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高中物理必修和选择性必修课程打通教学案例分析

期刊:物理通报

类型b

作者及机构
- 李春来(深圳市教育科学研究院)
- 王鑫淼(人大附中深圳学校)
- 余耿华(广东省教育研究院)
发表信息:本文发表于《物理通报》2023年第11期“教学设计与实施”栏目。

主题
本文以人教版高中物理“磁感应强度 磁通量”一节为例,探讨如何通过“打通教学”(即整合必修与选择性必修课程内容)优化教学设计,提出分层教学方案,并验证其可行性与实效性。

主要观点与论据

  1. 新课标与教材特点为打通教学提供基础

    • 课程结构:《普通高中物理课程标准(2017年版)》将高中物理分为必修、选择性必修和选修三类,采用“双循环”(double-cycle)模式编排内容(如电磁学主干知识在必修和选择性必修中重复出现)。必修课程注重定性分析,选择性必修侧重定量深化。
    • 教材优势:现行教材(如人教版)通过“从宏观到微观”“定性到定量”的递进设计,降低学习门槛,符合认知规律。例如,必修三的“电磁场与电磁波初步”与选择性必修二的“电磁感应”主题可整合教学。
    • 现实需求:调研显示,深圳市65.7%高二学生选考物理,但各校模块教学顺序差异大(表2列举6种方案),亟需探索高效教学模式。
  2. 第一循环内的两种教学设计方案

    • 方案1(常规教学):按教材顺序,定性介绍磁感应强度定义式(B=F/IL)和磁通量(Φ=BS),但存在逻辑缺陷。例如:
      • 未明确安培力方向,导致“通电导线摆动方向是否等于受力方向”的争议(图2);
      • 直接给出B与I、L无关的结论,学生被动接受。
    • 方案2(引入传感器实验):增加定量实验(图4),如探究“导线与磁场夹角对力的影响”,验证B⊥I时F∝IL。优势在于通过数据强化概念理解,但仍未解决“传感器示数与安培力关系”的认知矛盾(因未提前学习左手定则)。
  3. 针对选考物理学生的打通教学方案

    • 初级打通(方案3):在必修三教学中提前补充左手定则和安培力概念,使实验探究逻辑自洽。例如:
      • 通过传感器测量匀强磁场的B值(图7),明确F与IL的比例关系;
      • 限定B⊥I条件,分课时进阶学习,避免认知超载。
    • 深度打通(方案4):基于“磁场”大概念整合两模块内容,第1课时重点建构B概念(图6):
      • 先探究B⊥I下安培力方向与大小,再拓展至非垂直情况(第2课时);
      • 使用数字化传感器(图7)定量验证F=BILsinθ,强化科学探究能力。
  4. 分层教学的实施建议

    • 对选考历史或物理基础薄弱学生:采用方案1或2,侧重基础性;
    • 对选考物理且能力较强的学生:采用方案3或4,强调逻辑严谨与概念深度建构。
    • 实践效果:作者验证四种方案均可行,其中方案3、4通过信息技术融合(如传感器)创新使用教材,提升教学效率。

论文价值与意义
1. 教学创新:提出“打通教学”的具体路径,为双循环模式下的课程整合提供范例;
2. 实践指导:基于学情差异设计分层方案,助力因材施教;
3. 技术融合:展示数字化实验(如传感器)在物理概念教学中的有效性;
4. 教研启示:呼吁教师灵活使用教材,避免机械遵循模块顺序。

亮点
- 首次系统分析人教版“磁感应强度”一节的四种教学设计逻辑缺陷与改进策略;
- 提出“初级打通”与“深度打通”的分层教学模式,兼具理论高度与实操性;
- 结合真实调研数据(深圳市高二选考比例与教学方案差异),增强论证说服力。

其他有价值内容
- 表1对比必修三与选择性必修二的主题内容,清晰展示可整合的知识点;
- 图3、图5、图6的流程图直观呈现不同方案的教学逻辑差异;
- 引用课程标准与教材编写理论(如“双循环模式”),夯实学术依据。

(注:全文未翻译专业术语如“磁感应强度”(magnetic flux density)、“磁通量”(magnetic flux)等,符合原文表述习惯。)

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