初、高中电磁感应教学衔接的研究

马朝华 崔琰

摘   要：文章基于初、高中物理课程标准，通过学习进阶分析与初、高中的教学要点对比，梳理出学习进阶框架图及对应的学生表现期望，并进一步比较中、高考电磁感应题目与初、高中命题理念，从而阐述出初、高中教学中对电磁感应部分相关内容的教学启示。希望能够为教育工作者在教学实践中提供参考，逐渐做好初、高中物理教学的衔接工作，使学生能够顺利地从初中物理的学习过渡到高中物理的学习。

关键词：电磁感应;初高中衔接;学习进阶

在我国基础教育领域改革不断深入的过程中，怎样做好初、高中教学的衔接工作始终是教育者关注的热点问题。以物理学科为例，在初、高中教学中都会涉及到的物理概念有速度、力、电流、电压、电阻等，涉及到的规律有牛顿第一定律、欧姆定律、法拉第电磁感应定律等，这些物理概念和物理规律作为初、高中教学的重要纽带，对学生学习物理起到了重要的作用。学生在初、高中学习这些概念和规律的过程中，一步步形成物理观念，发展科学推理和科学探究的能力，建立起正确的科学责任和态度，从而实现学科核心素养的形成。本文以电磁感应为例，首先对初、高中电磁感应部分在课程标准中对应的内容要求进行分析，对比初、高中的教学要点，由此梳理出学习进阶框架图及对应的学生表现期望，在此基础上通过中、高考电磁感应题目，分析初、高中命题理念，阐述有关初、高中教学衔接的教学启示。

1    初、高中课程标准中对电磁感应的要求分析

通过对表1和表2的对比分析可知，初中要求的知识内容较少，主要是围绕感应电流产生的条件进行探究，并未总结出更为本质的楞次定律;高中需要学生理解的内容较多，除了要掌握楞次定律，还要求理解法拉第电磁感应定律，并能解释自感和涡流现象。初中注重探究活动，没有过多的理论分析;高中注重过程的分析与理解，运用物理方法解决具体问题，致力于培养学生的思维能力和科学思想。

2    学生在初、高中学习进阶分析与表现期望

2.1    初、高中学段对基本认识的学习要点梳理

由初、高中课程标准的要求可以看出，两个学段在电磁感应概念上要求不同，为了更容易地确定电磁感应的学习进阶情况，现结合教学实际，在表3中梳理了两个学段对此概念的要求要点。

2.2    初、高中学段对科学思维和科学探究要求水平的分析

（1）初中阶段

课程标准中要求通过实验，探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。从教材和教学实际看，探究导体棒在磁场中运动是否能产生感应电流的器材都是给定的，操作比较简单，现象观察也比较明确，对现象进行分析、总结得出的结论也只是操作层面的结论，即重点在“切割”，并不涉及现象本质的分析。

（2）高中阶段

从课程标准的要求看，对相关内容的学习，比如感应电流的产生条件、楞次定律、法拉第电磁感应定律等，都要求通过实验获得新的知识。这就使得高中的实验探究过程对科学思维和科学探究能力的要求就提高不少。在科学思维方面，要能在新的情境中对综合性物理问题进行分析和推理，获得正确结论并作出解释;能考虑证据的可靠性，合理使用证据;能从多个视角审视检验结论。在科学探究方面，要能灵活选用合适的器材获得数据;能用多种方法分析数据，发现规律，形成合理的结论;用已有的物理知识进行科学解释。

2.3    电磁感应概念学习进阶图及表现期望

基于初、高中课程标准的要求、概念学习要点和能力水平要点的分析，可建构出图1所示的电磁感应概念进阶图，另外，在概念进阶图右侧进行了相应阶段学生表现期望的描述。

3    中、高考电磁感应试题对比分析

结合对科学探究能力要素的考查目的，在初、高中阶段可以分别设计不同的探究试题进行考查。

试题1 （2016北京中考）在探究产生感应电流的条件时，小东采用了如图2所示的实验装置。闭合开关后，小东左右移动金属棒AB，均未发现电流表的指针发生偏转。经检查，全部实验器材均无故障且连接无误。请你猜想电流表指针不偏转的原因是                  ，寫出检验猜想的方法：               。

试题分析：这是一个基于学生课堂实践的真实问题。在学习过程中，学生在认识到磁能生电之后，会进一步探究产生感应电流的条件，所使用的器材也就是图2中的器材。但实验没有出现预期的结果，这就需要学生能够根据已有的知识进行思考、推理、预测，即需要学生根据所观察到的事实对问题的答案作出设想，也要对假定答案的合理性进行解释。第1个问题的考查点侧重在设想，第2个问题侧重在考查设计实验检验提出的设想，既考查了制订科学探究方案的能力，也考查了实验研究问题中的思想方法。本题利用开放的问题呈现方式，考查了学生的课堂实验探究过程。

试题2 （2005北京高考）现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及电键如图3连接。下列说法中正确的是（         ）

A.电键闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转

B.线圈A插入线圈B中，闭合开关后，电流计指针偏转一定角度保持不变

C.电键闭合后，匀速滑动滑动变阻器的滑片P，会使电流计指针静止在中央零刻度

D.电键闭合后，只有加速滑动滑动变阻器的滑片P，电流计指针才能偏转

试题分析：本题涉及的实验情景是教材提供的模仿法拉第研究过程的实验装置，考查高中学生对感应电流产生条件的理解。插、拔线圈还可以从切割的角度理解，但稳定的电流是否能产生变化的磁场，其他条件不变的时候稳定的磁场是否能产生感应电流都是需要理解的内容。试题看似简单，但对电与磁联系的认识水平要求较高。

中、高考都会涉及到对“感应电流产生的条件”的考查，通过对两道试题的对比分析，可以对这一知识点的考查程度有所了解。我们可以对学生在这一知识点的学习路径进行分析，通過对理解水平表现的对比，确定对于“感应电流产生的条件”的探究能力的考查要求。

在闭合电路的前提下，学生对感应电流产生条件的学习思维路径如图4所示。

学生对感应电流产生条件的认识经历了以下几个过程，也是对感应电流产生条件理解进阶的关键点。

无论是线圈中运动的磁铁、导体棒（或线圈）切割磁感线，还是变化的电流、变化的磁场，均属于电磁感应现象，完全理解产生感应电流的本质条件，能分析和解释自感、互感等现象。

针对“探究感应电流的产生条件”的实验，学生在初中阶段的探究水平表现为：能利用给定的磁体、电学器材，在教师的指导下进行探究，收集数据，并能总结得出结论。

在高中阶段，探究水平表现为两个层次：

水平1：能够基于不是由于“导体切割磁感线”也能产生感应电流现象的事实，发现初中阶段总结所得感应电流产生条件的不完善，具有讨论问题的意识，知道质疑的重要性。

水平2：能够提出新的研究问题，设计探究方案并获取证据，通过对多种现象进行分析、整理，得出产生感应电流的条件是：穿过闭合回路的磁通量发生变化。

4    对初、高中物理教学的启示

4.1    夯实物理基本概念和基本规律的教学，完善知识的有效衔接

学生在初中建立的概念和规律，大多是通过探究过程得到的感性、直观的结果，事实上在高中教学中需要对结果进行更为本质的分析和理解，也可能需要知识上的重构。如果教师在知识和规律的教学上有缺失，那么在初、高中物理教学的衔接过程中就有可能对学生的知识体系产生消极影响。所以，夯实并完善物理概念和规律的有效衔接，才能够促进学生对物理知识的掌握。

4.2    积极开展学生活动，推动物理方法认识的有效衔接

学生在学习概念和规律时的探究活动可以帮助学生获得建立正确知识和必要物理思维的方法，同时可以形成正确的价值观。初中教学中一般提供给学生丰富的探究活动和感性材料，符合初中生的心理和生理特点，对科学方法的教育往往是隐性的。相比之下，高中教学中对科学方法的教育更加外显，对概念和规律的内涵和外延要求也更高。所以，推动初、高中物理方法认识的教育衔接是非常重要的。

4.3    构建目标框架，达成进阶预期的有效衔接

初中课程标准中勾画了物理知识体系的教学要求和学习目标，新修订的高中课程标准以物理学科核心素养为蓝图描述了学生发展的目标。构建出符合学生初、高中进阶发展的目标框架，可以有效避免初、高中物理教学衔接中出现目标重复等问题，最大程度地帮助学生在物理学习上自然过渡，促进学生在物理学习过程中心理品质的发展和社会技能的提升，为学生的终身发展提供强有力的支撑。

参考文献：

[1]崔琰，任艺，李筱娜.对 2015年北京高考物理压轴题的评析与思考[J]. 物理教学，2015，37（10）：72-73.

[2]顾健. 初、高中物理教材中速度概念的衔接研究[J].现代中小学教育，2016，32（11）：58-59.

[3]严浩. 初高中物理衔接教育探究[D].武汉：华中师范大学硕士学位论文， 2017.（栏目编辑    赵保钢）