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基于情境化大单元教学的高中物理“电磁感应”单元设计与案例分析
摘要:本文聚焦于基于情境化大单元教学的高中物理 “电磁感应” 单元设计与案例分析。阐述了该教学模式在帮助学生构建知识体系、提升综合素养等方面的重要意义,剖析了在实施过程中存在的情境创设不合理、单元整体性把握不足等问题,并结合 2019 新人教版高中物理教材,通过具体案例提出了优化情境创设、强化单元整体设计等对策,旨在为高中物理教师开展 “电磁感应” 教学提供有益参考,提升教学质量。
关键词:情境化大单元教学;高中物理;电磁感应
1.引言
随着教育理念的不断更新与发展,情境化大单元教学逐渐成为高中物理教学领域的研究热点。在高中物理课程中,“电磁感应” 作为电磁学部分的核心内容,具有概念抽象、知识综合性强等特点。传统的碎片化教学方式难以帮助学生建立系统的知识体系,学生在面对复杂的电磁感应问题时往往束手无策。情境化大单元教学通过创设真实、连贯的情境,将 “电磁感应” 相关知识进行整合,引导学生在情境中探究、思考,有助于提升学生对知识的理解与应用能力,培养学生的科学思维和探究精神,因此对高中物理 “电磁感应” 单元进行情境化大单元教学设计与研究具有重要的现实意义。
2.基于情境化大单元教学的高中物理 “电磁感应” 单元设计与案例分析的重要意义
2.1帮助学生构建系统知识体系
在情境化大单元教学中,以一个核心情境贯穿 “电磁感应” 单元教学始终。例如,创设 “新能源发电站建设” 的情境,从发电站中发电机的工作原理引入电磁感应现象,让学生探究闭合电路中磁通量变化如何产生感应电流,这涉及到电磁感应定律的基本内容。接着,在情境中探讨如何提高发电效率,引导学生学习影响感应电动势大小的因素,如线圈匝数、磁通量变化率等知识。通过这样的情境串联,学生能够清晰地看到 “电磁感应” 各知识点之间的内在联系,将原本零散的知识构建成一个有机的整体,从而更好地理解和记忆,为解决综合性问题奠定坚实的知识基础。
2.2提升学生综合素养
情境化大单元教学注重学生在真实情境中的探究与实践。在 “电磁感应” 单元教学中,学生围绕情境中的问题,如设计一个简易的电磁感应发电装置,需要综合运用物理知识、数学计算以及工程设计等多方面的能力。他们要根据电磁感应原理选择合适的材料、设计电路结构,还要运用数学知识计算感应电动势和电流大小。在这个过程中,学生的科学思维能力、问题解决能力、创新能力以及团队协作能力等综合素养都能得到有效锻炼和提升,符合新时代对人才培养的要求。
3.基于情境化大单元教学的高中物理 “电磁感应” 单元设计与案例分析的问题
3.1情境创设不合理
部分教师在进行 “电磁感应” 情境化大单元教学时,情境创设存在诸多问题。一方面,情境与教学内容联系不紧密。例如,有的教师创设了一个关于 “磁悬浮列车运行” 的情境,但在后续教学中,只是简单提及磁悬浮列车利用了电磁感应原理,并没有深入挖掘情境中与 “电磁感应” 各知识点的关联,导致情境成为一种形式,无法有效辅助教学。另一方面,情境缺乏真实性和趣味性。有些情境过于理想化或脱离学生生活实际,学生难以产生共鸣。比如创设一个在太空中进行电磁感应实验的情境,对于学生来说,缺乏直观感受和实际体验,难以激发他们的学习兴趣和探究欲望,从而影响教学效果。
3.2单元整体性把握不足
在设计 “电磁感应” 单元教学时,部分教师对单元整体性把握不够。虽然将 “电磁感应” 相关内容划分到一个单元,但在教学过程中,仍然按照传统的课时教学方式,孤立地讲解各个知识点,没有从单元整体目标出发,对教学内容进行系统规划和整合。例如,在讲解楞次定律和法拉第电磁感应定律时,没有引导学生理解这两个定律之间的内在逻辑关系,学生只是机械地记忆定律内容,无法从整体上把握 “电磁感应” 知识的本质,不利于学生知识体系的构建和综合能力的提升。
4.基于情境化大单元教学的高中物理 “电磁感应” 单元设计与案例分析的对策
教师应注重优化情境创设,确保情境与教学内容紧密结合且具有真实性和趣味性。以 2019 新人教版高中物理教材中 “电磁感应” 单元为例,可创设 “校园科技节电磁感应创新设计” 的情境。在这个情境下,提出任务:为校园科技节设计一个能利用环境中的磁通量变化产生电能,为小型电子设备供电的装置。在教学过程中,当讲解电磁感应现象时,引导学生观察校园中一些常见的电磁感应现象,如变压器工作时发出的嗡嗡声,思考其与磁通量变化的关系。在探究感应电动势大小的影响因素时,让学生分组实验,尝试改变线圈匝数、磁场强度以及磁通量变化的快慢,观察对自制装置产生感应电动势的影响。通过这样的情境创设,学生能够在真实有趣的情境中深入理解 “电磁感应” 知识,提高学习积极性和主动性。
教师要强化单元整体设计,从单元整体目标出发规划教学内容和教学活动。例如,在 “电磁感应” 单元教学中,明确单元整体目标为让学生理解电磁感应现象的本质,掌握电磁感应相关规律,并能运用这些知识解决实际问题。根据这一目标,对教材内容进行整合。将楞次定律和法拉第电磁感应定律的教学进行统筹安排,通过一系列实验和问题引导,让学生先探究感应电流的方向与磁通量变化的关系(楞次定律),再进一步探究感应电动势大小与磁通量变化率的关系(法拉第电磁感应定律),使学生清晰地认识到这两个定律是从不同角度对电磁感应现象进行描述,是一个有机的整体。同时,在单元教学过程中,设计综合性的项目作业,如让学生设计并制作一个基于电磁感应原理的环保型自动照明系统,要求学生综合运用所学的电磁感应知识、电路知识以及传感器知识等,从原理分析、方案设计到实际制作,全面提升学生对单元知识的整体掌握和应用能力。
5.结束语
基于情境化大单元教学的高中物理 “电磁感应” 单元设计与实施,为提升高中物理教学质量、培养学生综合素养提供了新的路径。尽管在实践过程中存在情境创设不合理、单元整体性把握不足等问题,但通过优化情境创设、强化单元整体设计等对策的实施,能够逐步解决这些问题,推动情境化大单元教学在高中物理 “电磁感应” 教学中的有效应用。在未来的教学中,教师应不断探索和完善情境化大单元教学模式,结合教材内容和学生实际,精心设计教学情境和教学活动,为学生的物理学习和全面发展创造更有利的条件。
参考文献:
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[3] 苏倩.学习进阶视角下的高中物理大单元教学设计分析[J].高考, 2023.