基于核心素养打造内外兼修的苏式课堂

    朱圆金枝

    [摘要]基于学生核心素养提升的初中物理课堂教学，内在追求是培养学生的科学态度，提高学生的科学探究能力，帮助学生树立物理观念。基于学生核心素养提升的初中物理课堂教学的外显特征是“设计精巧”“思维灵动”“动静相宜”。在教学中，注重课堂的“内外兼修”，才能让提升核心素养的课程改革目标得以实现。

    [关键词]初中物理;内外兼修;核心素养

    [中图分类号]G633.7 [文献标识码]A [文章编号]1674-6058（2020）05-0045-02

    现今的课堂教学，不仅仅要注重学科知识的传授，更要注重对学生学科核心素养的培养。由教育部在2014年颁布的《关于全面深化课程改革，落实立德树人根本任务的意见》中，即可看出提高初中生的物理学科核心素养，是初中物理课堂教学的内在追求。初中物理课堂应该是内在追求和外显特征彼此打通、相互对接、相互映照的课堂。现以《磁体对电流的作用电动机》为例，对此加以阐述。

    一、教学概述

    《磁体对电流的作用

    电动机》是苏科版初中物理第十六章第三节的教学内容，涉及磁场对通电直导线的作用、磁场对通电线圈的作用、换向器的工作原理等若干知识点。这部分内容对学生能力要求比较高，难度较大，在教学过程中要充分利用实验手段，激发学生的学习兴趣，帮助学生理解电动机的原理。

    二、教学目标

    （1）通过自主实验探究，了解磁场对通电直导线的作用。

    （2）通过实验观察及自主阅读，了解磁场对通电线圈的作用。

    （3）小组讨论，掌握使线圈持续转动的方法，并自主阅读换向器的作用。

    （4）分析实验现象，提高学生对知识的应用能力。

    三、教学环节

    1.新课导入

    向学生展示利用电池、钕磁体、铜导线组装的简易电动机。生活中见过电动机吗？电动机是如何工作的呢？今天我们一起来学习电动机的原理。

    2.探究磁场对通电直导线的作用

    （1）回顾奥斯特实验，既然电对磁有力的作用，那么磁场对电流有没有力的作用呢？

    （2）演示磁场对电流的作用，指导学生描述实验现象并总结实验结论。

    （3）学生实验，力的方向与哪些因素有关，并填写学案上的实验报告。

    3.观察分析磁场对通电线圈的作用

    （1）通电直导线在磁场中是水平运动的，如果在磁场中添加一根电流方向相反的导线（在黑板上画出示意图），小组讨论：如何能让导线在磁场中旋转起来？

    （2）打开锦囊袋，分组按学案方法安装电动机模型，观察线圈1（两端绝缘漆全部刮去）和线圈2（刮去一端绝缘漆，另一端只刮去一半）在磁场中的转动有何不同，思考：这两个线圈的区别在哪里？

    （3）为何两端绝缘漆全部刮去的时候线圈来回旋转，最终停下？自主阅读书本内容，完成学案填空。完成后与组内成员讨论。

    4.了解换向器的作用

    （1）锦囊中的线圈2为何可以转动？

    （2）除了利用惯性，还可以用什么方法使线圈持续转动起来？

    （3）请学生演示交换电源正、负极，观察能否使线圈持续转动。

    （4）电动机是通过换向器来实现正、负极的对换的。自主阅读书本，学习换向器的工作原理，完成学案填空，并與组员讨论。

    5.电动机的原理

    （1）总结电动机的工作原理：通电线圈在磁场中受力转动。

    （2）电动机的能量转换：将电能转化为机械能。

    （3）演示由弹簧（铜线绕制作为运行轨道）、电池、钕磁体组成的简易电动小火车（磁体同名磁极相对吸在电池两端），此原理与磁悬浮列车的电动机原理相同，请学生课后阅读材料，试着用本堂课的知识来解释。

    四、教学案例分析

    1.关于外显特征的体现

    （1）设计精巧

    开课时，若过分追求课堂气氛的活跃，而将相关实验全部在课堂中展示出来，只会让课堂流于华丽的形式，虽然活跃，但学生的思维却是松散的。在本堂课的设计中，只是精选了几个实验，从磁场对通电直导线的作用，到磁场对通电线圈的作用，再到通电线圈在磁场中持续转动，既激发了学生的学习兴趣，也将整堂课的认知思路梳理出来，引导学生由浅入深地理解电动机的原理。

    （2）思维灵动

    通电线圈在磁场中的受力一直是学生比较难以理解的知识点。在设计本堂课的时候，将学生在理解时容易出现的疑问设计成填空题，例如，线圈所受的力__（是/不是）平衡力，理由是__。学生在思考和互相讨论中解决这些问题的同时，对线圈的运动状态就有了更深刻的理解。小组讨论的形式也将课堂交给学生，提高了学生参与课堂的积极性，在与同学争论的过程中，学生的思维是活跃的。在课后就有学生来询问电动小火车磁体的磁极，并且在了解磁极后，立即说出了小火车的运行原理，这就说明在课堂中，学生的思维是灵动的。

    （3）动静相宜

    动静相宜是一种意境，即动中有静，静中有动，动和静完美地融合在一起。在一个环节中有静无动，那会死气沉沉，毫无生气，相反有动无静，会给人一种躁动、烦乱的感觉，只有动静结合才能打造一个灵动的课堂。在实验的环节，学生更注重实验结果的观察，容易忽略实验的过程，这会使实验变成一场精彩的表演。因此在设计本节课的时候，在每一个实验之前，都会预设几个问题，引导学生观察实验过程和细节，做到动中有静。而在学生自主阅读书本的学习过程中，也设计了相应的任务单，任务单中的问题由浅入深，不是单纯地抄写书本就可以完成。学生思考答题的过程，也是不断对知识点加深理解的过程，思维是活跃的，做到了静中有动。

    2.核心素养的提升

    （1）物理观念的形成

    物理观念发展是否良好，可以通过学生对知识的应用能力看出。物理观念一旦形成，学生在面对具体问题的时候，就能自如地使用各种物理方法，如，运用等效法、类比法、模型法等解决问题。可以说物理观念的形成比学会具体的知识点更为重要，学生会受益终身。物理观念的形成和发展不是一蹴而就的，要依靠潜移默化的影响。在本堂课的设计中，先研究一个导体的简单情况，得到受力方向与电流方向及磁场方向有关的结论，再利用这一知识点来研究复杂的线圈转动。通过对线圈的某一条边进行受力分析，理解线圈各边的受力情况，这样分析线圈转动情况就变得容易理解了。这一分析推导过程，带领学生将复杂问题简单化，给学生提供了一个解决问题的新思路，增强了学生在面对困难时的信心，培养了学生的物理观念。

    （2）科学探究能力的培养

    从刚接触物理开始，在课堂上教师就引导学生根据观察得到的现象，提出问题，作出假设，设计实验，收集证据，最后得到实验结果。经过一年的培养，大部分学生已经具备很强的科学探究能力了，但仍有一些学生要依赖教师的引导才能完成探究。在本堂课的设计中，为了进一步培养学生的科学探究能力，在研究直导线受力方向的影响因素时，只提供学生器材，完全开放探究过程，实验计划由小组成员共同制订。实验刚开始，由于缺少了教师的引导，场面略显凌乱，但规定的时间过去以后，每个小组都积极汇报自己的实验过程，将实验设计、实验现象以及最终的结论讲述得非常清晰。这个过程不仅让学生对知识点的理解更深入，更是对学生科学探究能力的一次锻炼。

    （3）科学态度的养成

    科学态度是尊重事实，能对实验和理论的差异提出疑问并根据实验现象来调整自己的认知。在本堂课中，学生通过理论分析可以得到，通电线圈最终会停在平衡位置上，而课堂上向全体学生展示的电动机模型，线圈却不是停在平衡位置的。这一细微的差异，显示了摩擦力的存在，从而让学生认识到电动机将电能转化为机械能的同时，存在能量损失。电动机能量转化的损失只是来自摩擦吗？在电动机模型转动一段时间后，学生发现线圈比转轴要热很多，从而认识到电流的热效应也是电动机能量损失的重要原因。这样，学生对电动机的机械效率就很容易理解了。从细节处发现问题、解决问题，有助于学生建立起严谨的科学态度，能认真细致地进行科学探究。

    初中物理教学中学生学科核心素养的提升是一个潜移默化的过程，不可急于求成。在教学中，注重课堂的“内外兼修”，在传授知识的同时，注重能力的培养，才能让提升核心素养的课程改革目标得以实现。