巧用“類比法”將觸不可及的磁場(chǎng)生活化

鄧益明+陳敏

摘 要：“磁是什么”是磁現(xiàn)象的開端，而磁場(chǎng)是看不見、摸不著，但又確實(shí)存在的物質(zhì)，這給學(xué)生的學(xué)習(xí)造成了障礙。通過筆者的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)運(yùn)用“類比法”能巧妙地突破磁場(chǎng)抽象的這一難題。

關(guān)鍵詞：類比法；磁場(chǎng)；生活化

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2017）1-0031-3

在我們的日常生活、工業(yè)生產(chǎn)乃至高科技領(lǐng)域里，用到磁的地方不勝枚舉。從我國(guó)古代四大發(fā)明之一的指南針到今天的磁懸浮列車，磁現(xiàn)象及磁的運(yùn)用幾乎隨處可見。我們生活在磁的世界中，而磁是什么？磁體周圍的磁場(chǎng)到底又是什么？都是困擾學(xué)生而又讓學(xué)生感興趣的問題。常說“興趣是最好的老師”，學(xué)生對(duì)神奇磁現(xiàn)象的好奇心，正是教師激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理興趣的最好時(shí)機(jī)。然而，磁場(chǎng)看不見、摸不著，又是確實(shí)存在的物質(zhì)，給學(xué)生對(duì)磁的本質(zhì)的認(rèn)識(shí)帶來了困擾。

新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)物理“從生活中來，又回到生活中去”。因此，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際認(rèn)知情況，筆者在“磁是什么”一節(jié)教學(xué)中充分采用了“類比法”“轉(zhuǎn)換法”“模型法”，幫助學(xué)生對(duì)磁的本質(zhì)的認(rèn)識(shí)和描述取得了不錯(cuò)的教學(xué)效果，同時(shí)讓學(xué)生較好地感知了物理學(xué)中的幾類基本方法，思維得以提升。本文主要陳述“類比法”在磁場(chǎng)教學(xué)中的巧妙運(yùn)用及其意義。

1 巧用“類比法”從生活中感知磁場(chǎng)

1.1 風(fēng)與磁場(chǎng)的類比感知磁場(chǎng)的存在

對(duì)于九年級(jí)學(xué)生，由于受生活經(jīng)驗(yàn)的影響，兩個(gè)物體要有力的作用就必須接觸的觀念已根深蒂固。不接觸的兩磁體間也有力的作用，而要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到不接觸的磁體間產(chǎn)生力的作用是因?yàn)榇朋w周圍確實(shí)存在一種看不見、摸不著的物質(zhì)（磁場(chǎng)），磁體間的力是通過這種物質(zhì)產(chǎn)生的。

對(duì)此，教學(xué)過程中，首先，用電吹風(fēng)吹在桌面上靜止不動(dòng)的小磁針，如圖1（a）所示，學(xué)生觀察現(xiàn)象并思考如下問題：（1）小磁針是否受到了力的作用？（2）是什么物質(zhì)讓小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)？是電吹風(fēng)還是電吹風(fēng)吹出的風(fēng)？

然后，用條形磁鐵靠近靜止在桌面上的小磁針，如圖1（b）所示，學(xué)生觀察并思考如下問題：（1）小磁針是否受到了力的作用？（2）是什么物質(zhì)使小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)？是條形磁鐵還是它周圍的某種看不見、摸不著的物質(zhì)？

通過電吹風(fēng)吹出的風(fēng)這種物質(zhì)使小磁針偏轉(zhuǎn)，類比條形磁鐵周圍的磁場(chǎng)使小磁針偏轉(zhuǎn)，兩次物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的碰撞，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。通過電吹風(fēng)雖然未同小磁針接觸而產(chǎn)生了力的作用，類比條形磁鐵雖未同小磁針接觸但有了力的作用，在條形磁鐵同小磁針之間必定存在某種看不見、摸不著的物質(zhì)，讓學(xué)生確實(shí)感知到磁場(chǎng)的存在，加深對(duì)其的認(rèn)識(shí)。

1.2 風(fēng)力線與磁感線的類比學(xué)會(huì)描述磁場(chǎng)

在學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了磁場(chǎng)是真實(shí)存在的物質(zhì)后，而且通過小實(shí)驗(yàn)也感知了磁場(chǎng)具有大小和方向，那么如何描述它的大小和方向又是擺在學(xué)生面前的一大難題。為此，教學(xué)中做了如下實(shí)驗(yàn)：

首先，拿出一個(gè)電吹風(fēng)使其處于關(guān)閉狀態(tài)，另一個(gè)電吹風(fēng)藏于桌下并打開，問：看到的這個(gè)電吹風(fēng)有風(fēng)嗎？學(xué)生由于聽到了另外一個(gè)電吹風(fēng)的聲音而異口同聲地說有。其實(shí)真相是沒有，現(xiàn)象與想法發(fā)生了沖突。由此，不僅可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行情感教育，不能單憑自己的感覺去判斷物質(zhì)的存在，要養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，而且還能有效地提升課堂氛圍，增強(qiáng)學(xué)生繼續(xù)探究的好奇心，達(dá)到事半功倍的效果。

然后，借機(jī)提出問題：（1）如何來表示風(fēng)的存在？引導(dǎo)學(xué)生思考，引入彩旗，如圖2（a）所示。（2）彩旗拿走后如何表示風(fēng)的方向和大小呢？學(xué)生會(huì)想到將彩旗飄動(dòng)方向用曲線連起來，并標(biāo)上箭頭便形成了風(fēng)力線，風(fēng)力線的箭頭代表風(fēng)的方向，疏密程度反映風(fēng)的大小。經(jīng)歷了將風(fēng)的方向轉(zhuǎn)換為彩旗的飄動(dòng)方向，并用風(fēng)力線表示風(fēng)的方向和大小這種轉(zhuǎn)換思想的訓(xùn)練后，“如何表示磁場(chǎng)的存在？”“如何表示磁場(chǎng)的大小和方向？”這兩個(gè)問題便可迎刃而解。教師提出用小磁針北極指向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場(chǎng)方向，鐵粉（鐵粉被磁化后相當(dāng)于小磁針）的指向連接起來標(biāo)上箭頭便形成了磁感線。

最后，學(xué)生實(shí)驗(yàn)并展示，如圖2（b）所示。學(xué)生經(jīng)歷了用“類比法”感知磁場(chǎng)后，又在教師的引導(dǎo)下通過彩旗與小磁針的類比、風(fēng)力線與磁感線的類比，嘗試運(yùn)用類比法，將抽象概念生活化，并通過親自實(shí)驗(yàn)，逐步形成一種解決問題的方法和自我學(xué)習(xí)的能力，為其日后的自學(xué)打下基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生在課堂的主體地位。

1.3 “神奇的柚子”突破地磁場(chǎng)

被譽(yù)為“保護(hù)傘”的地磁場(chǎng)，對(duì)人類的生產(chǎn)、生活都有重要意義。地磁場(chǎng)的存在不難理解，而地磁場(chǎng)的N極在地理南極，地磁場(chǎng)的S極在地理北極，這對(duì)學(xué)生認(rèn)識(shí)地磁場(chǎng)造成了不小困難。鑒于此，教學(xué)中做了如下實(shí)驗(yàn)：在柚子里裝上幾塊條形磁鐵并包好，柚子相當(dāng)于地球，標(biāo)好地理南北極（注：北方一端是S極）。在柚子外部插上小磁針就能清楚地展現(xiàn)出地磁場(chǎng)以及磁感線，如圖3（a）所示，并將其同地磁場(chǎng)磁感線對(duì)比，如圖3（b）所示。最后，剝開柚子揭秘地球這個(gè)巨大的磁體就相當(dāng)于在其內(nèi)部有個(gè)巨大的條形磁鐵，如圖3（c）所示。

該實(shí)驗(yàn)充分體現(xiàn)了“生活中學(xué)習(xí)物理，將物理運(yùn)用于生活”的思想，形象直觀地感知地磁場(chǎng)。利用“類比法”教學(xué)，不僅是新課程理念的一個(gè)重要體現(xiàn)，而且對(duì)學(xué)生能力的形成也有重要意義。

2 類比法對(duì)學(xué)生能力形成的重要意義

2.1 學(xué)生的課堂主體地位得以實(shí)現(xiàn)，為能力的形成創(chuàng)造條件

新課程標(biāo)準(zhǔn)提出以學(xué)生為主體的課堂要求，而本堂課以風(fēng)為線索，讓學(xué)生經(jīng)歷了在教師引導(dǎo)下運(yùn)用“類比法”感知磁場(chǎng)的存在，到自己運(yùn)用“類比法”描述磁場(chǎng)，最后感受“類比法”描述地磁場(chǎng)的學(xué)習(xí)過程，充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生成為了課堂的主人，體現(xiàn)了新課標(biāo)的教學(xué)要求。學(xué)生的積極參與，正是能力形成的一個(gè)過程，為能力的形成創(chuàng)造了條件。

2.2 利于思維的形成，形成解決問題的能力

類比思想貫穿整個(gè)課堂，學(xué)生經(jīng)歷此過程感受類比的思想，并初步嘗試運(yùn)用“類比法”解決問題，同時(shí)體會(huì)了“模型法”和“轉(zhuǎn)換法”兩種思想，并將這種思想遷移到實(shí)際生活中去，形成一種解決問題的能力。

2.3 抽象概念生活化，提高自學(xué)能力

培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力是教學(xué)（下轉(zhuǎn)第35頁）

（上接第32頁）戰(zhàn)略的任務(wù)之一。物理是一門建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的自然科學(xué)，中學(xué)物理是對(duì)一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和生活中的物理現(xiàn)象分析、概括、抽象的產(chǎn)物。生活中的物理現(xiàn)象是學(xué)生學(xué)習(xí)物理的源泉，將抽象的物理概念生活化，生活中學(xué)習(xí)物理，有利于突破“物理難”的心理障礙。學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)逐步學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，不僅激發(fā)了物理學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)還意識(shí)到物理學(xué)習(xí)的有用性，自學(xué)能力也得以提高，為日后的學(xué)習(xí)和生活打下基礎(chǔ)。

3 結(jié)束語

古人云“授人以魚，不如授人以漁?！闭f明方法比結(jié)果更重要，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)也是基礎(chǔ)物理教學(xué)的教學(xué)目標(biāo)之一，而運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題則對(duì)教學(xué)目標(biāo)提出了更高的要求。將抽象概念通過“類比法”生活化幫助學(xué)生建立物理概念讓概念還原于生活，并在生活經(jīng)驗(yàn)中充分領(lǐng)會(huì)其本質(zhì)，相比過去“填鴨式”“灌輸式”的教學(xué)方法將概念強(qiáng)加于學(xué)生，不僅能大大降低學(xué)習(xí)的難度，而且更利于思維的培養(yǎng)和能力的形成，讓課堂的“情感、態(tài)度與價(jià)值觀”真正得以實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳遠(yuǎn)清.淺談中學(xué)物理教學(xué)自學(xué)能力的培養(yǎng)[J].物理通報(bào)， 2001（7）：17-19.

[2]柴海平. 如何培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)創(chuàng)新能力[J].考試， 2013（3）：183.

（欄目編輯 鄧 磊）