場(chǎng)分布進(jìn)行遷移，不難回答出“條形磁鐵”，教師打開地球，展現(xiàn)內(nèi)部的條形磁鐵，如圖7（c），順勢(shì)介紹地球的磁場(chǎng)及其特征與指南針，借助物理學(xué)史，也幫助學(xué)生養(yǎng)成了正確的價(jià)值觀。

評(píng)估3

探究完條形磁鐵后，讓學(xué)生總結(jié)反思，如何認(rèn)識(shí)條形磁鐵的磁場(chǎng)、如何描繪條形磁鐵的磁場(chǎng)的，教師針對(duì)學(xué)生的認(rèn)知情況再進(jìn)行梳理與提升，讓學(xué)生感受物理問(wèn)題的研究方法是從簡(jiǎn)單到復(fù)雜再到簡(jiǎn)單，隨后，讓學(xué)生借助同樣的方法研究蹄形磁鐵周圍的磁場(chǎng)，如圖8，這樣安排，學(xué)生的物理建模思想得到應(yīng)用，學(xué)生的動(dòng)手操作能力得到提升。評(píng)估結(jié)束后，還可以請(qǐng)學(xué)生談?wù)劇跋乱徊侥阌心男┨骄糠较?？”學(xué)生可能會(huì)說(shuō)到1、地球磁場(chǎng)產(chǎn)生的原因？2、有無(wú)產(chǎn)生磁場(chǎng)的其他方法？針對(duì)學(xué)生的想法，教師可以設(shè)置課后探究，讓學(xué)生繼續(xù)思考，也可為下節(jié)課做好鋪墊。

結(jié)語(yǔ)

物理教學(xué)的三大要素是學(xué)科知識(shí)、思想方法和能力，教師需對(duì)學(xué)生進(jìn)行分析，以課程標(biāo)準(zhǔn)和教材內(nèi)容為依據(jù)，深度解讀知識(shí)內(nèi)容，以此確定學(xué)習(xí)目標(biāo)，提煉學(xué)習(xí)內(nèi)容，設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)。在課堂中聚焦于學(xué)生的經(jīng)歷和體驗(yàn)，重視發(fā)展學(xué)生物理學(xué)科的核心素養(yǎng)。任務(wù)驅(qū)動(dòng)，讓學(xué)生自主探究磁體的基本性質(zhì)，在探究磁場(chǎng)的顯示與描述上，活動(dòng)導(dǎo)向，讓學(xué)生經(jīng)歷層層探究，從現(xiàn)象出發(fā)，建構(gòu)并不斷優(yōu)化模型，慢慢的抓住事物的本質(zhì)，到運(yùn)用方法分析解決問(wèn)題，通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)，讓學(xué)生成為主體，以全部的精神和情感體驗(yàn)已有的認(rèn)識(shí)成果與探究物理問(wèn)題的方法。在這樣的課堂中，學(xué)生獲得了知識(shí)，實(shí)踐應(yīng)用能力得到提升，最關(guān)鍵的是學(xué)科思想方法，即建模能力的應(yīng)用與提升。

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作者簡(jiǎn)介：宋佳文（1994—），男，漢族，江蘇無(wú)錫人，碩士研究生，中學(xué)一級(jí)，研究方向：中學(xué)物理。