物理学是一门基础自然科学，它所研究的是物质的基本结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律，以及所使用的实验手段和思维方法。随着人类对物质世界认识的深入，物理学一方面带动了科学和技术的发展，另一方面推动了文化、经济和社会的发展。物理学是以实验为基础的科学，是严密的理论科学，是定量的科学，是带有方法论性质的科学，是应用十分广泛的基础科学。......
2023-08-16
核心素养与高中物理教学设计及方法
【摘要】：要培养学生的科学论证能力，需要加强其对数据获取、信息数据整理、数据分析的训练，教师要多鼓励学生提出自己的观点或提出与众不同的观点，同时要能反驳他人的质疑和批判。其中，通过物理实验来进行科学论证是课堂教学中最常用的形式。引导学生阅读教材，自学磁通量的概念。
要培养学生的科学论证能力，需要加强其对数据获取、信息数据整理、数据分析的训练，教师要多鼓励学生提出自己的观点或提出与众不同的观点，同时要能反驳他人的质疑和批判。其中，通过物理实验来进行科学论证是课堂教学中最常用的形式。
★★举例：“电磁感应现象”案例（片段）
新课部分
教师指导学生回顾初中电磁感应知识。提问：如何开展感应电流的实验？学生总结回答：当闭合自路的一部分导体在磁场中切割磁感线，就会产生感应电流。教师强调研究对象是闭合电路。切割部分的磁感线导体相当于电路中的电源。从这个实验出发，引导学生进行讨论并提出问题。
教师将学生提出的问题进行分类和梳理，并找到本节课所要研究的问题切割磁感线运动是否是产生感应电流的必要条件？如果不是，教师可以帮助大家追随前辈科学家的足迹，用实验探究如何获得感应电流，并猜测一下产生感应电流的条件。（教师引导学生完成实验设计和实验装置组装。
教师指导学生进行实验假设猜想。
猜想1：当回路与磁场发生相对运动时。
实验1：当回路整体处在磁场中，切割磁感线运动时，观察有没有获得感应电流。
实验2：当回路一部分处在磁场中，切割磁感线运动时，观察有没有获得感应电流。教师引导学生分析，得出实验结论。
实验结论：切割磁感线运动不是产生感应电流的必要条件。
猜想2：当回路中的磁感应强度或面积变化时。
实验3：当回路处在磁场中，只有磁场强度变化，其他条件不变时，观察有没有获得感应电流。
实验4：当回路处在磁场中，只有磁场强度变化，其他条件变化时，观察有没有获得感应电流。
教师引导学生分析，得出实验结论。
实验结论：回路中磁感应强度变化不是产生感应电流的必要条件。
实验5：当回路处在磁场中，磁场与回路面垂直，磁场强度增加，而回路面积减小（或磁场强度减小，而回路面积增加），磁场强度与回路面积乘积变化时，观察有没有获得感应电流。
实验6：当回路处在磁场中；磁场与回路面垂直；磁场强度增加，而回路面积减小（或磁场强度减小，而回路面积增加，磁场强度与回路面积乘积不变化时，观察有没有获得感应电流。
教师引导学生分析，得出实验结论。
实验结论：回路中面积变化不是产生感应电流的必要条件。
猜想3：当穿过回路的磁感线的条数发生变化时。
教师讲解：法拉第发现感应电流与穿过闭合电路的“磁场的量”的变化有关，进而发现“磁场的量”可以用磁感线的条数来形象描述。如果想进一步从量的角度研究电磁感应现象，就需要引入一个物理量。请学生思考穿过一个回路的磁感线的条数与哪些因素有关？在这里我们引入磁通量的概念。
引导学生阅读教材，自学磁通量的概念。
学生通过阅读教材，已经对磁通量有了初步的认识，有关这个概念的进一步理解和相关的计算在后续学习中会接触到。
结论：回路的磁通量Φ发生变化是产生感应电流的必要条件。
点评：本节课研究电磁感应现象，运用了科学论证和实验探究的方法，创设了一些巧妙的实验，从而激发学生认识问题的矛盾，为形成正确的思路奠定基础。由实验现象的初步观察得出初步结论，还原了物理教学的本来面目，符合学生的认知过程：规律并不是一步到位的，而是在不断地猜测和验证、比较和归纳中形成的。本节课根据学生的认识规律进行逐层深入的探究实验，提高学生课堂的手脑活动量，逐步引导学生用设疑、探究、解决问题的方法循序渐进地进行学习活动。
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