基于核心素養(yǎng)提升的物理教學(xué)設(shè)計(jì)

凌莉

【摘要】新課改、新高考背景下的物理教學(xué)，從以知識和技能為本位的教育轉(zhuǎn)向以能力和素養(yǎng)為本位的教育。本文以安培力方向的這一內(nèi)容作為發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維的物理教學(xué)實(shí)踐，側(cè)重于對學(xué)生科學(xué)探究能力的提升，促進(jìn)科學(xué)素養(yǎng)的持續(xù)發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】中學(xué)物理;核心素養(yǎng);科學(xué)思維;安培力

一、物理課堂教學(xué)現(xiàn)狀

過去的物理課堂教學(xué)，教師往往擔(dān)心時(shí)間不夠，學(xué)生學(xué)得不夠多，為了教學(xué)而趕進(jìn)度，于是，“填鴨式”教學(xué)或“滿堂灌”的現(xiàn)象比較多。教師傳授內(nèi)容的確豐富，但課堂上學(xué)生沒有時(shí)間自主思考，只是單向地吸收知識，不利于科學(xué)思維的發(fā)展。核心素養(yǎng)是學(xué)生在接受相應(yīng)學(xué)段教育過程中，逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的基本價(jià)值觀、必備品格和關(guān)鍵能力。變革教學(xué)方式，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維，給學(xué)生恰當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)任務(wù)是課堂教學(xué)改進(jìn)的重點(diǎn)。

二、核心素養(yǎng)

（1）觀察安培力方向與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并得出相關(guān)結(jié)論。

（2）知道安培力的方向與電流、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向都垂直，會(huì)用左手定則判斷安培力的方向。

（3）知道安培力在生活生產(chǎn)及軍事領(lǐng)域的應(yīng)用，展示我國在軍事領(lǐng)域的成就，激發(fā)學(xué)生對物理的興趣，培養(yǎng)為祖國繁榮昌盛而努力進(jìn)取的愛國情懷。

三、教學(xué)設(shè)計(jì)

1.啟學(xué)——自制簡易電動(dòng)機(jī)

活動(dòng)1：實(shí)驗(yàn)演示——簡易電動(dòng)機(jī)

準(zhǔn)備三個(gè)5號干電池，三個(gè)線圈和六個(gè)強(qiáng)力磁鐵，強(qiáng)力磁鐵吸附在電池正負(fù)極。課堂同時(shí)演示三個(gè)實(shí)驗(yàn)操作：操作1：把線圈套上干電池，給線圈通電;操作2：把磁極對調(diào)，給線圈通電;操作3：保持磁極方向不變，對調(diào)電池正負(fù)極，給線圈通電。三個(gè)實(shí)驗(yàn)分別觀察線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向?？梢钥吹骄€圈分別做逆時(shí)針、順時(shí)針、逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。

活動(dòng)2：教師引導(dǎo)學(xué)生思考

師：線圈為什么會(huì)動(dòng)起來？

生：受到力的作用。

師：通電導(dǎo)線在磁場中受到力的作用而轉(zhuǎn)動(dòng)。為了紀(jì)念物理學(xué)家安培在磁場和電流相互作用方面做出的貢獻(xiàn)，人們把這個(gè)力叫安培力。

師：線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的方向發(fā)生變化，說明什么？

生：安培力發(fā)生變化。

師：力是矢量，既有大小又有方向，這節(jié)課我們研究安培力的大小和方向。

設(shè)計(jì)意圖：拓寬學(xué)生視野，引起學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，為后面學(xué)生猜想安培力的影響因素做鋪墊。

2.探學(xué)——實(shí)驗(yàn)探究安培力的方向

活動(dòng)1：猜想安培力方向的影響因素

PPT同時(shí)展示簡易電動(dòng)機(jī)三個(gè)實(shí)驗(yàn)操作的慢動(dòng)作視頻，以方便同學(xué)們對比其轉(zhuǎn)動(dòng)情況。

師：猜想安培力方向可能與哪些因素有關(guān)？

生：安培力方向與電流方向、磁場的方向有關(guān)。

師：怎樣驗(yàn)證大家的猜想是否正確？

生：做實(shí)驗(yàn)。

師：該實(shí)驗(yàn)涉及到多個(gè)物理變量，所以我們在探究過程中時(shí)應(yīng)該采用什么樣的科學(xué)方法？

生：控制變量法。

活動(dòng)2：介紹實(shí)驗(yàn)器材

要用到的實(shí)驗(yàn)器材有電源、開關(guān)、導(dǎo)線和安培力演示儀。學(xué)生第一次接觸安培力演示儀，教師需簡單介紹其構(gòu)造：中間有兩塊磁鐵，上端為N極，下端為S極，有一根金屬棒，平行的金屬導(dǎo)軌和兩個(gè)接線柱，這些接線柱都是與其相鄰的導(dǎo)軌相連。

活動(dòng)3：引導(dǎo)學(xué)生利用示意圖記錄實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象

師：當(dāng)N極在上，磁場的方向是怎樣的？

生：向下。

師：如何用磁感線表示磁場方向？

生：一組平行的箭頭，箭頭方向朝下。

師：放置金屬棒，給金屬棒通電，外面的接線柱接電源正極，另一個(gè)接電源負(fù)極，如何描述金屬棒電流的方向。

生：垂直紙面向里。

師：如何用示意圖表示電流？

生：圓圈表示電流，圓圈里打交叉。

師：給金屬棒通電，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

生：金屬棒向左運(yùn)動(dòng)，說明受力向左。

教師用示意圖的形式板書磁場、電流和受力方向。

活動(dòng)4：演示實(shí)驗(yàn)并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

接下來的實(shí)驗(yàn)繼續(xù)由教師操作完成，學(xué)生在導(dǎo)學(xué)案上記錄實(shí)驗(yàn)先現(xiàn)象，并叫一個(gè)學(xué)生上黑板記錄。

師：接下來的3個(gè)實(shí)驗(yàn)如何操作？

生：保持磁場方向不變，探究安培力方向和電流方向的關(guān)系;保持電流方向不變，探究安培力方向和磁場方向的關(guān)系。

師：如何改變電流方向？

生：正負(fù)極對調(diào)。

師：如何改變磁場方向？

生：NS極調(diào)換。

設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)建議電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問題并能提出合理的猜想，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究意識。做好實(shí)驗(yàn)演示，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察、記錄、分析現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)記錄和分析的過程本身就是培養(yǎng)學(xué)生空間思維能力的過程，要很好的把握。

3.賞學(xué)——學(xué)生動(dòng)手構(gòu)建模型

實(shí)驗(yàn)記錄

活動(dòng)1：引導(dǎo)學(xué)生思考磁場、電流和安培力的空間關(guān)系

師：實(shí)驗(yàn)1、2說明安培力和電流有關(guān)，實(shí)驗(yàn)2、3說明安培力和磁場有關(guān)，他們?nèi)呔唧w有什么關(guān)系？

師：三者是在同一條直線上嗎？

生：不在。

師：三者是在同一個(gè)平面內(nèi)嗎？

生：不在。

師：三者具有怎樣的空間位置關(guān)系？通過觀察發(fā)現(xiàn)，安培力的方向和磁場方向、電流方向三者不但不在一條直線上，還不在一個(gè)平面內(nèi)，他們兩兩垂直，這和數(shù)學(xué)的什么很像？

生：三維坐標(biāo)系。

師：但是電流和磁場的方向是可以發(fā)生變化的，這時(shí)候安培力也會(huì)改變，他們到底是怎樣的三維關(guān)系？我們可以模仿三維坐標(biāo)系構(gòu)建模型。