基于物理学科素养的高中物理电磁感应教学研究
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作者:黄悦
【摘 要】在新课改背景下，物理学科成为物理教学的根本目标，旨在培养学生终身学习和未来适应社会发展所具备的品格和能力。电磁感应是高中物理教学内容的重要组成部分，主要研究电与磁之间的关系。本文将基于培养学生物理学科素养，研究如何贯穿电磁感应教学环节，提高教学质量。
【关键词】高中物理;学科素养;电磁感应
【中图分类号】G631.1 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）21-0-02
进入21世纪以来，人才成为各国之间竞争的主要元素，加大人才培养和战略储备是各国国家开展的一场没有硝烟的战争。物理是研究科学技术的主要途径，也是人才培养所需的必备知识，因此，物理人才培养占据着重要的教育任务。在新时期教学形式下，学科核心素养成为教学的主要目的，培养科学精神，提高学习能力，发展学科思维，满足学生全面发展所需。电磁感应章节是高中物理教学中的重难点内容，是高考试题考查内容选择的“宠儿”。在物理课程不断改革中，电磁感应章节的内容体系也随之变动，将科学素养贯穿此部分内容教学，具有很强的实践意义。
一、物理学科素养的概念界定
物理学科素养是学生学习物理过程中逐渐形成的基础知识、关键能力和方法以及情感态度等方面的综合表现，是从物理学角度体现出的物理学学科特性和品质，能够满足学生终身学习和未来适应社会所需能力。物理学科素养具体包括基础知识、科学思维、科学探究以及社会责任四方面内容。
基础知识包括物理基本概念和基本规律等;科学思维包括物理模型构建、推理论证、科学思维方法等，能够从物质学角度对物理现象进行分析，运用思维方法实现内化等;实验探究包括对实验现象的解释、交流和评估，能够提出物理问题，形成猜想和假设，获取和处理信息，在交流与评估中提升反思能力;社会责任意识包括对物理知识本质的理解、物理学习态度，利用物理知识解决生活实际问题，增强社会责任感。
二、物理学科素养下的电磁感应教学策略
（一）基于学科素养设置电磁感应教学目标和内容
为了促进物理学科素养发展，需要将基础知识、科学思维、科学探究以及社会责任四方面内容贯穿电磁感应整个教学过程，以此为基础，设置具体教学目标和内容。此部分基础知识包括具体物理概和规律，像法拉第电磁感应定律、楞次定律等，都是物理基本知识框架的有机组成部分，通过不断学习和应用，使学生对电与磁的物质观、运动观、能量观形成深刻认识，并以此为工具，解决生活中电磁现象记录与读取信息的基本原理等实际问题。比如学习“法拉第圆盘”知识时，首先进行物理建模，将圆盘平面分割成无数条导体棒，利用等效法、微元法
等方法推导感应电动势。另一方面，整合电磁感应的物理学史，端正学生物理学习态度，体会“物理与社会”的关系。鼓励学生自主搜索电磁感应现象发展史料，像安培、科拉顿等，通过鲜活的实例分析促进思维品质和思想方法的发展，形成正确的物理科学史观。
（二）创设物理学习情境，增强物理学习情感
情境教学对培养学生学科素养具有很重要的作用，物理概念建立、规律探索、思维发展、方法创新等都需要建立真实的情境。通过创设有价值的物理情境，引导学生从情感角度出发，用科学的思维方式对所观察的物理现象进行重新加工，在诸多客观情境中概括事物的共同属性，抽象事物的本质特征，自主构建知识结构，发展科学思维能力。笔者认为教师可以创设问题情境，引导学生从物理情境中发现和提炼问题，在解决问题过程中进行猜想和假设，并调取自己已有知识实施探究计划，最后通过数据分析得出问题结论。比如在“楞次定律”的教学中引入情境创设，通过“跳环”实验引入“楞次定律”课题，将轻质铝环套在可拆变压器的铁轭上，接通电源时会发现铝环有跳起来的现象。之后抛出问题“为什么磁铁在铝管中下落比塑料管中慢呢？”激发学生认知冲突，产生探究欲望，促进思维能力发展。
（三）构建“知法并行”教学模式，提升学生科学思维方法
“知法并行”教学模式是物理教学中常用的教学模式之一，以教材中知识发展过程和其中蕴含的科学方法为基础，整理出具体线索，使“知识线”和“方法线”同时展开，既促进了知识传授，又实现了学习方法渗透。以“法拉第的圆盘发电机”教学为例，知识线包括“法拉第圆盘”物理模型构建、平面切割到线切割的转化、线到模式的抽象以及电动势规律的探究，对应的方法线分别为图像法、线面转化法、理想化模型法以及等效、构建、微元以及微积分法。通过该教学模式的实施，强化学生知识处理能力，掌握科学的物理思维方法，发展物理模型构建能力、科学推理能力、以及运用科学思维方法解决各类问题的能力，使所学物理知识结构化、自动化和策略化。
（四）通过实验培养学生物理实验及科学探究能力
物理是一门以实验为基础的科学性学科，物理实验教学能够培养学生科学探究能力、科学思维，对物理学科素养发展有很重要的推动作用。物理科学探究主要通过提出问题，对问题做出猜想和假设，研究问题并获取和处理问题相关的信息，得出相关的物理规律，可以说物理实验是一个系统学习和不断加深理解的过程。在电磁感应教学环节，教材中设计了很多物理实验，包括探究感应电流的产生条件、研究感应电流方向、通电自感、断电自感等，在实验教学实践中，为了强化学生探究能力，提高探究兴趣，可以将数字化技术与科学探究实验相结合。比如利用DIS实验系统演示自感对电路中电流的影响，直观清晰地演示自感过程和现象，通过实验数据的搜集、分析与处理，培养学生数据挖掘能力，感悟信息技术下的实验探究过程，为今后开展更高层次的物理探究奠定基础，提升科学探究能力。
综上所述，本文从物理学科素养四个方面：基础知识、科学思维、探究能力以及社会责任与意识的内容，结合电磁感应章节教学内容，分析了基于学科素养的教学目标设置、物理学习情境的创设、“知法并行”教学模式的构建以及物理实验设计等教学策略的具体实施。希望通过本文研究能够为高中物理教学改革研究提供一定借鉴价值。
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