何富國 丁高明

線上線下混合式教學作為一種將傳統(tǒng)面對面教學與在線教學相結合的新型教學模式，逐漸受到廣泛關注。高中物理作為一門實踐性、理論性較強的學科，將線上線下混合式教學應用其中，有望提高學生的學習興趣、培養(yǎng)創(chuàng)新能力，并提高教學效果?！半姶鸥袘F(xiàn)象”作為高中物理中的重要知識點，具有抽象、復雜的特點。如何運用線上線下混合式教學設計，降低學生學習“電磁感應現(xiàn)象”的難度，提高學習效果，是本文旨在探究的問題。因此，本文以“電磁感應現(xiàn)象”內容為例，深入分析高中物理線上線下混合式教學的活動設計。

一、教材和學情分析

“電磁感應現(xiàn)象及應用”是高中物理教材中的重要內容，它不僅是電磁學核心概念的體現(xiàn)，還在整個高中物理學習中占據(jù)著關鍵地位。這一章節(jié)通過揭示磁場與電場之間的內在聯(lián)系，引導學生通過實驗探究“磁生電”的規(guī)律，為后續(xù)學習法拉第電磁感應定律、楞次定律以及交流電等內容奠定了基礎。

根據(jù)《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求，學生需要通過實驗來了解電磁感應現(xiàn)象，掌握產生感應電流的條件，并理解電磁感應現(xiàn)象在現(xiàn)代社會中的應用和影響。

在學習“電磁感應現(xiàn)象”之前，學生已經初步掌握了磁感應強度和磁通量的概念，對磁通量的存在與否以及變化情況有了初步的了解。此外，學生在初中階段已經學習了切割磁感線能夠產生感應電流的現(xiàn)象。然而，對于產生感應電流的一般條件，學生可能認識不充分，需要通過學習進一步加深理解。在探究“電磁感應現(xiàn)象”的實驗中，學生較難發(fā)現(xiàn)實驗現(xiàn)象背后的本質原因，因此在歸納實驗共同特征時，課堂討論容易出現(xiàn)發(fā)散的情況。這就要求教師在教學過程中，以學生的已有知識為出發(fā)點，適時地進行引導，幫助學生抓住實驗現(xiàn)象的本質，從而使學生能夠更好地理解和掌握產生感應電流的條件。

二、教學目標

1.通過線上線下混合式教學，使學生掌握電磁感應現(xiàn)象的基本概念、原理和規(guī)律，能夠運用所學知識解決實際問題。并且提高學生對電磁感應現(xiàn)象的理解和認識，使其在高中物理學習中打下堅實的基礎。

2.通過線上線下相結合的教學模式，培養(yǎng)學生獨立思考、合作探討、實踐操作的能力。引導學生運用科學的方法和思維方式探究電磁感應現(xiàn)象，提高學生的物理學科核心素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。

3.培養(yǎng)學生對物理學科的興趣，使學生認識到物理知識在生活中的重要作用，提高學生運用物理知識服務社會的意識。

三、教學重難點

（一）教學重點

1.引導學生通過實驗進行自主探究，并在教師的引導下，歸納出產生感應電流的一般條件。

2.讓學生通過實驗和理論分析，理解并掌握電磁感應現(xiàn)象的基本規(guī)律。

3.通過對電磁感應現(xiàn)象的學習，培養(yǎng)學生運用物理知識解決實際問題的能力。

（二）教學難點

1.引導學生通過觀察和分析，將初中所學的產生感應電流的條件提升為磁通量的變化。

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

3.引導學生將理論知識與實驗現(xiàn)象相結合，提高學生的實驗操作能力和數(shù)據(jù)分析能力。

四、高中物理線上線下混合式教學設計

（一）教學準備

線下教學準備：

1.教材：人教版高中物理。

2.教學用具：黑板、粉筆、多媒體設備。

3.實驗器材：蹄形磁鐵、線圈、靈敏電流計、導線、滑動變阻器等。

線上教學準備：

1.在線教學平臺：學校官網、智慧課堂等。

2.教學資源：PPT、視頻、動畫、圖文資料等。

3.互動工具：在線討論區(qū)、問卷調查、實時問答等。

4.作業(yè)與評估：在線作業(yè)提交與批改、在線測試、學習進度跟蹤等。

教學資源整合：

1.線下資源整合：結合教材、教輔資料和實驗器材，設計具體的教學活動和環(huán)節(jié)。

2.線上資源整合：將教學PPT、視頻、動畫等資源上傳至在線教學平臺，并設置相應的互動環(huán)節(jié)，以便學生在線學習和交流。

（二）情境導入

【情境一】奧斯特實驗

教師首先通過多媒體展示奧斯特實驗的圖片或視頻，引導學生觀察實驗現(xiàn)象。在觀察過程中，教師提出問題：“為什么小磁針會發(fā)生偏轉？”學生會提出各種假設，如磁力作用、電流產生磁場等。此時，教師盡量不對學生的回答做出直接評價，而是鼓勵學生繼續(xù)思考，引導學生在后續(xù)的學習中逐步揭曉問題答案。通過這樣的情境導入，學生的好奇心被激發(fā)，為其深入學習“電磁感應現(xiàn)象”打下基礎。

【情境二】歷史背景介紹

在奧斯特實驗的基礎上，教師接下來簡要介紹法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的過程，包括法拉第的實驗設計、思考過程以及如何最終發(fā)現(xiàn)電磁感應規(guī)律。通過介紹科學家的探索精神，激發(fā)學生對物理學科的熱愛，并培養(yǎng)學生勇于探索、堅持不懈的品質。

【情境三】現(xiàn)實生活中的電磁感應現(xiàn)象

為了使學生更直觀地理解電磁感應現(xiàn)象，并認識到其在生產生活中的重要性，教師展示部分現(xiàn)實生活中常見的電磁感應現(xiàn)象，如發(fā)電機、變壓器的工作原理和應用。教師可以提供實際工作中的視頻片段或動畫模擬，讓學生將理論知識與實際應用相結合，從而增強物理學習的實踐意義。此外，教師還可以提出問題：“發(fā)電機是如何將機械能轉換為電能的？變壓器是如何實現(xiàn)電壓的升降的”引導學生進行思考和討論，使學生在具體的情境中深化對電磁感應現(xiàn)象的理解。

（三）開展實驗

【實驗一】導體切割磁感線運動

實驗過程：將導體棒放置在磁場中，確保導體棒與磁場垂直。將導體棒的一端固定，另一端與檢流器相連，以便觀察電流的產生。手拿導體棒，使其沿磁場方向做切割磁感線運動。觀察實驗現(xiàn)象，結合動畫演示觀察導體右側“×”的數(shù)量。

教師：你們觀察到了什么現(xiàn)象？

學生：當導體棒在磁場中做切割磁感線的運動時，連接在導體棒另一端的檢流器的指針發(fā)生了偏轉。

【實驗二】磁場相對螺線管運動

實驗過程：（1）教師利用多媒體播放插入和拔出螺線管的過程；（2）引導學生觀察通過螺線管的磁通量變化。

教師：你們觀察到了什么現(xiàn)象？

學生：隨著螺線管的插入或拔出，穿過螺線管的磁通量會發(fā)生變化。當螺線管更深入磁場時，磁通量增加；當螺線管被拔出時，磁通量減少。

【實驗三】模擬法拉第電磁感應實驗

實驗過程：（1）將線圈A與變阻器以及開關相連，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內部。（3）觀察在不同的條件下線圈B中是否產生電流。模擬法拉第電磁感應的實驗裝置，如圖1所示。

教師引導學生根據(jù)實驗現(xiàn)象，填寫表1。

教師：在迅速移動滑動變阻器的滑片時，回路中什么物理量發(fā)生了變化？

學生：回路中的電阻發(fā)生了變化。

教師：此物理量變化會導致線圈A發(fā)生何種變化，進而導致線圈B所在的回路產生感應電流？

學生：導致線圈A中的電流發(fā)生變化（或電流迅速變化），進而導致線圈B所在的回路產生感應電流。

【小結】

在這三個實驗中，通過實際操作和觀察，學生能夠看到磁通量的變化（無論是由于導體的運動、磁場的變化還是兩者的結合）總是伴隨著感應電流的產生。此類實驗共同證明了法拉第電磁感應定律的正確性，即磁通量的變化是感應電流產生的必要條件。

（四）小結鞏固

【課堂練習】

教師針對電磁感應現(xiàn)象的相關概念，設計填空題，如：

1.電磁感應現(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體，在磁場中做切割磁感線運動時，導體中會產生。

教師設計討論題，引導學生結合線上學習內容，與同學在線上進行討論，如：

1.請解釋電磁感應現(xiàn)象的原理。

2.電磁感應現(xiàn)象在現(xiàn)實生活中的應用有哪些？

【課后作業(yè)】

理論知識鞏固：

（1）讓學生結合線上學習內容，完成電磁感應現(xiàn)象的相關練習題，鞏固所學知識。

（2）鼓勵學生根據(jù)課堂學習和自身理解，撰寫一篇關于電磁感應現(xiàn)象的科普文章，要求文從字順、內容準確，并在線上平臺提交。

深入研究：鼓勵學生利用線上平臺，觀看電磁感應現(xiàn)象的拓展視頻，并撰寫一篇研究報告，在線上平臺提交。

【課后評價】

線上平臺評價：通過線上平臺，對學生的學習進度、課堂討論參與度進行了實時監(jiān)控和評價。

課堂表現(xiàn)評價：教師在課堂上對學生的回答、討論等進行評價，關注學生的理解程度和應用能力。

作業(yè)評價：對學生的課后作業(yè)進行批改，了解學生對電磁感應現(xiàn)象的理解和應用情況。

綜合評價：結合學生的線上學習、課堂表現(xiàn)、作業(yè)完成情況進行綜合評價，為學生提供反饋。

通過線上線下混合式教學設計，學生在課堂練習、課后作業(yè)和課后評價環(huán)節(jié)，可以全面、深入地掌握“電磁感應現(xiàn)象”的相關知識。教師可以根據(jù)學生的學習情況，及時調整教學策略，提高教學效果。

五、總結

線上線下混合式教學是一種值得推廣的教學模式，其有助于優(yōu)化教學資源，提高教學質量，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和獨立思考能力。然而，要想充分發(fā)揮線上線下混合式教學的優(yōu)勢，教師還需要在教學設計、教學實施、教學評價等方面進行深入研究和實踐。希望通過本次對“電磁感應現(xiàn)象”教學設計的探究，為高中物理教學提供有益的借鑒和啟示，促進我國高中物理教學的改革與發(fā)展。

（作者單位：1.甘肅省天水市第二中學；2.甘肅省天水市第九中學）

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與突破路徑研究”（課題立項號：TS［2022］GH78）的研究成果。