基于“网格教研”的高中物理教材解读与教学设计

【关键词】高中物理；安培力；科学思维；教研

【中图分类号】G633.7  【文献标志码】A  【文章编号】1005-6009（2023）07-0085-02

【作者简介】郭颖，南京市中华中学（南京，210019）教师，高级教师。

为深化教学改革，提升教学质量，南京市中华中学开展了“网格教研”活动， 发动教师围绕新课标、新教材和新高考展开研究。按照学校“网格教研”安排，高一、高二教师的任务是研究新课标和新教材。笔者所在的高二物理备课组组内进行了细致分工，并定期开展交流。笔者通过学习课程标准、比对新旧人教版物理教材，发现新教材更注重培养学生的科学思维能力。现以人教版物理教材高二“磁场对通电导线的作用力”教学为例，谈谈如何通过解读教材、设计教学来培养学生的科学思维。

一、基于科学思维培养的教材解读

人教版新教材的每一节的结构大致相同，都是由问题引入，创设情境进行理论（或实验）探究，得出结论，再应用结论去解决问题。以“磁场对通电导线的作用力”的内容为例，新旧教材的变化如表1所示。通过对比我们可以发现新教材存在以下三方面变化。

1.在结构上做了调整。由问题引入，接着进行实验（或理论）探究，得出结论，再应用结论去解决问题，强化对学生关键能力的培养。

2.在内容上做了增删。新教材开篇介绍安培力在新能源领域的广泛应用，引领学生感受科技发展的日新月异。末尾介绍安培在电磁学领域的贡献，既教给学生科学研究的方法，又折射出科学态度与责任。

3.在习题上做了优化。U型轨道上导体棒问题分析，对初学者来说很有难度，而这又是高考考查的重点，新教材增加了这方面的习题训练。

二、基于科学思维能力培养的教学设计

1.视频引入

师：（播放有关新能源汽车的视频）新能源汽车逐渐走入大众生活，新能源新在哪里？又是如何驱动汽车的呢？让我们一起去探究这种神奇的魔力吧！

2.演示实验，引出课题

教师用两根细铁丝将导体棒水平悬挂在蹄形磁铁的磁场内，给导体棒通电，让学生观察导体棒。学生通过观察得出导体棒受力发生摆动的结论。教师引出“安培力”概念。

（1）实验探究1：安培力的方向。学生通过实验得出安培力的方向与电流方向、磁场方向有关。

（2）实验探究2：分别改变电流方向、磁场方向，观察安培力方向，并把结果记录在白板上。学生观察分析后，教师引出左手定则。（见图1）

3.理论探究：安培力的大小

教师引导学生回顾磁感应强度的定义和方法。

师：如果电流和磁场方向平行呢？

生：F等于零。

师：如果电流和磁场成一角度呢？

生：把B分解。（见图2）

师：垂直和平行是安培力大小的两种特例。

4.DIS实验验证结论

师：导线框固定在力传感器下面，磁铁安装在水平转盘上。当线框平面与磁场方向垂直时，其所受安培力等效为下面那条边所受的力，此时电路并没接通，力传感器为什么有示数？

生：有重力。

师：对，我们需先调零。旋转转盘，观察示数变化。

生：大小和方向都发生变化。

师：研究安培力的大小随时间变化的规律。横轴表示时间，纵轴表示安培力，请观察：匀速转动转盘，图像呈正弦曲线。为什么？

学生讨论。

师：观察安培力表达式，这显然是一个正弦函数。说明理论推导的结果是正确的。如果电流跟磁场有夹角，左手定则成立吗？

生：成立。只需把磁感应强度正交分解，取垂直分量即可。

5.例题巩固

斜面上U型轨道，分析其上一导体棒所受的安培力。强调改画平面图。

6.实际应用

介绍磁电式电流表的构造，通过动画，讲解其工作原理。介绍新能源汽车的动力原理，实现首尾呼应。

三、教学反思

1.教学设计要基于教材解读，指向教学目标。一线教师要认真钻研新教材，在把握教材编写意图的基础上选择教学策略。

2.课堂教学要基于真实问题，提升学生的科学思维。课堂伊始的电动汽车的动力源问题快速把学生带入情境，接着演示实验和相关的问题串，启发学生思考。这样的设计将学生思维体验贯穿教学始终，促进学生思维的发展。