縱橫貫通，宏微結(jié)合

張燕怡

摘 要：在高三第一輪復(fù)習(xí)進(jìn)行到“電磁復(fù)合場(chǎng)”部分時(shí)，筆者以“磁流體發(fā)電機(jī)”為背景，將電磁場(chǎng)常見知識(shí)點(diǎn)、電路及能量轉(zhuǎn)化、宏觀微觀聯(lián)系等相關(guān)問題串聯(lián)起來，完成了一堂綜合性的電磁學(xué)復(fù)習(xí)課。學(xué)生通過對(duì)熟悉情境的積極思考，對(duì)所掌握知識(shí)的多方位運(yùn)用，可以縱橫貫通，加深對(duì)物理規(guī)律本質(zhì)的理解，提高自身能力和物理學(xué)科核心素養(yǎng)。本文介紹該堂課的教學(xué)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：電磁復(fù)合場(chǎng)；磁流體發(fā)電機(jī)；宏觀微觀結(jié)合；核心素養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2018）12-0027-6

1 教學(xué)背景分析

隨著新課改的深入進(jìn)行，中學(xué)物理教學(xué)開始向著培養(yǎng)有益于學(xué)生終身發(fā)展的學(xué)科核心素養(yǎng)方向轉(zhuǎn)軌。繁雜的過程分析和數(shù)學(xué)運(yùn)算不再作為重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)?；貧w教材，聯(lián)系生活實(shí)際，理解熟悉情境的物理本質(zhì)成為大勢(shì)所趨。這一點(diǎn)在北京近五年的高考和模擬卷命題中有所體現(xiàn)。涉及到電磁學(xué)方面，理解宏觀現(xiàn)象微觀本質(zhì)的問題已經(jīng)作為壓軸題出現(xiàn)過多次（如，電動(dòng)機(jī)模型、發(fā)電機(jī)模型、電阻的成因、對(duì)歐姆定律的理解等）。

“磁流體發(fā)電機(jī)”是選修3-1教材中課后練習(xí)里所提到的電磁復(fù)合場(chǎng)應(yīng)用于現(xiàn)代技術(shù)的典型實(shí)例，無論從電磁場(chǎng)基本概念角度、力學(xué)角度、電路角度還是能量轉(zhuǎn)化角度去分析思考，都能找到很好的切入點(diǎn)，是一則能夠聯(lián)系各種豐富教學(xué)內(nèi)容的素材。

學(xué)生在高二階段第一次認(rèn)識(shí)磁流體發(fā)電機(jī)時(shí)，尚未完成電磁學(xué)全部內(nèi)容的學(xué)習(xí)，接觸的綜合性問題也不是很多，因此只能了解個(gè)大概，如根據(jù)載流子平衡條件計(jì)算一下開路電壓（電動(dòng)勢(shì)），定性了解一下磁流體發(fā)電機(jī)維持兩極板電勢(shì)差的原理。但升入高三后，他們應(yīng)該漸漸學(xué)會(huì)基于某一個(gè)問題情境，縱橫貫通地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，全面、深入地理解問題本質(zhì)。所以，在一輪復(fù)習(xí)進(jìn)行到“電磁復(fù)合場(chǎng)”部分時(shí)，筆者以“磁流體發(fā)電機(jī)”為背景，將復(fù)合場(chǎng)常見問題、電路和能量轉(zhuǎn)化問題等串聯(lián)起來，完成了一堂綜合性的電磁學(xué)復(fù)習(xí)課，希望以此啟發(fā)學(xué)生多角度看待問題，多方法解決問題。

2 學(xué)情分析

筆者所任教的班級(jí)，學(xué)生水平參差不齊，方差較大。對(duì)于程度較好的學(xué)生，從宏微觀相結(jié)合的角度和能量轉(zhuǎn)化角度深入理解簡單問題的物理內(nèi)涵，有助于鍛煉他們的物理思維，為沖擊物理壓軸題打下基礎(chǔ)；而對(duì)于層次一般的學(xué)生，應(yīng)該力求基礎(chǔ)題、中檔題的穩(wěn)健得分，所以應(yīng)將更多精力放在熟悉常見模型套路、鍛煉做題速度和規(guī)范性上來。

3 教學(xué)目標(biāo)

通過對(duì)磁流體發(fā)電機(jī)情境的深入分析和討論，復(fù)習(xí)帶電粒子在相互垂直的電磁復(fù)合場(chǎng)中的典型運(yùn)動(dòng)情況，并與力學(xué)平衡、電路問題結(jié)合，聯(lián)系宏觀微觀，對(duì)磁流體發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)的本質(zhì)、載流子在閉合電路中的運(yùn)動(dòng)和受力情況、電源內(nèi)部能量轉(zhuǎn)化關(guān)系等問題有更深層次的認(rèn)識(shí)。

4 教學(xué)重難點(diǎn)

從微觀角度深入理解閉合電路歐姆定律的本質(zhì)，以及電路中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系。

5 教學(xué)設(shè)計(jì)思路

在高三復(fù)習(xí)授課時(shí)，筆者主要遵循著兩種思路：第一種是通過讓學(xué)生對(duì)大同小異的一類題目對(duì)比練習(xí)（如，動(dòng)量定理應(yīng)用于流體，水流、塵埃流、子彈流、黃豆撞秤盤等），強(qiáng)化通用方法，熟悉常見解題思路；第二種是在一個(gè)經(jīng)常出現(xiàn)的情境中進(jìn)行各種設(shè)問（如，斜面情境、傳送帶情境、電表改裝情境），順著一條線索，將凡是能夠掛靠的知識(shí)、技能都涉及到，并進(jìn)行引申拓展。對(duì)于磁流體發(fā)電機(jī)這樣一個(gè)可以從微觀力學(xué)問題、電路問題和能量轉(zhuǎn)化關(guān)系問題上深入討論的模型，本節(jié)課的設(shè)計(jì)選擇第二種思路。

為了讓班級(jí)里各個(gè)層次的學(xué)生都能有所收獲，筆者按照難度順序選擇了5道相關(guān)問題。每個(gè)小題就題目本身而言并不是很困難，可以讓每一位學(xué)生有東西可寫，通過請(qǐng)學(xué)生展示自己的解題思路過程，教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，起到教育學(xué)生規(guī)范做題流程、清晰書寫、避免常見失誤（如最后結(jié)果沒有化成已知條件）的目的；在完成題目的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生就計(jì)算結(jié)果進(jìn)行討論和解釋，從而達(dá)到深化理解、拔高認(rèn)識(shí)的目的。

所選擇的5道題目，分別想要帶動(dòng)學(xué)生落實(shí)的知識(shí)點(diǎn)及解決的思維障礙如表1所示。

6 教學(xué)過程

參考文獻(xiàn)：

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（欄目編輯 鄧 磊）