基于核心素養(yǎng)的高中物理課堂教學設計＊
——以《楞次定律》為例

溫升爔

（三明市第二中學，福建 三明 365000）

0 引言

楞次定律能夠有效地幫助學生判斷感應電流方向，是“電磁感應”章節(jié)中重要的內容，更是教學中的難點所在。楞次定律教學內容包括能量觀、運動觀、相互作用觀與物質觀等，包含內容較為復雜，因此教師可以在教學設計中通過各種方式來引導學生進行楞次定律內容的學習，并通過評估、交流與反思等方式培養(yǎng)學生求真務實、實事求是、一絲不茍的學習態(tài)度，進而促進學生核心素養(yǎng)的有效提升。

1 科學思維與探究

引導學生明確感應電流產生應具備的條件，掌握右手定則與楞次定律，并能正確運用其判斷電流方向。教師通過實驗探究與分析歸納，總結出感應電流方向與引起感應電流磁通量變化兩者的關系，在此過程中提升學生的主觀能動性與合作學習的能力。通過實驗探究教學提升學生對科學探究的興趣，培養(yǎng)學生的樂于創(chuàng)新、勇于創(chuàng)新與善于創(chuàng)新的能力與意識，塑造其實事求是與踏實嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。讓學生掌握與應用楞次定律，理解阻礙變化具體含義，掌握通過電流磁場判別感應電流方向的有關知識。

2 教學準備及過程

教師準備干電池與導線、演示用螺線管、金屬框、塑料板各一個，銅片強磁鐵各兩個，條形磁鐵與螺線管各30 個，具體的規(guī)格按照實際需要而定。

2.1 提出問題以引入課題

準備如圖1 所示的教學器材，并向學生提出相關問題：“我們已經學習過感應電流的產生條件，那么在如圖1 所示的情況下，怎樣做才會使得金屬框ADCB 中形成感應電流？”經過學生的溝通交流與五分鐘的討論之后，有學生提出：線圈繞BC 邊旋轉，線圈繞AB 邊旋轉，線圈繞AC 對角線旋轉與線圈移除其共同所在的平面等各類方式[1]。根據學生的描述，教師作出相應的動作，在嘗試完所有的旋轉方式后，讓學生討論ADCB 框中是否存在磁通量變化，若有變化，其變化情況如何；最后提出問題：“怎么判斷ADCB 金屬框中的電流方向”。引出教學設計的主題——楞次定律。

圖1 教學示意圖

2.2 激發(fā)興趣以探究原因

準備圖2 所示的教學用具，兩塊銅片、強磁鐵，一塊長方形的塑料板。在課程開始之前，教師將強磁鐵固定在如上圖所示的位置，可將塑料板正對學生方向，與水平面的傾斜角度以不小于75 度為佳。在塑料板的右側上部同一高度同時釋放兩塊銅片，讓學生密切觀察銅片的運動情況，發(fā)現(xiàn)銅片運動情況基本一致，皆是加速落向塑料板右側底部。進行第二次實驗，將銅片1 置于塑料板的左側上部，并與右側銅片2 保持在同一高度，然后同時釋放兩塊銅片，學生通過觀察發(fā)現(xiàn)銅片1 下落速度慢于銅片2，較晚達到底部，交換兩塊銅片的位置。再次做相同實驗，發(fā)現(xiàn)銅片2 的下落速度慢與銅片1，較晚達到底部。組織學生進行總結、分析與討論，同學們發(fā)現(xiàn)：雖然兩塊銅片的材質、大小等完全相同。但是置于同一水平面的兩塊銅片的運動情況卻有著差異性，當銅片置于左側時，明顯受到一定的阻礙作用，進而導致其下落速度變慢[2]。學生提出猜想：“塑料板背面的左右兩側有著不同之處”。教師根據學生的猜想，向學生展示塑料板的背面，發(fā)現(xiàn)受阻礙的一側有著強磁鐵，引導學生說出答案：銅片運動受到強磁鐵的阻礙作用。向學生提出問題：“左側銅片為何會受到磁鐵的阻礙作用？”

圖2 楞次定律教學實驗用具

2.3 小組學習以探究規(guī)律

準備圖3 所示的教學用具，焊接不同顏色鱷魚夾的發(fā)光二極管、螺線管、條形磁鐵、螺線管、干電池與導線。根據圖4 所示電路圖進行實物電路連接，閉合以下兩種連接方式電路中的S 開關，調節(jié)滑動變阻器，觀察發(fā)現(xiàn)左側電路所示的電路圖能夠正常發(fā)光，右側二極管不能正常連接。

圖3 楞次定律小組實驗用具

圖4 電路圖

準備圖5 所示的試驗器材，將條形磁鐵N 級插入螺線管中，進行過程中，發(fā)現(xiàn)二極管a 發(fā)光，將條形磁鐵拔出來，發(fā)現(xiàn)二極管b 發(fā)光。將條形磁鐵的S 級插入螺線管中，二極管b 發(fā)光，拔出條形磁鐵，二極管a 發(fā)光。向學生提出問題：“造成這種現(xiàn)象的原因是什么？”學生思考與討論環(huán)節(jié)。條形磁鐵在插入與拔出的進行中，二極管a 與二極管b 分別發(fā)光，這表明螺線管在過程中充當電源使得二極管發(fā)光，根據N 級與S 級插入螺線管時二極管a 與二極管b 的不同反應，學生做出判別：螺線管的電流方向與條形磁鐵的運行方向以及其S 級與N 級有關。

圖5 試驗器材

2.4 實踐活動

如圖6 所示，通過在發(fā)光二極管中N 級快速穿插條形磁鐵，判別線圈中的感應電流方向，并完成以下表格。

圖6 發(fā)光二極管中N 級快速穿插條形磁鐵示意圖

表1 線圈中的感應電流方向情況

對上述實驗結果進行綜合的理論分析，得出表2：

表2 阻礙磁通量變化與相對運動情況

在整個實驗教學當中，引導學生總結上述實驗過程，得出以下論點：感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的原磁通量的變化。根據學生的實踐課程，教師提出相關問題：“實驗中誰起到阻礙作用”“如何發(fā)揮阻礙作用？”“阻礙什么與阻礙效果如何？”學生經過小組討論學習，得出：起阻礙作用的是感應電流的磁場；阻礙原則可用來拒去留與增反減同概括；阻礙不是阻止與相反，是減慢磁通量變化。使學生懂得：楞次定律屬于能量守恒定律在電磁感應現(xiàn)象中的體現(xiàn)。

3 教學反思

本節(jié)課程基于培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)展開，課程設計思路為：問題導入→激發(fā)興趣→小組合作學習→實踐探究→總結規(guī)律→理解定律→事例訓練→小結歸納。通過對“楞次定律”的實驗探究，以及學生之間的小組討論、分析、交流與歸納，引導學生探究楞次定律的深層次含義，幫助學生逐步掌握與鞏固楞次定律的主要內容，并且在實驗探究的過程中培養(yǎng)學生的綜合分析能力、合作交流能力與動手操作能力，并最大程度地提升學生的物理探究興趣與主觀能動性，進而強化學生的學科素養(yǎng)與發(fā)揮學生的思維思考能力，使得學生的核心素養(yǎng)得到持續(xù)性的發(fā)展。

本節(jié)課程設計主要突出學生的主體位置，讓學生通過自身對于楞次定律相關內容的探究，而得出相應的結論，加強學生對楞次定律的認知以及應用。因此在進行課程設計時，需把控課程設計中學生的參與程度，不能使課程預設內容超過課程生成，這會弱化學生的主體性，不利于學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)是教師物理教學的關鍵內容，通過在課程教學中讓學生親歷物理規(guī)律的探究過程，有效提升學生的綜合能力。離開核心素養(yǎng)的探究與培養(yǎng)過程，物理教學雖會取得短暫的進步，但是對于學生的長遠發(fā)展來說有著不利的影響。

4 結語

綜上所述，基于核心素養(yǎng)的高中物理課堂教學設計，以楞次定律的探究為例，還有著諸多的不足，需要物理教師進行不斷的探究與完善，進而促進物理課堂的高效化，為學生提供更好的物理學習課堂，并不斷地提升學生的核心素養(yǎng)，使其能夠一直滿足時代發(fā)展的需求。