【摘要】物理學(xué)科的核心素養(yǎng)包含四個方面的內(nèi)容：物理觀念、科學(xué)思維、實驗探究、科學(xué)態(tài)度與責任。如何在實際教學(xué)中落實學(xué)科核心素養(yǎng)呢？本文以《通電導(dǎo)線在磁場中受到的力》的教學(xué)為例，談?wù)劸唧w的做法和實施策略。

【關(guān)鍵詞】高中物理；核心素養(yǎng)；教學(xué)案例

新一輪的課堂教學(xué)改革，特別重視如何落實學(xué)科的核心素養(yǎng)，提高課堂質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，促進學(xué)生系統(tǒng)掌握學(xué)科的基礎(chǔ)知識、基本技能、基本方法，培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的正確價值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。鑒于此，本文立足于如何在課堂教學(xué)中有效地落實物理學(xué)科的核心素養(yǎng)，以人教版第三章磁場第四節(jié)《通電導(dǎo)線在磁場中受到的力》的教學(xué)為例，談?wù)劸唧w的做法與實施策略。

一、物理觀念的教學(xué)和落實

1.本節(jié)課需要建立的物理觀念

《通電導(dǎo)線在磁場中受到的力》中，需要幫助學(xué)生建立起來的物理觀念有兩個：

第一個是磁場對電流能產(chǎn)生力的作用：磁場對通電導(dǎo)線會產(chǎn)生作用力，稱之為安培力。磁場對電流可以產(chǎn)生力的作用這一物理觀念的形成，是這一節(jié)課的基礎(chǔ)，有利于后續(xù)探究這一作用力的規(guī)律，并且對其加以應(yīng)用。第二個是電表工作的基本觀念：通過深入的分析學(xué)習(xí)，了解磁電式電流表的結(jié)構(gòu)及其工作原理，建立起電表是如何工作的基本觀念，幫助學(xué)生理解掌握電表工作的物理本質(zhì)。

2.本節(jié)課物理觀念教學(xué)的具體做法

（1）對于第一個物理觀念的建立，首先在新課引入環(huán)節(jié)，通過演示實驗，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

設(shè)計教學(xué)情境：

實驗1：發(fā)光的電燈泡，燈絲在磁場中會發(fā)生振動

引導(dǎo)提問學(xué)生：

問題1：你在這個實驗中看到了什么現(xiàn)象？

問題2：這個實驗現(xiàn)象讓你聯(lián)想到了什么？你見過類似的實驗現(xiàn)象嗎？

問題3：為什么會出現(xiàn)這樣的實驗現(xiàn)象呢？這其中的物理原理是什么？

通過這個演示實驗激發(fā)出學(xué)生求知欲，為教學(xué)的展開做好鋪墊。同時演示實驗也很能引起學(xué)生的深入思考，燈絲為什么會振動？這樣的現(xiàn)象背后的物理本質(zhì)是什么呢？

（2）本節(jié)課的第二個物理觀念的建立和解決，是讓學(xué)生了解磁電式電流表的結(jié)構(gòu)及其工作原理。本節(jié)課采用的方法是給學(xué)生布置了課前閱讀作業(yè)，事先準備好關(guān)于磁電式電流表的相關(guān)資料（內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理、特點）等，然后讓學(xué)生依據(jù)課堂展示的儀器實物，進行講解原理，共同分享，在共同理解儀器工作原理的基礎(chǔ)上，領(lǐng)會這個儀器的用途。

二、科學(xué)思維能力的培養(yǎng)和落實

1.本節(jié)課涉及科學(xué)思維培養(yǎng)的教學(xué)內(nèi)容

本節(jié)課在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維上有兩個重點內(nèi)容：（1）安培力大小跟什么因素有關(guān)系，如何應(yīng)用其計算公式求解相關(guān)問題；（2）安培力大小計算公式的推導(dǎo)過程及其涉及的科學(xué)思維。

2.教學(xué)的具體實施過程

探討安培力的大小跟什么因素有關(guān)系。引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)做過的實驗，猜想安培力的大小會受什么因素的影響呢？

A.磁場強弱" "B.電流強弱" "C.通電導(dǎo)線在磁場中的長度

然后引導(dǎo)學(xué)生回憶，在第2節(jié)中，學(xué)習(xí)關(guān)于磁場的描述時，為了確定磁場中某點的磁場方向和強弱，我們分別采用了什么樣的辦法？引導(dǎo)回答：類似于電場，我們采用了檢驗的辦法。在這里，我們選擇作為“檢測”的工具是“電流元”這樣一個理想化模型。

學(xué)生自然可以分析得出：

當通電導(dǎo)線垂直于磁場放置時，安培力的大小為：F=LLB。

下面進行實驗探究，如果讓通電導(dǎo)線與磁場平行放置，安培力會是什么樣的情況呢？

演示實驗：發(fā)現(xiàn)銅棒并沒有滾動，說明這時銅棒是不受到安培力影響的，F(xiàn)=0。

這時，引導(dǎo)學(xué)生進行思考，如果通電導(dǎo)線既不跟磁場垂直，又不平行，而是有一定的傾角斜放著，情況會怎么樣呢？

引導(dǎo)學(xué)生分析，應(yīng)該把磁感應(yīng)強度B進行分解。

綜合以上3種情況，總結(jié)得出安培力的計算公式：F=N·ILB⊥。

三、實驗探究能力的培養(yǎng)和落實

1.實驗探究的內(nèi)涵

物理是以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，實驗探究能力是物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分?！皩嶒炋骄磕芰Α笔侵柑岢隹茖W(xué)問題、形成猜想和假設(shè)、設(shè)計實驗與制訂方案、獲取和處理信息、基于證據(jù)得出結(jié)論并作出解釋，以及對科學(xué)探究過程和結(jié)果進行交流、評估、反思的能力，主要包括問題、證據(jù)、解釋、交流與合作等要素。

2.本節(jié)課在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力上的具體教學(xué)措施

本節(jié)課采用了探究式的教學(xué)方法，通過分小組，控制變量，跟學(xué)生逐步感受精彩的物理實驗，讓學(xué)生通過對探究式實驗現(xiàn)象的記錄，總結(jié)和尋找安培力方向所遵循的規(guī)律，并且在此基礎(chǔ)上充分領(lǐng)會前人科學(xué)家對這一規(guī)律的總結(jié)和表述。

實驗探究安培力方向的特點：

為學(xué)生準備好實驗記錄表格以及記錄用的黑、紅、藍三種顏色的白板筆。老師在投影儀下演示實驗過程，要求學(xué)生自己動手，作好實驗記錄。保持電流方向不變，改變磁場方向及觀察力方向。

實驗1：磁鐵N極在上方，S極在下方，外軌道連接電源正極，內(nèi)軌道連接電源負極，觀察銅棒的滾動方向。

實驗2：磁鐵S極在上方，N極在下方，外軌道連接電源正極，內(nèi)軌道連接電源負極，銅棒會向哪個方向滾動呢？演示實驗進行驗證。

實驗3：磁鐵S極在上方，N極在下方，外軌道連接電源負極，內(nèi)軌道連接電源正極，觀察銅棒的滾動方向。

實驗4：磁鐵N極在上方，S極在下方，外軌道連接電源負極，內(nèi)軌道連接電源正極，觀察銅棒的滾動方向。讓學(xué)生根據(jù)記錄的實驗結(jié)果，得出實驗結(jié)論。

四、關(guān)于科學(xué)態(tài)度和社會責任的教學(xué)和落實

1.物理學(xué)科的科學(xué)態(tài)度和社會責任的具體內(nèi)容

通過高中階段的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)正確認識科學(xué)的本質(zhì)；具有學(xué)習(xí)和研究物理的好奇心與求知欲，能主動與他人合作，尊重他人，能基于證據(jù)和邏輯發(fā)表自己的見解，實事求是，不迷信權(quán)威；在進行物理研究和物理成果應(yīng)用時，能遵循普遍接受的道德規(guī)范；理解科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境的關(guān)系，熱愛自然，珍惜生命，具有保護環(huán)境、節(jié)約資源、促進可持續(xù)發(fā)展的責任感。

2.本節(jié)課關(guān)于科學(xué)態(tài)度與社會責任的教學(xué)

（1）播放視頻，給學(xué)生介紹安培力在現(xiàn)代軍事武器上的應(yīng)用，這樣的教學(xué)方式，不但讓學(xué)生及時了解到安培力在科技上的應(yīng)用，而且能夠很好地激發(fā)學(xué)生對前沿科技的學(xué)習(xí)熱情，埋下投身科學(xué)研究的種子。

（2）本節(jié)課的教學(xué)，并不局限于課本教材提供的演示實驗素材，還進行了教材挖掘，設(shè)計出了兩個精妙的演示實驗，進一步加強了學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的興趣，增強了分析物理問題的能力，拓展了物理學(xué)習(xí)的視野。

實驗1（見圖3）：

要求學(xué)生注意觀察現(xiàn)象，同時記錄下食鹽溶液轉(zhuǎn)動的方向。引導(dǎo)學(xué)生思考，食鹽溶液為什么會發(fā)生了轉(zhuǎn)動，同時要求學(xué)生利用剛剛學(xué)習(xí)的左手定則，對實驗中液體轉(zhuǎn)動的方向進行判定，看是否能正確分析。

實驗2（見圖4）：

播放實驗視頻：電流之間的相互作用，引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗，并且記錄實驗現(xiàn)象：

A、同向電流相互吸引

B、反向電流相互排斥

引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用剛剛學(xué)習(xí)的左手定則進行分析，為什么會出現(xiàn)上述的實驗現(xiàn)象，其本質(zhì)是什么？

五、教學(xué)實踐總結(jié)和結(jié)語

1.成果

通過對本節(jié)課基于核心物理素養(yǎng)培養(yǎng)的四個方面的觀察、診斷和反思，發(fā)現(xiàn)本節(jié)課在教學(xué)實踐中，成功的地方有如下幾點：

（1）設(shè)置了引人入勝的教學(xué)引入，演示實驗非常具有沖擊力，很能激發(fā)出學(xué)生的學(xué)習(xí)欲和對物理奇妙現(xiàn)象的求知欲。

（2）探究實驗很成功，安排得很合理，直接命中主題，學(xué)生在動手過程中，不但能充分感受到了物理的美妙，而且水到渠成地總結(jié)出有效的安培力方向所遵循的胡規(guī)律，印象深刻，容易掌握。

（3）通過多種方式，對學(xué)生滲透科學(xué)的態(tài)度，研究科學(xué)問題的方法、思維，點點滴滴中讓學(xué)生建立起科學(xué)的責任，激發(fā)攀登科學(xué)高峰的興趣、信心和決心，演示實驗和科技視頻選取得都非常好。

2.反思

通過本節(jié)課的教學(xué)實踐，還發(fā)現(xiàn)了一些不足，需要在后續(xù)的教學(xué)設(shè)計和實踐中加以改進的地方主要有下面兩點：

（1）本節(jié)課需要繼續(xù)探索和改進的第一點是，在磁電式電表的工作原理教學(xué)的部分，還不夠生動和引人入勝，老師講授的多了些，學(xué)生參與和實踐的少了些。改進的措施是可以考慮讓學(xué)生自己能通過對儀器的觀察，親自動手實踐，探索和領(lǐng)會出它的工作原理，這一點值得繼續(xù)思考、探索和實踐。

（2）第二點是本節(jié)課的教學(xué)時間和教學(xué)內(nèi)容的安排問題。由于本節(jié)課教學(xué)的重、難點比較多，為此設(shè)計了較多的演示實驗和探究實驗，導(dǎo)致時間顯得比較緊，這對授課老師的掌控能力要求比較高，需要非常的熟練，才能把控住教學(xué)時間的分配和教學(xué)的節(jié)奏，才能恰到好處地完成教學(xué)的任務(wù)。

綜上所述，在實際教學(xué)中落實學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，有這么幾個關(guān)鍵點：一是理解學(xué)科核心素養(yǎng)的方方面面；二是挖掘教學(xué)內(nèi)容中培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的內(nèi)容；三是針對核心素養(yǎng)的培養(yǎng)開展教學(xué)設(shè)計與實施教學(xué)。核心素養(yǎng)的培養(yǎng)是一個漫長的過程，需要我們一線的老師不懈地努力，大膽地實踐，及時有效地總結(jié)和改進。只要我們不忘初心，牢記使命，通過學(xué)科教學(xué)提高學(xué)生的核心素養(yǎng)就可以逐步實現(xiàn)。

【參考文獻】

[1]中華人民共和國國務(wù)院辦公廳.關(guān)于新時代推進普通高中育人方式改革的指導(dǎo)意見[EB/OL].https：//www.gov.cn/zhengce/content/2019 - 06/11/content_5398788.htm.

[2]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020.

（基金項目：本文系海南省教育科學(xué)專項規(guī)劃課題“指向科學(xué)思維培養(yǎng)的高中物理教學(xué)難點對策研究”的研究成果，課題編號為QJH202310118）