基于學(xué)科核心內(nèi)容的教學(xué)探索

胡興金

摘要：隨著新一輪高中教學(xué)體制改革，高中物理教學(xué)將迎來更高層次的挑戰(zhàn)。高中物理教師既要傳授基礎(chǔ)的物理知識，提升學(xué)生的物理文化素養(yǎng)，又要把握物理學(xué)科的核心和主干，體現(xiàn)核心素養(yǎng)，提升物理教學(xué)的有效性。比如在電磁現(xiàn)象的探究中，電磁學(xué)是較為重要的學(xué)科，因此教師應(yīng)當(dāng)加強對該內(nèi)容廣度、深度和難度等方面的挖掘。同時，物理教師必須明確核心內(nèi)容在高中物理學(xué)科體系中處于中心地位，這是幫助學(xué)生理解和掌握其他物理知識的前提和關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：高中物理；電磁學(xué)；核心內(nèi)容

中圖分類號：G633.7文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1992-7711（2020）09-0036

在高中階段，物理學(xué)科占據(jù)著非常重要的位置，而電磁學(xué)又是物理學(xué)科最為重要的授課內(nèi)容之一。由于該內(nèi)容較復(fù)雜，學(xué)生對該內(nèi)容的掌控度較低，學(xué)習(xí)興趣不強。為此，教師應(yīng)當(dāng)采用科學(xué)路徑增強學(xué)生對該部分內(nèi)容學(xué)習(xí)的興趣，從而使學(xué)生提高對該部分內(nèi)容的掌控度。教師還應(yīng)當(dāng)還原學(xué)生的主體性，提高對學(xué)生的尊重，引導(dǎo)學(xué)生對相關(guān)內(nèi)容進行自主學(xué)習(xí)，同時也應(yīng)當(dāng)采用科學(xué)路徑提升自身素質(zhì)。為提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)能力，實現(xiàn)高中階段的育人目標(biāo)，物理教師必須確定核心教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)核心素養(yǎng)，優(yōu)化課堂教學(xué)質(zhì)量。

一、利用相關(guān)圖像，解決問題

由于高中物理知識比較抽象，不利于學(xué)生理解相關(guān)內(nèi)容，所以在高中物理解題過程中，適當(dāng)?shù)氖褂脠D像法能夠讓學(xué)生更加直觀地觀察到題目中的信息。通過相關(guān)信息的系統(tǒng)整合，節(jié)約了學(xué)生的解題時間，使問題能夠有效解決。

例如在相關(guān)的物理競賽題目中，有一個容器，半徑為R、軸線為O點。其中，圓筒內(nèi)存在勻強磁場，磁場的方向與軸線平行，電磁感應(yīng)強度為b，此時c處有一帶電粒子e，質(zhì)量為m、電荷量為q，以某一速度進入圓筒，然后又經(jīng)過小孔飛出，求相應(yīng)的速率以及時間均是多少？（彈性碰撞）

根據(jù)相應(yīng)的題目我們得知，帶電粒子需要和容器發(fā)生多次碰撞才能發(fā)生上述沿小孔飛出的結(jié)果。同時若是只發(fā)生一次，那就說明帶電粒子是勻速直線運動，而在磁場的作用下，受洛倫茲力的影響，相應(yīng)的軌跡絕對不可能是勻速直線運動。由題目我們可以得知，該碰撞為彈性碰撞，簡言之，速度大小并不會發(fā)生相應(yīng)的改變，那么相關(guān)粒子的運動軌跡是彼此對稱的。因此就需要找到圓弧的三等分點，通過運動軌跡確定相應(yīng)的圓心，再依據(jù)相關(guān)的幾何關(guān)系完成相關(guān)問題的解答。通過相關(guān)圖像，學(xué)生可以直觀地記錄相應(yīng)的物理條件，節(jié)約思考分析的時間，一定程度上提高學(xué)習(xí)效率。

二、利用微元轉(zhuǎn)化，解決問題

微元法是指以特殊位置代替一般位置從而進行解題的一種方法?？梢詫⒁恍?fù)雜的物理問題逐漸簡單化。同時這種方法還可以將曲面上的相關(guān)問題轉(zhuǎn)化為平面，便于學(xué)生理解。利用這種方法可以將物理問題用較為簡單的物理規(guī)律進行表示，進而解決復(fù)雜問題，提高學(xué)習(xí)效率，培養(yǎng)自信心。

例如，教師可以設(shè)置相關(guān)問題，對學(xué)生加以訓(xùn)練，一個金屬環(huán)水平放置，其以c為半徑，此時有一個圓柱豎直放置，這兩個物體在同一平面內(nèi)，圓柱的細(xì)軸通過中心點p，有一個質(zhì)地均勻的導(dǎo)體棒，它的質(zhì)量是a、以R為電阻，導(dǎo)體棒與圓環(huán)共面，另一端A沿著圓環(huán)可以圍繞金屬圓柱進行圓周運動。摩擦系數(shù)為s，金屬圓環(huán)在恒定磁場中，電磁感應(yīng)強度為B=Km（k>0），方向豎直朝上，m為磁場中一點到軸線之間的長度，導(dǎo)線以及圓環(huán)的磁場和電阻可以忽略不計，那么在金屬棒A端需要施加多大外力才能維持導(dǎo)體棒以相應(yīng)的角速度進行相關(guān)的勻速運動？

由題意我們可以知曉，導(dǎo)體棒轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的相應(yīng)電動勢是比較容易求解的，即我們常說的BL2W，但是我們發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)德爾強度卻一直在變動，所以常用的整體法已經(jīng)不能適用。這時，我們可以采取微元法，即在導(dǎo)體棒上取比較細(xì)小的一段，因為其非常小，可以忽略，故可以看做這個物體在相關(guān)的位置所受到的磁感應(yīng)強度實際上是一個常數(shù)，那么就可以通過這種方式得到安培力表達式，然后將這一物體上所有的微元受到的安培力進行整合，就可以得出整體所受的安培力，進而完成問題的求解。

三、運用歸納法，找出規(guī)律

對于高中生來說，不管是知識理解與掌握，還是問題現(xiàn)象的分析與解決均具備較大的難度，但卻是有規(guī)律可循的。若對物理概念、知識以及相關(guān)變化規(guī)律進行認(rèn)真的分析與總結(jié)，就可以歸納出一定的規(guī)律，并形成簡單易記的口訣或者是條理清晰的提綱，這不僅可以有效增強對所學(xué)知識的記憶，防止概念混淆，同時也能夠進一步加深對物理知識的理解，有利于更加靈活、準(zhǔn)確地解答問題。

例如，楞次定律作為電磁感應(yīng)學(xué)習(xí)的重點與難點，由于其內(nèi)容的表述較為抽象，因此，十分不利于理解與掌握。為此，要根據(jù)楞次定律來對是否產(chǎn)生感應(yīng)電流與電流的方向進行合理的判斷。首先要觀察通過閉合回路的磁通量有無發(fā)生變化，是根據(jù)什么規(guī)律而變化的，這不僅需要對變化前產(chǎn)生的原磁通量的原因、方向與大小進行全面的分析，同時也需要對變化后產(chǎn)生磁通量變化的原因、方向與大小進行分析。為此，在分析對比引起磁通量變化的各種原因時，就可以將其細(xì)分為三種類型，并把磁通量變化與引起感應(yīng)電流變化的規(guī)律歸納成朗朗上口的口訣，大大提升解題效率與準(zhǔn)確率。

綜上所述，電磁學(xué)是高中物理學(xué)習(xí)的重點考查內(nèi)容，若想提高學(xué)生的解題效率，就需要使學(xué)生逐漸發(fā)現(xiàn)高中物理電磁學(xué)規(guī)律，知曉電磁學(xué)的解題技巧。電磁學(xué)作為高中物理學(xué)習(xí)內(nèi)容的重要組成部分，其不僅在社會生產(chǎn)與科研實踐中具有較高的應(yīng)用價值，同時在人類探索宇宙的過程中占據(jù)著十分重要的地位。為此，在學(xué)習(xí)電磁學(xué)的過程中，要養(yǎng)成多思考、勤總結(jié)的學(xué)習(xí)習(xí)慣，并不斷調(diào)整與改進自身的學(xué)習(xí)方法，進一步提升學(xué)習(xí)效果，提高分析問題與解決問題的能力。

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（作者單位：湖北省棗陽一中441200）