高中物理線上線下混合式教學(xué)設(shè)計(jì)

何富國(guó) 丁高明

線上線下混合式教學(xué)作為一種將傳統(tǒng)面對(duì)面教學(xué)與在線教學(xué)相結(jié)合的新型教學(xué)模式，逐漸受到廣泛關(guān)注。高中物理作為一門(mén)實(shí)踐性、理論性較強(qiáng)的學(xué)科，將線上線下混合式教學(xué)應(yīng)用其中，有望提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)創(chuàng)新能力，并提高教學(xué)效果。“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”作為高中物理中的重要知識(shí)點(diǎn)，具有抽象、復(fù)雜的特點(diǎn)。如何運(yùn)用線上線下混合式教學(xué)設(shè)計(jì)，降低學(xué)生學(xué)習(xí)“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的難度，提高學(xué)習(xí)效果，是本文旨在探究的問(wèn)題。因此，本文以“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”內(nèi)容為例，深入分析高中物理線上線下混合式教學(xué)的活動(dòng)設(shè)計(jì)。

一、教材和學(xué)情分析

“電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用”是高中物理教材中的重要內(nèi)容，它不僅是電磁學(xué)核心概念的體現(xiàn)，還在整個(gè)高中物理學(xué)習(xí)中占據(jù)著關(guān)鍵地位。這一章節(jié)通過(guò)揭示磁場(chǎng)與電場(chǎng)之間的內(nèi)在聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究“磁生電”的規(guī)律，為后續(xù)學(xué)習(xí)法拉第電磁感應(yīng)定律、楞次定律以及交流電等內(nèi)容奠定了基礎(chǔ)。

根據(jù)《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》的要求，學(xué)生需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象，掌握產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，并理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象在現(xiàn)代社會(huì)中的應(yīng)用和影響。

在學(xué)習(xí)“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”之前，學(xué)生已經(jīng)初步掌握了磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁通量的概念，對(duì)磁通量的存在與否以及變化情況有了初步的了解。此外，學(xué)生在初中階段已經(jīng)學(xué)習(xí)了切割磁感線能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象。然而，對(duì)于產(chǎn)生感應(yīng)電流的一般條件，學(xué)生可能認(rèn)識(shí)不充分，需要通過(guò)學(xué)習(xí)進(jìn)一步加深理解。在探究“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生較難發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象背后的本質(zhì)原因，因此在歸納實(shí)驗(yàn)共同特征時(shí)，課堂討論容易出現(xiàn)發(fā)散的情況。這就要求教師在教學(xué)過(guò)程中，以學(xué)生的已有知識(shí)為出發(fā)點(diǎn)，適時(shí)地進(jìn)行引導(dǎo)，幫助學(xué)生抓住實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的本質(zhì)，從而使學(xué)生能夠更好地理解和掌握產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。

二、教學(xué)目標(biāo)

1.通過(guò)線上線下混合式教學(xué)，使學(xué)生掌握電磁感應(yīng)現(xiàn)象的基本概念、原理和規(guī)律，能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。并且提高學(xué)生對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解和認(rèn)識(shí)，使其在高中物理學(xué)習(xí)中打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.通過(guò)線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、合作探討、實(shí)踐操作的能力。引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)的方法和思維方式探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，提高學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。

3.培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的興趣，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理知識(shí)在生活中的重要作用，提高學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)服務(wù)社會(huì)的意識(shí)。

三、教學(xué)重難點(diǎn)

（一）教學(xué)重點(diǎn)

1.引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行自主探究，并在教師的引導(dǎo)下，歸納出產(chǎn)生感應(yīng)電流的一般條件。

2.讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理論分析，理解并掌握電磁感應(yīng)現(xiàn)象的基本規(guī)律。

3.通過(guò)對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

（二）教學(xué)難點(diǎn)

1.引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀察和分析，將初中所學(xué)的產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件提升為磁通量的變化。

2.幫助學(xué)生克服理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的障礙，如理解磁通量的概念、磁通量變化與感應(yīng)電流之間的關(guān)系等。

3.引導(dǎo)學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相結(jié)合，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和數(shù)據(jù)分析能力。

四、高中物理線上線下混合式教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）教學(xué)準(zhǔn)備

線下教學(xué)準(zhǔn)備：

1.教材：人教版高中物理。

2.教學(xué)用具：黑板、粉筆、多媒體設(shè)備。

3.實(shí)驗(yàn)器材：蹄形磁鐵、線圈、靈敏電流計(jì)、導(dǎo)線、滑動(dòng)變阻器等。

線上教學(xué)準(zhǔn)備：

1.在線教學(xué)平臺(tái)：學(xué)校官網(wǎng)、智慧課堂等。

2.教學(xué)資源：PPT、視頻、動(dòng)畫(huà)、圖文資料等。

3.互動(dòng)工具：在線討論區(qū)、問(wèn)卷調(diào)查、實(shí)時(shí)問(wèn)答等。

4.作業(yè)與評(píng)估：在線作業(yè)提交與批改、在線測(cè)試、學(xué)習(xí)進(jìn)度跟蹤等。

教學(xué)資源整合：

1.線下資源整合：結(jié)合教材、教輔資料和實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)具體的教學(xué)活動(dòng)和環(huán)節(jié)。

2.線上資源整合：將教學(xué)PPT、視頻、動(dòng)畫(huà)等資源上傳至在線教學(xué)平臺(tái)，并設(shè)置相應(yīng)的互動(dòng)環(huán)節(jié)，以便學(xué)生在線學(xué)習(xí)和交流。

（二）情境導(dǎo)入

【情境一】奧斯特實(shí)驗(yàn)

教師首先通過(guò)多媒體展示奧斯特實(shí)驗(yàn)的圖片或視頻，引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。在觀察過(guò)程中，教師提出問(wèn)題：“為什么小磁針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)？”學(xué)生會(huì)提出各種假設(shè)，如磁力作用、電流產(chǎn)生磁場(chǎng)等。此時(shí)，教師盡量不對(duì)學(xué)生的回答做出直接評(píng)價(jià)，而是鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)思考，引導(dǎo)學(xué)生在后續(xù)的學(xué)習(xí)中逐步揭曉問(wèn)題答案。通過(guò)這樣的情境導(dǎo)入，學(xué)生的好奇心被激發(fā)，為其深入學(xué)習(xí)“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”打下基礎(chǔ)。

【情境二】歷史背景介紹

在奧斯特實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，教師接下來(lái)簡(jiǎn)要介紹法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的過(guò)程，包括法拉第的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、思考過(guò)程以及如何最終發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)規(guī)律。通過(guò)介紹科學(xué)家的探索精神，激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的熱愛(ài)，并培養(yǎng)學(xué)生勇于探索、堅(jiān)持不懈的品質(zhì)。

【情境三】現(xiàn)實(shí)生活中的電磁感應(yīng)現(xiàn)象

為了使學(xué)生更直觀地理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象，并認(rèn)識(shí)到其在生產(chǎn)生活中的重要性，教師展示部分現(xiàn)實(shí)生活中常見(jiàn)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，如發(fā)電機(jī)、變壓器的工作原理和應(yīng)用。教師可以提供實(shí)際工作中的視頻片段或動(dòng)畫(huà)模擬，讓學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，從而增強(qiáng)物理學(xué)習(xí)的實(shí)踐意義。此外，教師還可以提出問(wèn)題：“發(fā)電機(jī)是如何將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的？變壓器是如何實(shí)現(xiàn)電壓的升降的”引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考和討論，使學(xué)生在具體的情境中深化對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解。

（三）開(kāi)展實(shí)驗(yàn)

【實(shí)驗(yàn)一】導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：將導(dǎo)體棒放置在磁場(chǎng)中，確保導(dǎo)體棒與磁場(chǎng)垂直。將導(dǎo)體棒的一端固定，另一端與檢流器相連，以便觀察電流的產(chǎn)生。手拿導(dǎo)體棒，使其沿磁場(chǎng)方向做切割磁感線運(yùn)動(dòng)。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，結(jié)合動(dòng)畫(huà)演示觀察導(dǎo)體右側(cè)“×”的數(shù)量。

教師：你們觀察到了什么現(xiàn)象？

學(xué)生：當(dāng)導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，連接在導(dǎo)體棒另一端的檢流器的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。

【實(shí)驗(yàn)二】磁場(chǎng)相對(duì)螺線管運(yùn)動(dòng)

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：（1）教師利用多媒體播放插入和拔出螺線管的過(guò)程；（2）引導(dǎo)學(xué)生觀察通過(guò)螺線管的磁通量變化。

教師：你們觀察到了什么現(xiàn)象？

學(xué)生：隨著螺線管的插入或拔出，穿過(guò)螺線管的磁通量會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)螺線管更深入磁場(chǎng)時(shí)，磁通量增加；當(dāng)螺線管被拔出時(shí)，磁通量減少。

【實(shí)驗(yàn)三】模擬法拉第電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：（1）將線圈A與變阻器以及開(kāi)關(guān)相連，接入電源；（2）將線圈B的兩端與電流表相接，線圈A置于線圈B內(nèi)部。（3）觀察在不同的條件下線圈B中是否產(chǎn)生電流。模擬法拉第電磁感應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，如圖1所示。

教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，填寫(xiě)表1。

教師：在迅速移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí)，回路中什么物理量發(fā)生了變化？

學(xué)生：回路中的電阻發(fā)生了變化。

教師：此物理量變化會(huì)導(dǎo)致線圈A發(fā)生何種變化，進(jìn)而導(dǎo)致線圈B所在的回路產(chǎn)生感應(yīng)電流？

學(xué)生：導(dǎo)致線圈A中的電流發(fā)生變化（或電流迅速變化），進(jìn)而導(dǎo)致線圈B所在的回路產(chǎn)生感應(yīng)電流。

【小結(jié)】

在這三個(gè)實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)實(shí)際操作和觀察，學(xué)生能夠看到磁通量的變化（無(wú)論是由于導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)、磁場(chǎng)的變化還是兩者的結(jié)合）總是伴隨著感應(yīng)電流的產(chǎn)生。此類(lèi)實(shí)驗(yàn)共同證明了法拉第電磁感應(yīng)定律的正確性，即磁通量的變化是感應(yīng)電流產(chǎn)生的必要條件。

（四）小結(jié)鞏固

【課堂練習(xí)】

教師針對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的相關(guān)概念，設(shè)計(jì)填空題，如：

1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象是由引起的。

2.法拉第在1831年發(fā)現(xiàn)了。

3.閉合電路中的一部分導(dǎo)體，在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生。

教師設(shè)計(jì)討論題，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合線上學(xué)習(xí)內(nèi)容，與同學(xué)在線上進(jìn)行討論，如：

1.請(qǐng)解釋電磁感應(yīng)現(xiàn)象的原理。

2.電磁感應(yīng)現(xiàn)象在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用有哪些？

【課后作業(yè)】

理論知識(shí)鞏固：

（1）讓學(xué)生結(jié)合線上學(xué)習(xí)內(nèi)容，完成電磁感應(yīng)現(xiàn)象的相關(guān)練習(xí)題，鞏固所學(xué)知識(shí)。

（2）鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)課堂學(xué)習(xí)和自身理解，撰寫(xiě)一篇關(guān)于電磁感應(yīng)現(xiàn)象的科普文章，要求文從字順、內(nèi)容準(zhǔn)確，并在線上平臺(tái)提交。

深入研究：鼓勵(lì)學(xué)生利用線上平臺(tái)，觀看電磁感應(yīng)現(xiàn)象的拓展視頻，并撰寫(xiě)一篇研究報(bào)告，在線上平臺(tái)提交。

【課后評(píng)價(jià)】

線上平臺(tái)評(píng)價(jià)：通過(guò)線上平臺(tái)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度、課堂討論參與度進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)控和評(píng)價(jià)。

課堂表現(xiàn)評(píng)價(jià)：教師在課堂上對(duì)學(xué)生的回答、討論等進(jìn)行評(píng)價(jià)，關(guān)注學(xué)生的理解程度和應(yīng)用能力。

作業(yè)評(píng)價(jià)：對(duì)學(xué)生的課后作業(yè)進(jìn)行批改，了解學(xué)生對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的理解和應(yīng)用情況。

綜合評(píng)價(jià)：結(jié)合學(xué)生的線上學(xué)習(xí)、課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，為學(xué)生提供反饋。

通過(guò)線上線下混合式教學(xué)設(shè)計(jì)，學(xué)生在課堂練習(xí)、課后作業(yè)和課后評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，可以全面、深入地掌握“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的相關(guān)知識(shí)。教師可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，提高教學(xué)效果。

五、總結(jié)

線上線下混合式教學(xué)是一種值得推廣的教學(xué)模式，其有助于優(yōu)化教學(xué)資源，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和獨(dú)立思考能力。然而，要想充分發(fā)揮線上線下混合式教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，教師還需要在教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)施、教學(xué)評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行深入研究和實(shí)踐。希望通過(guò)本次對(duì)“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”教學(xué)設(shè)計(jì)的探究，為高中物理教學(xué)提供有益的借鑒和啟示，促進(jìn)我國(guó)高中物理教學(xué)的改革與發(fā)展。

（作者單位：1.甘肅省天水市第二中學(xué)；2.甘肅省天水市第九中學(xué)）

編輯：趙文靜

注：本文系甘肅省天水市教育科研“十四五”2022年度規(guī)劃課題“線上與線下教育整合難點(diǎn)與突破路徑研究”（課題立項(xiàng)號(hào)：TS［2022］GH78）的研究成果。