基于“培養學生科學思維”的教學設計

周冬林

【摘要】隨著新課改的深化與推進，核心素養教育這一優質教學理念逐漸深入人心?！翱茖W思維”作為物理學科核心素養的四個方面之一，是從物理學視角對客觀事物的本質屬性、內在規律及相互關系的認識方式，高中生正處于科學思維形成的黃金時期，基于此，本文以“探究感應電流的產生條件”為案例，進行課堂實踐剖析，培養學生科學思維。

【關鍵詞】課程改革、科學思維、感應電流、產生條件

【教材分析】《探究感應電流的產生條件》是高中物理必修第三冊第十三章第3節的內容，是電磁學的核心內容之一，在整個高中物理中占有相當重要的地位。本節內容揭示了磁與電之間的聯系，通過探究實驗的方法歸納出了“磁生電”的規律，在教材中起到了承前啟后的作用，是學生今后學習法拉第電磁感應定律、楞次定律和交變電流產生的基礎。

【學情分析】學生在初中時學過電磁感應現象，對磁生電有了初步的了解，但是又不夠全面。

【教學目標】1.知道什么是電磁感應現象，什么是磁通量，培養學生模型構建、創新能力。

2.學會設計實驗探究方案，記錄實驗現象并對其作出分析概括，培養學生質疑創新科學推理的能力。

3.通過探究活動得到感應電流的產生條件，培養學生科學論證的核心素養。

【教學重點】1.學生實驗探究的過程;2.對產生感應電流條件的歸納總結。

【教學難點】1.教師對學生探究式學習的操控;2.學生對實驗現象的分析總結──磁通量的變化。

【實驗器材準備】靈敏電流表，條形磁鐵，大小螺線管各一個，電源，滑動變阻器，導線若干

【教學方法】講授法、問題探究法、實驗探究法、對比法、討論分析法。

【教學模式】啟發性合作探究模式

【教學過程】

1.新課導入

1.1史料介紹：演示奧斯特實驗。

提出問題：既然電能“生”磁，那么反過來磁能否“生”電呢？

【設計意圖】利用逆向思維法啟發學生思考問題，培養學生的創新能力。

提示：介紹法拉第“磁生電”的思想，及法拉第十年的不懈努力，終于發現“磁生電”的規律。

【設計意圖】讓學生了解物理學中的“對稱”思想，感受法拉第持之以恒的科學探索精神。

1.2回憶舊知：初中實驗，演示閉合電路部分導線切割磁感線產生電流。

復習：（1）什么是電磁感應現象。

（2）初中時，所學到的感應電流的產生條件。

提出問題：為何到了高中又要研究呢？是前面的知識有誤，還是另有玄機？

【設計意圖】使學生產生疑問，啟發學生通過科學探究與科學推理來回答這個問題。

2.探究過程

教師引入：今天我們就將通過實驗探索、科學推理、歸納概括的方法，來認識這一重要的現象，即通過你的雙手來制造感應電流;通過分析綜合、推理論證來得到產生感應電流的條件。

2.1實驗器材的選擇

提出問題：（1）要想利用磁場來產生電流，需要準備哪些器材？

（2）能夠產生磁場的器材有哪些？

（3）用什么來檢驗是否產生了感應電流？

【設計意圖】讓學生通過自己的分析來選擇實驗器材

2.2學生進行分組實驗與收集證據

學生根據需要選擇器材進行探究，并作好實驗記錄 。要求簡單記錄電路，并說明如何操作時會產生感應電流。

【設計意圖】引導學生一步步地找出是什么操作引起了感應電流的產生。

2.3分析交流與論證

請小組代表展示自己小組的發現，（舉手發言）并嘗試總結感應電流的產生條件。

提示：學生可能會總結出：（1）不切割磁感線也有可能產生感應電流;

（2）產生感應電流的情況有些線圈面積變化，有些是磁感應強度變化。

【設計意圖】通過學生自己的探究，讓他們對初中學過的有關感應電流的產生條件的描述產生質疑，為創新提供可能。在教法上這里采用了先“破”的手法，為以下的再“立”奠定基石。

2.4分析綜合得出初步結論

學生動手作圖分析，展示優秀作圖。教師一邊總結性地把圖重新畫在黑板上，方便同學們進行比對。用磁感線以及磁通量來具體描述這些特征，畫圖分析，找出共性，從而得出結論。

不管是切割還是不切割，都是利用磁場來產生感應電流，它們之間必定存在著某種共性，下面我們就通過對比法來尋找它們的共性。

從1→2過程中，電流變大，通電螺線管的磁性變強，磁感線越密集。

提出問題：請大家仔細觀察，反復比對，這三種產生感應電流的情況有什么共性？

學生總結：穿過三個閉合導體回路中的磁感線條數都發生了變化。

【設計意圖】引導學生找出切割磁感線產生感應電流與不切割磁感線產生感應電流這兩種情況的共性，用它們的共性來描述感應電流的產生條件，才是最全面的描述。

2.5評估得出最終結論

用實踐去檢驗結論的正確性，按照“穿過閉合導體回路中的磁感線條數發生變化”的標準去進行實驗操作，檢驗是否能夠產生感應電流。

教師總結：物理學中是用磁通量來表示穿過磁場中某個面的磁感線的條數的多少，也就是說，穿過閉合導體回路中的磁通量發生了變化時，就能產生了感應電流。

【設計意圖】培養學生科學論證的科學思維能力。

3.教學總結與反思

本節課以學生所擁有的初中知識為出發點，通過學生的自主探究，發現初中時結論的片面，以此激勵學生去尋找更全面、更科學的表述。在教法上采用了“欲立先破”的方法。