《义务教育课程方案（2022年版）》明确提出“学科实践”的新型育人方式，倡导各学科开展能够突出本学科思想方法和探究方式的实践学习活动，注重“做中学”“用中学”“创中学”，旨在培养学生在真实的实践情境中提出、分析和解决问题的综合能力，发挥实践育人的独特价值。初中物理学科教学多以丰富的实验为载体，设计探究性学习活动，具有显著的实践性
［1］。然而，有些物理课堂实验教学明显脱离真实的生活情境，其活动过程往往流于形式，即教师设定好探究问题和操作环节，学生只需动手验证教材预设好的结论即可。在这样的教学活动中，学生只是被动地参与，思维被教学流程所限制，得不到生长。因此，在初中物理教学中，教师应秉持“做中学”理念，注重揭示学生内隐的思维过程，引导他们在真实而有意义的实践活动中亲历科学推理过程。在此过程中，要指导学生基于证据进行论证，鼓励质疑与深度思辨，最终引导其自主建构物理模型，并运用模型解决实际问题。
1 教材分析
苏科版物理九年级下册第十六章第二节“电流的磁场”，是在学生已经认识磁体与磁场的基本性质基础上设计的拓展内容。该节既是对前知的深化应用，也为后续学习“磁场对电流的作用”等内容作了铺垫，有助于学生逐步形成关于磁场间相互作用的物理观念。教材内容主要包含“电流的磁效应”“电磁铁及其应用”两大部分，开设有两个活动和一个学生实验，从探究通电直导线周围的磁场到探究通电螺线管周围的磁场，最后到练习使用电磁继电器，即从现象到本质，再到应用，体现出知识的逻辑性和连续性，如
图1所示。在教学时，教师遵循教材顺序展开，各环节间的衔接往往较为生硬，尤其是探究完直导线周围的磁场后发现，通电螺线管基本是直接呈现的，对此学生根本不明白为何要探究螺线管周围的磁场，即实验目的不明确。再者，教材由中间绕有铁钉的线圈通电后能吸引大头针的现象引入，虽与后面电磁铁部分对应，但学生对该器材较为陌生，缺乏生活情境的创设。
为解决以上问题，笔者梳理了“电流的磁效应”与“电磁铁”两部分之间的内在联系，即：前者为原理，后者为应用。从实际应用出发，笔者对该节内容进行结构化整合，基于“做中学”理念，提炼出一个主题任务：制作简易电磁起重机模型，其子任务设置与教学内容的关联如
图2所示，以此来驱动知识的建构、思维的生长和素养的提升。
2 教学探索
2.1 创设实践情境，激发思维
制造一大盒大头针不小心洒满桌面的意外情况，请学生展示将大头针收纳回盒内的方法。根据学生已有的认知，他们一般会提出直接用手或用磁体吸的两种方法。对此，请学生对这两种方法进行评价。
生1：直接用手拿不太安全，容易戳到手，且能拿起的数量比较少，耗时长，效率较低。
生2：用磁体吸起大头针的过程比较方便，但磁性一直存在，大头针不能自动掉进收纳盒中，所以与磁体分离时还得用手取下。
师：如果想利用磁体的磁性来收纳大头针，那么同学们想达到什么样的效果？
生：从桌面吸起时有磁性，放回盒中时没有磁性，使大头针直接掉进收纳盒中。
笔者介绍生活中多种能控制磁性有无的工具，并以视频方式展示电磁起重机搬运钢铁材料的工作过程，引导学生观察该过程中操作员手上的电源按钮。
师：电磁起重机是如何控制磁性的有无？
生：通电时有磁性，断电磁性消失。
师：我们能否制作出一个简易的起重机模型，来高效收纳桌面上的大头针呢？
【设计意图】引导学生思考：若磁体的磁性可以人为控制，会产生哪些新的应用？这样的设想既激发了学生的探究兴趣，又符合磁现象的科学原理，能引导学生从“认识磁场”向“应用磁场”过渡，为后续学习电磁铁、电磁继电器等内容作好铺垫。随即将电磁起重机运输废铁的工作过程与课堂情境进行类比，提出制作电磁起重机模型任务。这一教学行为不仅有助于提高学生对科技发展的认知，还能打破学生对永磁体的固有认知，激发他们的好奇心。通过科学推理，学生能初步认识到电与磁之间的联系，思维被瞬间激发，从而产生强烈的探究欲望。
2.2 提炼核心问题，活跃思维
任务一：掌握电磁起重机的工作原理。
该任务的目的是引导学生认识到在制作电磁起重机模型时，首先需要解决的核心问题：“电流是否真的能产生磁场？”据此，笔者设置问题链，以小组形式展开讨论，设计验证活动，引出经典的奥斯特实验。
问题1：你能否用最简单的通电导体完成实验？
问题2：磁场看不见、摸不着，如何证明电流周围可能存在磁场呢？
问题3：是先通电再放小磁针，还是等小磁针静止后再通电？
【设计意图】当前教材设计的实验活动存在直接给出实验装置和操作要求、学生只需完成验证即可的现状，主要存在3个问题：一是这样的设计流于形式，学生的思维刚刚被激活又戛然而止，无法引起共鸣；二是直接让学生将小磁针放在直导线下方，学生对直导线周围的磁场认知很浅，只停留在孤立的“点”上，无法建构形象的空间磁场；三是容易发生先通电再将小磁针放置于磁场中的错误操作，导致小磁针晃晃悠悠，无法说明是受外力的影响还是受到了磁场的相互作用。改进实验设计，便于引导学生自主探究，学生能迁移应用磁场的基本性质，学会利用小磁针的偏转现象来判断磁场的存在及方向，知道正确的操作顺序，并且小磁针的摆放位置不受限制，便于全面归纳总结通电直导线周围的磁场的特点。
活动1：探究通电直导线周围的磁场（分组器材：电池盒、开关、导线、小磁针等）。
各小组在实验探究后不能确保都能看到小磁针偏转的现象。教师可投屏展示成功小组的实验现象和每个小组手持小磁针与导线间的摆放位置，其大致情况如
图3所示。据此，引导学生进行归纳与对比分析。
师：这几个小组的小磁针都发生了偏转，这一现象说明了什么？
生：电流能产生磁场。
师（引导学生观察同样平行放置于导线下方的小磁针偏转方向）：结合电流方向的差异，你还能推导出什么结论？
生：电流周围的磁场方向与电流方向有关。
师：其他小组都成功地观察到了偏转现象吗？
生1：导线通电后，小磁针没有发生偏转。
生2：小磁针好像有一点儿偏转，但偏转角度不明显。
生3：小磁针似乎有一边翘起了......
师（对比
图3-a、
图3-b通电后的现象）：这两组都将小磁针放置于导线下方，静止时小磁针的指向与导线的位置有没有共同点？
生：小磁针都与导线垂直。
师：所以，第②组小磁针不偏转的原因可能是什么？
生：可能该点的磁场方向与小磁针原本的指向一致，所以小磁针仍指向原来的方向。
师（按照电流方向统一拍摄角度，借助手机软件去掉图片背景，将每组直导线重合在一起并展示）：请同学们观察图片，猜想在不同位置小磁针偏转角度不同的原因。
生：可能是通电直导线周围不同位置的磁场方向不同造成的。
师：如何验证你们的猜想？
生1：在通电直导线周围不同位置摆放小磁针（
图3-c）。
生2：利用铁屑或小磁针可以直观显示磁场分布，从而描画出磁感线。磁感线上任一点的切线方向即为该点的磁场方向。
【演示实验】将直导线竖直放置，并穿过两块上下放置的白色塑料板，下层环绕导线后放上多枚小磁针，而上层利用铁屑探究磁场，现象如
图4所示。
【设计意图】基于真实的实验现象，归纳得出“电流的磁效应”这一核心概念。教师关注课堂生成，从失败的现象冲突中引导学生自行对比分析，提出新的问题并验证，即借助立体的直导线器材，将磁场形象地从每组的“点”引入每层塑料板上的“面”，再展示成两层塑料板的“空间”。这一教学方式远比教师直接讲解直导线周围的磁场分布情况更有教学意义，整个过程不断经历困惑、分析、猜想和验证，学生思维慢慢活跃起来，渐入佳境
［2］。
2.3 抓住认知冲突，进阶思维
任务二：制作简易电磁起重机模型。
当掌握原理后，学生会认为该模型非常简单，没有什么需要制作的，一根导线即可。对此，笔者让学生尝试用通电的直导线去吸引大头针，看哪组制作的“起重机”较为厉害。无一例外，根本吸不上来。
师：既然电能生磁，那为什么通电的导线却吸不了大头针呢？
生：应该是磁场太弱了。
笔者借助手机软件Phyphox的磁力计功能，演示并讲解如何利用磁场传感器定量测量磁场强度。
师：如何增强通电直导线周围的磁场呢？（小组讨论交流，鼓励猜想的多样性）
生1：磁场是由电流产生的，可能磁场强弱与电流有关，增大电流就可以了。
生2：一根导线通电后周围产生磁场，如果把电流方向一致的两根导线放在一起，则两个磁场可能是增强的。
根据学生的设想进行演示，利用磁场传感器检测，发现磁场确实变强了。在此基础上提出进阶要求：“在现有器材（4节电池的电池盒，一根30 cm左右的漆包线，漆包线两端已刮漆）的基础上，将磁场尽量增强。”笔者引导学生由并排放置两根电流同向的导线的方法，提出将一根导线绕成多匝线圈的办法，顺利地从直导线过渡到通电螺线管。
【设计意图】引导学生从吸引大头针失败的现象中产生认知冲突，继而激发学生去分析、解决问题的欲望。初三学生已经具备一定的抽象思维能力，他们在与教师的交流对话中不断质疑创新，有依据地发散想象力，亲历创造过程，验证自己的想法是否可行，收获成功的喜悦。在方法的一步步递进中，学生的科学思维能力得到螺旋式上升。
活动2：利用笔筒绕制通电螺线管（电磁起重机模型的初步样态），并再次尝试吸引大头针。
学生发现该模型仍然无法吸起大头针，遂利用磁场传感器验证磁场强弱。在手机软件测量磁场的过程中，先靠近螺线管两端，学生认识到磁场确实变强了，该方法没有问题；然后，有意识将手机放到通电螺线管周围的不同位置，类比条形磁场，就对通电螺线管周围的磁场分布情况有了大致的了解。
【设计意图】初步制作电磁起重机模型的实践活动，不仅能增添课堂乐趣，更让学生再次认识到工程实践的不易。只有在实践活动中不断发现并解决问题，学习才能真正发生。借助信息化手段及时对结果进行反馈，能够激发学生产生新的思考，从而为后续的模型改进作好思维进阶的铺垫
［3］。
师（图片展示实际电磁起重机的内部结构）：我们的模型与实际结构相比，还有什么差别？这部分结构有什么作用？
生：实际上，起重机的电磁铁由线圈和铁芯组成，通电后线圈产生磁场，铁芯作为导磁材料，能够集中和增强磁力线，从而产生强大的磁吸力来吊运钢铁材料。
活动3：在通电螺线管中加入铁芯，检验模型的效果。
通过合理的测量方法和质量控制，可以确保测量结果具有较高的可靠性，必要时可通过重复测量来验证结果的稳定性。
【设计意图】在整个制作过程中，学生经历从直导线到螺线管，最后到电磁铁结构的认识过程，从而助其思维实现阶梯式生长；体验多次失败才得以成功的成就感，会使学生对科技工作者的敬佩油然而生，自然能增强其社会责任感。
2.4 形成评价标准，发散思维
任务三：优化简易电磁起重机模型。
通过对课堂制作模型效果的体验与评价，学生交流反思自制的电磁起重机简易模型在使用中的不足之处。
生1：吸力还不够强，每次只能吸引十几枚大头针，要想整理好这一桌面的大头针，效率仍然较低。
生2：需要将电磁铁部分抓在手中进行操作，并且电池盒、开关都散落着，移动电磁铁时，牵一发而动全身，容易造成断路；同时，把这些电路元件都抓在手上又极其不方便。要是能将电路归拢起来就好了。
生3：用一枚细铁钉模拟起重机的“吸盘”，不仅横截面积小，吸住大头针数量少，而且整个装置摇摇晃晃，不太稳定。
根据学生的优化意见，形成评价维度，如
表1所示。据此，笔者布置课后实践拓展作业：每个小组根据评价标准优化自己的作品，下次展示课依照
表1细则进行评比。
【设计意图】将课堂上近乎标准化的实践活动向课后极具特色的实践探索延伸，鼓励学生大胆创新、敢于实践，基于真实需求进行创造，在创造中不断疑惑、解惑，以此促使思维自由发散并深化，从而培养学生思维的创新性。
3 结语
该节课深度融合“做中学”的教学理念，通过“自制电磁起重机模型”任务驱动学生形成与进阶物理观念，再借实践中产生的真实问题驱动教学设计的展开。通过思维可视化教学，教师能够在问题解决过程中拓展学生思维的深度和广度，并在反思评价环节有效培养学生的质疑创新能力。
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