運用物理圖景實現高中電磁學的高效學習

摘 要：在高中物理課程中，電磁學知識雖然主線清晰，但具體細節(jié)較為凌亂。在學習電磁學相關知識時，通過尋找電與磁的相關性和統(tǒng)一性，并結合電磁的實際應用，將大大提高同學對于電磁學知識的整體掌握水平。本文總結了以往電磁學學習的三種主要途徑，并著重介紹了通過物理圖景實現高中電磁學知識的高效學習的基本方法，進而讓身為學生的我們能夠更好地理解與應用電磁學的基礎知識。

關鍵詞：電磁學；物理圖景；高效

物理作為高中課程的重要組成部分，如何更好地掌握物理知識，提高自己運用物理知識解決實際問題的能力，對于個人的發(fā)展具有重大意義。電磁學知識是高中物理學習的重要模塊，同時也是高考的必考點。在電磁學的學習過程中，由于知識過于抽象，難以直觀感受，電磁學的學習過程較為困難。因此，找到一種化抽象為形象、吸引學生興趣的方法，對同學們掌握電磁學相關章節(jié)的知識以及構建完整的知識框架具有重要的現實意義。本文首先總結了高中階段常見的三種學習電磁學的有效途徑，并基于此提出了結合物理圖景實現高中電磁學高效學習的三種途徑，為中學生學習電磁學以及電磁學教學過程具有一定的參考價值。

一、 高中電磁學學習的途徑

通過對以往關于高中電磁學教學研究的總結發(fā)現，主要存在三種途徑滿足學生對于知識學習的要求。一是基于基礎應用出發(fā)，不斷提升學習興趣；電磁理論的相關知識復雜而抽象，很難直觀地感受電場以及磁場的存在，以及磁感線等抽象含義的理解，因此在實際的學習過程中，需要結合日常生活之中的電磁學應用，通過身邊的電磁現象，調動興趣，提升學習積極性的同時加深對于知識的理解。二是注重知識層次銜接本身的連續(xù)性；電磁理論完備而優(yōu)美，其前后知識的邏輯性極強，因此在學習過程中，必須注重前后知識的銜接，針對各個階段的知識進行層層推進，更有利于知識的系統(tǒng)與框架式掌握。三是注重電與磁理論之間的相互聯(lián)系；電與磁總是相生相伴，因此對電磁的聯(lián)系需要針對性學習，注重兩者之間的相互轉化與相互作用，結合了解課本中的具體章節(jié)進行學習。通過這三種途徑，才能讓我們逐漸地能將理性認識和感性認識相互結合起來，構建出完整的電磁理論知識，進而推動后續(xù)的學習，提高解決電磁學相關問題的能力。

二、 高中電磁學物理圖景學習的有效路徑

物理圖景是人腦對在所認知的物理規(guī)律的基礎上，構建出物理模型的心智圖景，一般情況下以示意圖、曲線圖、知識框圖等實際圖景為主，外化的實際圖景和腦中的心智圖景相互作用形成動態(tài)結構體系。針對高中物理學科而言，構建出清晰的物理圖景應作為學生學習的目標，并且也需要滿足物理知識的基本規(guī)律要求。在學習過程中，無論是利用哪一種方式，都無法離開物理圖景這一目標的支持，否則會使物理學習顯得蒼白無力，最終迷失在錯綜復雜的概念、定律、題目之中。因此，構建物理圖景，對于物理知識，尤其是對于抽象的電磁理論的學習，具有十分重大的意義。本文將物理圖景學習電磁理論的有效途徑分為以下三種。

（一） 利用實際物理情境增強對電磁理論的感性認識

大量生動形象的物理過程和物理現象，會讓我們對電磁學知識產生出一種感性認識，這些物理過程和物理現象統(tǒng)稱為物理情境。物理情境是基本的物理圖景元素，通過實際感受或者想象某種物理情境，可幫助我們更為直觀形象地認識較為抽象復雜的電磁理論，同時也能培養(yǎng)我們的形象思維能力，從而進一步形成電磁理論的知識框架。在正式學習電磁學知識階段，我們所接觸到的電磁物理現象并不多，或者說對其缺乏敏感性，沒有意識到電磁物理現象的存在，這就導致我們對于電磁理論缺少基礎的感性認識，極不利于電磁課程的學習。因此課堂之中物理情境的作用就顯得尤為重要，可以使我們產生一種身臨其境的感覺，點燃我們的興趣點，從而提升學習積極性。具體做法有以下兩種。

第一，在新課引入學習方面，就可以與物理較為前沿的科技、生活實例相互結合，通過教師所創(chuàng)設的情境，拉近我們與電磁學之間的距離，使我們對生活之中的電磁現象產生極強的興趣，進而提升學習的積極性。如，為什么在冬天我們脫毛衣時會產生電火花、電磁炮是什么原理、航母的電磁彈射等等諸多有趣而生動而充滿趣味的情境，引出相關的知識。通過這一部分生活材料來創(chuàng)設情境，就符合從生活走向物理的宗旨，更為重要的是能夠幫助我們豐富對于電磁理論的感性認識，最終加深對于電磁學的認識，進而建立出清晰的物理圖景，提供有效的依據以及事實基礎。

第二，通過課堂中的演示實驗、相關的視頻資料等來引入物理情境的。實驗情境是物理情境的重要組成部分，對于電磁理論中一些簡單的實驗，如楞次定律實驗、安培力實驗等，可以通過課上簡單的實驗儀器，進行演示，如果條件允許，甚至可以直接操作，這種方式將大大增強同學們的好奇心，同時產生更加深刻的記憶效果，事半功倍。同時，針對電磁理論一些前沿的應用，倘若無法實驗，可通過影音等形式向同學們展示，這既能吸引同學們的眼球，又能將同學們拉入所創(chuàng)設的物理情境中，讓抽象的電磁現象生動形象化，增強我們對于電磁學知識的感性認識。

（二） 掌握正確的物理概念是形成物理圖景的基礎

對于物理學科來說，要想構建正確物理圖景，首先要有正確的知識框架，正確的知識框架則是建立在正確的物理概念的基礎上的。物理概念并非只有在課程中才會建立，在日常生活中，我們所接觸到的生活現象基本均與物理有關，而我們對這些現象的認識在潛移默化中，就會變成物理概念，如速度、重力等等，這些就是所謂的“前概念”，也就是指課程學習之前，我們腦中所認為的概念。由于前概念是個人的理解，其必然有對錯之分，要想掌握正確的物理概念，首先要轉變錯誤的前概念。一般來說，在物理概念的建構過程中，主要分為兩個步驟，即錯誤前概念的甄別、錯誤前概念的修正。

1. 錯誤前概念的甄別

由于我們對物理概念的認識具有一定的隱蔽性，教師難以對同學理解概念的正確性進行分析，導致錯誤前概念的甄別具有一定的難度。錯誤的物理概念一般都會導致我們在做題時出錯，所以通過題目或者測試的方式，能夠十分準確且簡單地甄別各個同學對于物理概念的理解是否準確。通過課前概念性的測試，通過口頭回答、撰寫答案等方式，使每一位同學都準確地表達出自己所理解的前概念以及內心的認知沖突，進而找到潛在的錯誤認知。在學習之中，只有對錯誤的前概念進行修正，教師充分了解同學們自身原有的知識結構，才能推動課堂的學習，提升課堂效率。

2. 錯誤前概念的修正

通過上一步驟的測試，可以甄別出同學們所存在的錯誤的物理概念，或者對于物理問題錯誤的理解，在構建物理圖景過程中，最重要的步驟則是對錯誤概念的修正。這一步驟中，不可或缺的是教師的講授與引導，教師在講授與引導的過程中，要著力注重通過物理情境增強同學們對電磁理論的感性認識，因為必要的感性認識是構建正確物理概念的基礎。同時，此步驟中不能僅僅依靠教師的講解，過度講解會導致同學們缺乏思維的積極性與主動性，只是一味地接受，不利于物理概念的掌握。通過小組討論的方式可以很好地解決這一問題，教師拋出某個問題，這個問題可以是與生活經驗產生矛盾的物理問題，之后由同學們按照自己的理解對問題的結果進行預測，然后分小組對這一問題進行討論，討論過程中同學們主動參與其中，各種思想與想法相互碰撞，引起思維結構方面的沖突，同時同學們互相爭論的過程中更有可能會意識到自己的錯誤出在何處，討論的最后，教師給出正確的解釋，糾正錯誤概念，達到印象深刻的效果。

（三） 結合科學探究鞏固物理圖景

在高中電磁學知識的學習中，另外的一個學習重點就是科學探究，即探究新的知識或者是物理概念之間相互關聯(lián)的學習方法，合理的科學探究，能夠讓學生親身參與到知識的建構以及圖景建構中去，在提升學習積極性的同時，也可以幫助思維能力和動手實踐能力的提升。對于抽象的電磁學理論，科學探究能讓我們切實感受電場磁場的存在。在科學探究的過程中，我們一定會運用到自己所建構的物理圖景來分析相應的問題。對物理圖景的運用，一是能夠檢驗我們物理圖景的正確性，鞏固物理圖景，二是可以幫助我們找到有效的知識發(fā)現方式，對知識或圖景的運用更加熟練，在研究過程中逐漸形成正確的知識使用方式，增強我們利用物理圖景解決問題的能力。同時在科學探究過程中，能夠真正地使我們掌握課堂知識學習的主動權，并通過積極的科學探究逐步建構出物理圖景，并通過物理圖景更好地掌握電磁學理論。

三、 結論

本文首先總結了以往關于高中電磁學教學研究，發(fā)現主要存在三種途徑進行電磁理論的學習：基于基礎應用出發(fā)不斷提升學習興趣、注重知識層次銜接本身的連續(xù)性、注重電與磁理論之間的相互聯(lián)系。并基于此提出了結合物理圖景實現高中電磁學高效學習的三種途徑：利用物理情境增強對電磁理論的感性認識、掌握正確的物理概念以形成物理圖景、結合科學探究鞏固物理圖景，詳細介紹了各種途徑的具體實施方式，進而讓身為學生的我們能夠更好地理解與應用電磁學的基礎知識。

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作者簡介：

翟玉臣，山東省泰安市，山東省泰安英雄山中學。