优化教学路径，培育核心素养

摘 要：物理教学的三大要素是学科知识、思想方法和能力，思想方法是物理教学中的灵魂，“磁体与磁场”是初中物理电磁学的基础，其内容是贯穿本章的主要线索，本课堂着重于深度解读课程标准与教材，重视学生体验与经历，引导学生建构知识网络，拓展思维层阶，挖掘思维深度，以此实现物理学科核心素养的培育与养成。

关键词：学科能力；物理核心素养；物理教学策略

学科核心素养是一种学科内在的品质，是面对实际问题情境时，展现出的一种解决问题的能力。物理学科核心素养是学生在学习过程中掌握的科学探究方法、形成的物理观念、具备的科学态度与责任、逐步形成的良好的思维品质。教师应深层分析与挖掘教材，准确理解与把握教材，挖掘教材内容的内在价值，明确教学内容中知识的形成过程与知识体系的构建，同时保证教学内容的科学性，同时思考教学实施过程中的可行性，通过创设情境，任务探究、问题驱动等方式，吸引学生观察现象，激发学生主动思考和探究，引导学生自主建构出属于自己的认知结构，强化思维训练，提升思维品质，培养学生面对现实存在的问题，收集关键有用信息，思考并作出决策，最终解决问题的能力，让知识转化为能力，实现知识迁移。本文笔者以苏科版教材中的“磁体与磁场”为例，尝试深度解读课程标准与教材，关注学生的體验与经历，聚焦于学生物理学科核心素养与关键能力的养成与培育。

一、明确教学目标 建构知识网络

“磁体与磁场”是初中物理电磁学的基础，苏科版教材本节内容包含了磁体的特性，磁场的概念，构建磁感线模型等内容，这些内容既是本节的重点，也是贯穿本章的主要线索，为后续电磁的学习活动奠定了基础，因此本节内容在本章教学中至关重要。

学生对于磁并不陌生，在日常生活中学生经常可以看到磁体的应用，比如“冰箱贴”“磁带”“指南针”等，在小学科学[1]中学生已经初步接触过磁铁，在初二物理“物质的物理属性”中学生也初步了解了磁体具有磁性。学生头脑中磁铁概念的建立只是基于简单的科学探究过程或由形象化的图片获取的感性认识，此时建立起的概念是碎片化的，没有形成完整的知识结构，同时也是停留于表面的，学生无法从磁场的角度来理解磁现象。本节课中，教师需要引导学生观察、分析、归纳一系列实验现象，帮助学生重新构建磁体的内容体系，例如磁体的构造、性质、磁化等。《义务教育物理课程标准（2011年版）》[2]对本节内容的要求为：“通过实验，认识磁场，知道地磁场。”磁场是初中学生首次接触“场”这个概念，“场”这种物质形态比较特殊，它看不见、摸不着，学生无法根据直接经验与感受去理解它，如何让学生认识磁场，研究磁场，记录磁场是本节课的教学重点与难点，磁体间的相互作用规律本质上是磁场的相互作用，教师要将磁体与磁场有效衔接，让学生逐步构建知识网络，形成自己的认知结构。由此，笔者设计了如下的教学环节，如图1

构建“人文·物理·社会”三维课堂，在引导学生探究物理知识的同时，渗透以人为本的培养理念。让“研究性学习”走进课堂，走入学科教学，切实增强课堂教学的开放性、民主性、生成性。释放学生心灵，张扬学生个性，最大限度地发展学生的创新思维和实践能力。

（一）创设情境，驱动学习兴趣

初中物理课堂中经常采用创设情境来引入新课，创设的情境要唤起学生的学习兴趣与热情，激发出学生主动探究的欲望[3]。

本节课中，笔者借助生活中常见的“转盘抽奖”创设情境，如图2，该情境贴近学生的生活体验，容易引起学生的共鸣，但是看似寻常的转盘却暗藏玄机。

游戏活动：老师出示幸运大盘转，问学生是否想抽奖，从而进行抽奖活动。

（1）让学生利用大转盘进行第1次抽奖。

（2）如果没中一等奖，将进行第2 次“特殊”的抽奖，将转盘直接转到一等奖位置，只要松手后指针还能指向一等奖，学生就会获得一等奖。

多次尝试后，学生发现无论如何都无法转到一等奖，此时，教师提出问题“为什么在这样的情况下，同学还不能抽中一等奖呢？”顺势引入了新课。这个情境冲击了学生原有的生活体验，很多学生都抢着上来体验，这不仅提升了学生课堂的专注度，也有效的激发了学生学习的主动性与积极性，让学生在好奇心的驱动下参与课堂的探究活动，挖掘深藏的知识。

（二）任务探究，深化磁体认识

基于生活中的经验，小学科学中的探究，学生已经储备了一定的磁现象知识，在“认识磁体”中，如果给出一个问题，学生进行一个实验，认识磁体的一个性质，这种在老师问题指引下的活动，具有很强的目的性和可控性，但这种按部就班的实验操作，看似热闹，学生动的不是思维而是身体。学生思考问题的意识、创造和批判思维都遭到压制甚至抹杀。笔者组织学生进行开放性的探究活动，自由利用课桌上提供的器材，可以观察到哪些磁现象，比比哪组观察到的磁现象多，并让小组代表交流实验方案与结论，在交流的过程中，学生会主动对听到的方案进行思考，以物理的角度去认知，以崭新的视角去审视，并组织语言提出疑问，学生与学生间经过不断的质疑与补充，实验方案与实验结论被不断完善，最终由学生总结出磁体的一系列性质，老师此时只需要在关键问题上给予引导，给参与者表扬与鼓励，例如：

生甲：“我们发现手拿两块条形磁铁，将同名磁极靠近，感觉有排斥力，异名磁极靠近，感觉有吸引力。”

师：“你能发现这一点真不错，同学们有观察到类似的现象吗？有没有更好的实验方案来显现该现象呢？

生乙：“可以将一块条形磁铁放在两支笔杆上。”

生丙：“可以将一块条形磁铁放在饮料瓶盖上。”

（三）活动驱动，初探磁场分布

磁场是电磁学的核心概念之一，对后续的知识学习起着重要的作用，磁场概念的学习是一个典型的物理知识的建构过程，其中包含着丰富的物理思想与方法，在探究过程中，笔者设计了如下的教学流程，图3来突破重难点。

感知磁场：磁场虽然看不见摸不着，但是却是实实在在存在的，在日常生活中学生也很难感知到磁场的存在，因此笔者设计了一个活动：“你有哪些方法让小磁针动起来？”学生可能采用的方式是：用嘴吹、用手拨、用磁体去靠近小磁针。教师总结：用手拨──是（看得见的）手使小磁针动，且手与小磁针接触。用嘴吹──是（可感知的）空气使小磁针动，且空气与小磁针接触。要有物质（物体）直接接触小磁针并产生作用时，小磁针才会动起来；磁体靠近小磁针时，能使小磁针动，说明磁体与磁针间存在着某种物质。[4]这种物质叫“磁场”，它是由磁体产生。通过该活动学生体验磁场的存在，也为后续磁场的认知和探究做好了铺垫。

显示磁场：在感知磁场的过程中，学生发现磁体靠近小磁针，小磁针会发生转动，教师基于此可以布置第二个活动：“让几只小磁针在“条形磁体”周围“排队。”学生尝试排列，可以得到如图3所示的情况，教师可以追问“磁体周围的磁场具有什么性质呢？”，学生不难得出方向性，教师布置下一个任务“请同学们用曲线画出小磁针的排队路线”。学生可以画出如图4所示的曲线。教师可以告诉学生“同学们，你们在无意之中已经找到了一种形象化地描述磁场的方法，你所画的曲线在物理学中叫做“磁感线”。不过，老师要提醒你：磁感线只是假想的物理模型，实际并不存在。”磁感线模型的初步构建水到渠成。

（四）再探磁场，优化磁场模型

在用小磁针初步完成条形磁铁周围磁场分布活动以后，要让学生对磁体磁场有更深入的了解，并用规范的物理术语去描述它，該环节中学生的能力将获得提升，教师进一步设问，引导：“我想研究更多点的磁场的方向，怎么办呢？”“我想研究磁场中每个点的磁场方向分布呢？”学生对于小磁针体积过大的缺陷进行思考，部分学生由于预习等原因立马给出“撒铁屑探究”这种老师喜欢的“完美答案”，此处的过渡如果只是这样浮于表面结束，学生失去了宝贵的反思与批判的机会，由“为什么”这种求知欲引起的认知内驱力也被大大削弱，对学生认知结构中的意义建构产生了阻碍[5]。在设计课堂部分环节的问答中，我们应该关注学生的反馈，基于反馈的连贯性和层进性，进一步引导学生向思维的深处迈进。在学生给出“撒铁屑”这个答案后，我们不妨再提一个问题“为什么用铁屑来探究磁场呢？”在讲磁化时，笔者已经通过一系列问题对此做了铺垫：“铁钉是否有磁性呢？”“吸在条形磁铁上的铁钉有磁性吗？”“铁钉磨成铁屑，铁屑能被磁化吗？”“那它是不是一个小磁体呢？”“有没有N、S极呢？”[6]，这个环节中学生知道了铁屑就相当于小磁针，故思考到这个问题时，学生不难想到利用铁屑来进一步探究磁体周围的磁场分布，将问题抛给学生，给学生思考的空间和时间，通过分析、辨别获取剖析事物本质的能力，在思考、解决问题中，不光磁化的概念得以运用，撒铁屑的本质原因得以明晰，更重要的是学生的高阶思维获得提升。在以上探究的基础上，引导学生用铁屑进行探究，该实验对学生的操作技能要求较高，此处可以总结关键步骤：“放、撒、敲”，帮助学生掌握操作技巧，最后让学生用磁感线将磁场分布记录下来，如图5，这里组织学生交流讨论，评价模型，优化模型，在交流讨论的基础上，进一步形成磁场有强弱的认识，探究完后继续提问“刚才我们进行实验时小磁针和铁屑都是放在平面上的，请问磁场是否是平面的？”此时展示立体磁感线模型，让学生了解磁场具有空间性。

• 优化评估样式 拓展学生思维

在评估环节中，教师一般会让学生练习一些题目来巩固本节课所学的知识，相比题目的练习，思想方法和能力更为重要，是物理教学的精髓和灵魂所在。物理教学的目的是启迪与丰富学生的智慧，学生的智慧集中表现在深刻理解物理知识与思想方法，进行自觉运用。

评估1

课程开始时，转盘用来激发学生的学习兴趣，磁体的知识比较琐碎，在帮助学生梳理好知识框架后，提问“幸运大转盘抽不中一等奖的原因是什么？”学生从头脑中条理化、体系化的知识中提取出“同名磁极相互排斥”，图6。

评估2

条形磁铁的磁场探究结束后，教师提问“磁针转动是磁场作用的结果，那么磁针在世界各地都能指南北又是谁的磁场在施加作用呢？”提问过程中拿出模型，如图7（a）。学生通过阅读课本了解到是地磁场的作用，教师随即展示第二个模型，如图7（b），“你觉得该磁场分布与哪个磁体类似？”将磁感线可视化，有助于学生分析、理解，学生将条形磁铁周围的磁场分布进行迁移，不难回答出“条形磁铁”，教师打开地球，展现内部的条形磁铁，如图7（c），顺势介绍地球的磁场及其特征与指南针，借助物理学史，也帮助学生养成了正确的价值观。

评估3

探究完条形磁铁后，让学生总结反思，如何认识条形磁铁的磁场、如何描绘条形磁铁的磁场的，教师针对学生的认知情况再进行梳理与提升，让学生感受物理问题的研究方法是从简单到复杂再到简单，随后，让学生借助同样的方法研究蹄形磁铁周围的磁场，如图8，这样安排，学生的物理建模思想得到应用，学生的动手操作能力得到提升。评估结束后，还可以请学生谈谈“下一步你有哪些探究方向？”学生可能会说到1、地球磁场产生的原因？2、有无产生磁场的其他方法？针对学生的想法，教师可以设置课后探究，让学生继续思考，也可为下节课做好铺垫。

结语

物理教学的三大要素是学科知识、思想方法和能力，教师需对学生进行分析，以课程标准和教材内容为依据，深度解读知识内容，以此确定学习目标，提炼学习内容，设计学习活动。在课堂中聚焦于学生的经历和体验，重视发展学生物理学科的核心素养。任务驱动，让学生自主探究磁体的基本性质，在探究磁场的显示与描述上，活动导向，让学生经历层层探究，从现象出发，建构并不断优化模型，慢慢的抓住事物的本质，到运用方法分析解决问题，通过这样的设计，让学生成为主体，以全部的精神和情感体验已有的认识成果与探究物理问题的方法。在这样的课堂中，学生获得了知识，实践应用能力得到提升，最关键的是学科思想方法，即建模能力的应用与提升。

参考文献：

[1]郁波.义务教育课程标准实验教科书科学三年级下册[M].北京：教育科学出版社，2007：65–84.

[2]中华人民共和国教育部制定．义务教育物理课程标准（2011年版）[S]．北京：北京师范大学出版社，2012.

[3]蔡剑.创设物理情境规引学习过程——初中物理概念教学之“过程性情境”创设诉求[J].物理教师，2015，36（04）：38-40.

[4]彭前程.谈对“学生发展核心素养及物理学科核心素养”的理解[J].中学物理教学参考，2017，46（19）：1-4.

[5]朱文芳.建构主义学习理论[M].北 京：北京师范大学出版社，2002.

[6]朱小青.关于初中物理课堂教学提问有效性的思考[J].物理教师，2015，36（01）：43-45.

作者简介：宋佳文（1994—），男，汉族，江苏无锡人，硕士研究生，中学一级，研究方向：中学物理。