学历案视域下初中物理学习过程优化设计——以人教版《电与磁》单元为例

钟文江

  广州市长兴中学  广州市天河区 510640

摘要：学历案以学生何以学会为核心，将学习目标、任务活动、评价证据、学习资源与反思改进整合为可经历、可记录、可反馈的学习方案。针对初中物理《电与磁》单元概念抽象、实验线索分散、知识关系易割裂、评价偏重结论等问题，该文选取人教版九年级全一册相关内容，采用教材分析、课堂观察与设计研究方法，构建“目标定向—任务探究—证据表达—评价反馈—迁移改进”的单元学历案。设计以“电和磁怎样相互作用并服务生活”为核心问题，组织磁场表征、电流磁效应、电磁铁变量实验、电动机模型和电磁感应探究，引导学生在操作、记录、解释和反思中建立知识结构。

关键词：学历案；初中物理；电与磁；学习过程；科学探究

引言

《义务教育物理课程标准（2022年版）》强调以核心素养统领课程目标，重视真实情境、科学探究、证据推理与学业质量评价^[1]。人教版九年级全一册主要包含有一定综合性的能量、电磁学规律，教材重视物理情境、实践情境、知识迁移。电与磁单元包含磁场、电流磁效应、电磁铁、电动机、电磁感应等内容，实验较多，概念联系紧密。常态课堂中教师容易按照课时顺序进行教学，学生可以复述局部的结论，但是不能解释电、磁、力和能量之间的关系。学历案从学习者的角度来组织目标、任务、评价，可以给单元学习过程的连续改进赋予载体。

一、学历案优化物理学习过程的内涵与价值

（一）核心内涵：从“教师如何教”转向“学生何以学会”

学历案不是练习单的扩展，也不是教案的学生版。设计起点为预期的学习结果，主要结构有学习目标、评价任务、学习过程、资源支持、学后反思。目标说明学生应该形成怎样的理解与表现；任务提供经历目标的活动；评价任务要求学生用实验记录、现象解释、模型图示、问题解决证明学习结果；反思帮助学生判断已会的内容、困难来源和改进方向。单元学历案还要建立课时之间前后关系，使学生看到知识是如何产生的、修正的、迁移的。学生不能只是接受教师讲授的结论，而应该根据学历案来确定学习方向、选择资源、呈现证据、检查目标的达成情况。教师的工作重心从讲授知识转向设计任务、分析证据、给予精准支持。

（二）实践价值：让实验、论证与评价形成连续证据

电磁现象具有较强的可观察性，内在机制又比较抽象。学历案可以将“看到什么、怎样改变、依据什么、能够说明什么”写入任务，使学生不仅完成接线和观察，还要记录变量、比较现象、提出解释。学历案保存猜想、实验表、磁场图、解释文本和修改记录，教师可以据此识别问题，学生也可以通过标准自查。科学论证可以克服物理实验重操作、轻思考的弊端。学生只有将结论、实验事实、推理理由三者结合起来，才能由现象走向规律^[2]。图1为本研究以单元大概念为统领，把学习目标、探究任务、证据评价、反思改进串联起来的闭环。教师做目标转化、资源选择、关键判断，学生做操作、记录、论证、自我调节，学历案做过程导航、证据承载的功能。

图1 学历案支持《电与磁》单元学习过程优化模型

二、《电与磁》单元学习过程的现实问题

（一）课时知识并列，单元关系不清

学生常常把磁场、电生磁、电磁铁、电动机、磁生电记成若干结论，不知道各节都是围绕“电与磁的联系”逐层展开的。奥斯特实验证明了电流周围存在磁场，电磁铁实现了电流磁效应的可控应用，电动机研究了通电导体在磁场中受力的情况，电磁感应发现了机械运动和电能产生的联系。如果缺少结构梳理，学生遇到电铃、扬声器、发电机等装置时就会混淆原理。

（二）实验活动重现象，证据解释不足

部分课堂把实验目标简化为看到小磁针偏转、吸起更多的铁钉、线圈转起来、电流表指针偏转。学生没有稳定的变量意识，记录表只写强、弱或者有、无，实验结论和数据、条件之间没有联系。失败现象也会被教师直接纠正，学生没有机会去查找电源、接线、运动方向、磁场方向等问题。实验活动表面顺利，但是没有形成发现问题、分析原因、修正方案的探究过程。

（三）评价集中在课末，学习调节滞后

学历案如果只起到预习和习题的作用，那么评价就会退化成答案核对。学生实验方案、操作规范、图示表达和解释质量没有被纳入评价，教师不能及时发现误解。学业质量标准下的物理评价要和目标、学习过程相一致，关注学生在情境中调用知识、使用证据、解决问题的表现。学历案本身也会成为新的学习负担。栏目过多、文字密集、每课都要求完整填写，会使学生把注意力放在完成表格上而不是理解物理现象。设计时可以合并重复的栏目，用图示、符号、数据、口头表达代替长篇书写。

三、《电与磁》单元学历案的优化设计路径

（一）以大问题统整目标与内容

单元核心问题为“电和磁怎样相互作用，从而转化为有用的运动或者电能”。学习目标分为四类，能用磁场模型解释磁体和电流周围的作用，能根据控制变量进行电磁铁实验，能从能量转化和受力的角度解释电动机，能根据电磁感应条件判断发电现象。每类目标都有一套可以观察的标准。磁场学习要让学生用小磁针的方向、磁感线图来说明空间中的磁场；电磁铁学习要让学生能够确定变量、得出数据、说明结论；电动机学习要让学生能够指出能量变化、转动条件。目标也不再停留在掌握知识、提高能力这些笼统的表述上^[3]。

（二）以任务链组织学习经历

任务链按照“认识磁场—发现电生磁—调控电磁铁—研究磁场对电流的作用—探究磁生电—解释生活装置”的顺序进行。各个任务都有问题情境、操作要求、证据形式和反思问题。学习资源只在需要的时候才提供，即螺线管极性判断图、接线检查表、控制变量提示卡和装置结构图。学生在自主尝试之后再申请资源，不能因为已经思考过而得到完整的步骤。任务之间存在递进关系，磁场模型是认识电流磁效应的基础，电流磁效应又给电磁铁和电动机的学习提供概念上的支持。

（三）以评价任务显化学习证据

评价应该融入到任务的设计中，而不是在单元结束之后才进行测试。学生要完成磁感线图、奥斯特实验解释、电磁铁实验数据表、电动机工作原理图、电磁感应条件说明、生活装置分析。评价量规关注现象真实、变量清楚、证据充分、解释合理、表达规范。教师不会根据材料的数量来评价学习的质量，而是看证据是否支持结论。学生还可以根据量规来判断自己是否只写了结论，数据能否说明问题，装置图和文字解释是否一致。从表1可知，目标、任务、证据、反馈在同一个学历案中对应，任何一个目标都可以找到学习活动和评价依据。

表1 《电与磁》单元学历案任务—证据设计

学习主题	关键任务	学习证据	评价关注
磁场表征	用铁屑和小磁针描述磁场	现象图、磁感线图、口头解释	方向、疏密与模型含义
电流磁效应	改变电流方向观察小磁针	实验记录、因果说明	条件控制与证据对应
电磁铁	探究磁性强弱的影响因素	方案、数据表、结论修订	单一变量、数据可靠
电动机	制作线圈模型并分析转动	装置图、受力说明	电能转化与工作条件
磁生电	比较不同运动方式的现象	操作记录、条件归纳	相对运动、闭合电路
迁移应用	判断电铃、电动机、发电机原理	分类卡、解释文本	原理选择与理由完整

（四）以反思单推动自主调节

每一个学习主题结束之后设置三种反思，即“我能用什么证据来证明结论”“实验异常可能来自于哪里”“这一规律可以解释什么装置”。单元结束时，学生绘制电与磁关系图，标出电流产生磁场、磁场对电流产生力、运动产生感应电流等联系，根据作品选择补学任务^[4]。单元学历案重视前瞻、学习表现和反思改进之间的循环关系，有利于学生形成目标意识、学习监控和资源管理能力。

四、单元学历案的教学实施

（一）课前定向：用现象诊断学习起点

教师展示指南针、通电螺线管、电动小车、手摇发电装置，要求学生按照“与磁有关、与电有关、电磁共同作用”进行分类，并提出疑问。学历案不提前给出完整单元知识图，只给出核心问题和达成标准。教师根据分类理由找出学生把“使用电源”等同于“电生磁”的现象，也能发现学生原来对电动机、发电机能量变化的认识。诊断结果用以调整实验分组、问题难度、资源支持。

（二）课中探究：让任务、证据和反馈同步发生

奥斯特实验中学生依次完成断电、通电、改变电流方向三次观察，用箭头记录小磁针偏转。教师要求每一个结论都必须有具体的操作条件，不能只写电流产生磁场。电磁铁实验中，小组选择电流大小或者线圈匝数作为研究变量，用吸起铁钉的数量来形成数据。如果数据波动较大，学生就要检查铁芯、接触、计数标准和实验次数，不能直接抄写预期结论。学历案保留初始数据和修正记录，把异常现象变成方法学习的资源。电动机学习以简易线圈模型为载体。学生记录线圈不转、抖动或者连续转动不同的状态，分析接触位置、磁场方向、电流方向。磁生电探究要比较导体静止、沿磁感线运动、切割磁感线运动等情况下产生的感应电流，根据电流表的变化来归纳产生感应电流的条件。教师评价重在看学生能否从各种现象中找出有效的证据。

（三）课后迁移：以装置解释检验结构化理解

学生制作电磁起重机、扬声器、电铃、电动机或发电机制作原理说明卡，内容为核心部件、物理规律、能量变化和证据图示。同伴按照“规律是否选对、图示是否对应、解释是否完整”给出修改意见。教师从作品中提取共性误区，布置电动机和发电机对比任务。学生从能量输入、能量输出、核心现象、装置结构等角度进行比较，再回到单元关系图修正连接。图2为实施流程，情境定向、实验探究、证据表达、反馈修订、迁移应用。学历案不是固定的步骤清单，而是支持学生在证据不足时回到实验、在解释含糊时回到模型、在迁移错误时回到知识关系的学习工具。

图2 《电与磁》单元学历案学习过程实施流程图

结论

学历案可以把电与磁单元的知识线索变成学生可以经历的学习过程，使目标、实验、证据、评价和反思形成稳定的联系。单元设计以电磁相互作用和能量转化为主线，组织磁场、电生磁、电磁铁、电动机和磁生电等任务，有利于学生由观察现象走向控制变量、证据推理和装置解释。教师在实施过程中要减少结论代替、表格堆叠、机械打卡，保留真实操作、异常分析、多次修订。学历案的价值不是增加学习材料，而是让学生明白学什么、怎样证明学会、遇到困难时怎样调整。后续实践可以联系数字实验记录和学生访谈，检验不同层次的学生学习负担和自主调节。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2022年版）[S].北京:北京师范大学出版社,2022.

[2] 潘怀宇.学业质量标准下的物理“教—学—评”一体化研究[J].福建教育,2025(10):90-93.

[3] 张娜,曹丽萍.在初中物理课堂引入科学论证教学探讨——以“探究浮力的大小跟哪些因素有关”实验为例[J].物理之友,2024(05):39-42.

[4] 许春辉.指向自主学习能力培养的初中数学单元学历案设计与实践研究[J].数学教学研究,2026,45(02):26-30.

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