基于探究式教学理念的高中物理教学设计

摘 要：社会经济的快速发展对当代公民的科学素养提出了更高要求，这也对中小学阶段学生能力培养提出了更高要求。基于探究式教学理念，以“电磁感应现象及应用”的教学设计为例，旨在通过探究式学习全面有效地提升学生的物理学科核心素养。

关键词：物理学科核心素养;探究式教学;教学设计

已颁布并实施的《高中物理课程标准》（2017）明确了高中物理学科核心素养。物理学是一门与生活实际密不可分的学科，因此，教师在教学过程中应从提升学生物理学科核心素养入手，不断改进教学设计，把生产生活应用与课堂教学相结合，以学生为中心，创造性地开展教学工作，培养学生主动探究、积极思考的科学精神。而探究式教学注重学习过程，具有自主性、交互性、探究性等特点，很好地契合了这一要求。本文基于探究式教学理念，通过制订有效的教学策略，以“电磁感应现象及应用”为例进行教学设计，提高学生的物理学科核心素养。

一、探究式教学策略

探究式教学策略强调学生自主学习，关注学习过程，本质上仍然是教与学的互动过程，故在研究探究式教学策略并付诸实践时，要确保师生之间、生生之间的良性互动，这就要求在教学活动设计上更加注重引导与合作。同时，鉴于物理是源自生活的科学，还应力求将物理课堂与生活实际紧密联系，从学生对日常生活的探索欲出发，引导学生提升主动思考与探究的积极性，培养学生自主解决问题的能力。

1.联系实际生活，创设生动情境

教师应根据学情和生活经验，结合教材适当创设生动合理的问题情境，吸引学生探究兴趣，让学生通过生活场景建立感性认知，主动思考其中蕴含的物理知识。随着社会发展和物理科学与技术的应用在生活中日益普遍，通过联系生活实际去创设问题情境有助于获得学生积极反馈，引导其主动探究生活背后的科学原理。此外，所创设的问题情境不仅要遵循教材、贴近生活，还要有一定的趣味性，在激发学生学习自主性的同时，降低学生畏难情绪，有效统一认知过程和情感过程。

2.引导学生讨论，作出合理假设

教师的合理引导与启发有助于帮助学生更快地掌握新知识。基于所创设的情境，教师应有步骤地引导学生思考其中涉及的相关物理知识点并提出合理假设。比如，可首先引导学生根据已创设情境中的物理现象，结合已有知识进行初步猜想;其次，根据已有猜想组织学生讨论，提出假设。同时，考虑实际教学条件使用多媒体或实验设备进行演示，帮助学生建立直观认知。

3.进行实验验证，组织合作探究

物理实验不仅是人们检验物理学定律和规律正确与否的标准，它更是人们进行科学发现和探索的重要手段之一。教师在运用实验教学时应充分考虑学情、教学条件和目的，合理选择演示实验、学生实验或探究实验。为提升实验参与度和学习效果，教师应合理设计实验，尽可能地引导学生相互合作，体验实验探索过程，引导学生发现问题、进行猜想、合作探究，切实提升学生学习的主体地位。

4.分析实验结果，归纳得出结论

物理学是一门逻辑性与规律性很强的学科，总结归纳必不可少。在实验中，教师应引导学生仔细观察实验现象，分析对比实验结果，通过整理、归纳与总结，得出相应结论。在引导学生分析实验结果时，教师应根据实验现象或实验数据，采取适当的实验分析方法，对实验现象及数据进行定性或定量分析，进而引导学生归纳得出相应的物理结论。

5.拓展与迁移

拓展与迁移有助于学生巩固所学知识，提升知识运用能力。物理学拓展与迁移方法较多，如趣味现象与思考、经典应用与前沿研究分享、应用场景预测等。对于趣味现象与思考，生活中不乏有趣的物理现象，教师可通过分享相关现象并留出悬念来引导学生主动探究;对于经典应用与前沿研究分享，分享经典或前沿应用案例可加深学生对知识的理解，加强物理课堂与生活间的联系;对于应用场景的预测，可以激发学生的想象力，培养学生的创新思维。

二、探究式教学设计案例

【学情分析】

“电磁感应现象及应用”是普通高中教科书·物理必修第三册第十三章第三节的内容。在学习本节之前，学生已学习电流的磁效应、磁场和磁感应强度等概念，对磁场有了基本认识。但电磁感应的学习是一个渐进过程，对学生思维能力要求也较高。因此，在教学过程中需教师积极引导，借助探究活动与实验，着重培养学生主动思考、积极探究的科学能力，提升实验现象观察及分析归纳的能力。

【教学过程】

1.联系实际生活，创设生动合理问题情境——引用生活中电磁感应应用实例

演示课件：多媒体展示生活中电磁感应应用视频，包括无线充电手机、电磁炉等应用视频及内部结构图。

提出问题：没有充电线连接，智能手机是如何实现充电的？电磁炉没有明火是如何实现加热的？

引导提问：手机与充电座间虽然无线，是否存在着看不见的“桥梁”？电磁炉无明火，是不是电磁炉发生了什么物理过程使得金屬锅自己发热？

设计意图：用生活中的现象引出“电磁感应”话题。从熟悉的生活场景着手举例，更贴近学生的认知，可淡化对新知识的陌

生感。

2.引导学生讨论，做出合理假设

（1）回溯法拉第探索“电生磁”

演示实验1：教师演示法拉第电磁感应现象的第一个成功实验，如下图。

设计意图：一是说明磁生电基本特点，即一种在变化、运动过程中才出现的效应。二是引出电磁感应、感应电流定义。三是通过回顾法拉第发现电磁感应的历程，展示其探究思想精髓，使学生认识法拉第的科学思想、信念和态度，启迪学生形成积极的科

学观。

（2）重温初中物理所学产生感应电流的条件

演示实验2：教师演示初中物理所学的电磁感应实验，如下图。

引导提问：对比演示实验1与实验2，有何同异之处？各演示实验中变化的量分别是什么？这两种变化是否导致了同一种结果？请问还有其他产生感应电流的方法吗？此外，大家还记得手机进行无线充电和电磁炉工作时的视频吗？从这当中是否得到一些产生感应电流条件的启发？（引导学生分组讨论、提出假设，并尝试设计探究实验验证假设。）

设计意图：一是引导学生思考产生感应电流的条件，进行分组探究活动。二是培养学生观察分析、合作交流、自主探究等能力，全方位提升学生物理学科核心素养。

3.开展实验，合作探究——模仿法拉第的实验

实验装置：如下图所示连接电路。

實验操作：注意观察电流表指针的位置变化情况。操作①：闭合开关S;操作②：断开开关S;操作③：闭合开关S，迅速移动滑动变阻器滑片。

实验记录：根据实验现象，填写下表。

4.分析实验结果，归纳结论——定性分析，归纳产生电磁感应的条件

引导提问：在迅速移动滑动变阻器的滑片，回路中什么物理量发生了变化？此物理量变化会导致线圈A发生何种变化，进而导致线圈B所在的回路产生感应电流？请同学们根据实验现象、结合演示实验1总结闭合导体回路中产生感应电流的条件。

分析诠释：

在演示实验1中，磁感应强度没有变化，但闭合导体回路所包围的面积S改变。这使穿过闭合导体回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电流。

在“模仿法拉第实验”中，由于迅速移动滑动变阻器滑片，线圈A中电流迅速变化，产生磁场的强弱也迅速变化，又两个线圈套在一起，故线圈B内磁场强弱也迅速变化。这种情况下，穿过线圈B的磁通量也发生了变化，线圈B中有感应电流。

以上实验及其他探究活动表明：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就产生感应电流。这就是产生感应电流的条件。

5.拓展与迁移——电磁感应现象的应用

使用课件分享电磁感应应用实例，如变压器、发电机、电磁弹射器等，简述其原理。鼓励学生设计小发明，如分享自制无线充电器，以启迪学生自主创新思维，提升学生知识运用能力。

三、总结

当前，随着物理科学与技术的运用日益广泛，对K12（中小学）阶段学生能力培养提出更高要求。因此，中学物理教师在教学设计过程中，应基于物理学科核心素养要求，以学生为中心创造性地开展教学工作。在教学过程中结合生活中的物理科学与技术最新应用情况创设教学情境，提升课堂趣味性和生动性;结合学情，设置启发性提问，引导学生自主思考并积极参与互动;充分运用现代信息技术及多媒体教学手段，增强学生对物理知识的理解;重视实验教学前积极引导与假设、实验过程中的现象及数据记录、实验后对实验现象及数据分析。切实培养学生主动探究、积极思考的科学精神，提升学生分析和解决物理问题的能力，启发学生的创新思维，全面提升学生的物理学科核心素养。

参考文献：

[1]江毅.探究式教学策略与教学效果研究[D].南昌：南昌大学，2017.

[2]郭诗艺，张金良.核心素养导向下高中物理教学中问题情境创设的探索[J].科教文汇（中旬刊），2020（2）：135-136.

[3]邹勤.高考物理实验与高中物理实验教学策略研究[D]. 南充：西华师范大学，2018.

作者简介：刘玉岗（1968—），男，山东莱西人，本科，中学高级教师，主要研究方向：高中物理教学。