基于學(xué)科核心內(nèi)容的教學(xué)探索——以高中物理電磁學(xué)為例

陳喬惠

(江蘇省揚(yáng)中市第二高級(jí)中學(xué) 212200)

查閱相關(guān)資料得知，學(xué)科核心內(nèi)容可以理解為某一門學(xué)科中的主要內(nèi)容，會(huì)反映出該學(xué)科的基本問(wèn)題，更是鏈接該學(xué)科各部分的紐帶.每個(gè)核心內(nèi)容從根本上來(lái)看就是一個(gè)團(tuán)--核心內(nèi)容團(tuán)，它所包含的并不是零零散散的知識(shí)點(diǎn)，卻是一個(gè)綜合著學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)和學(xué)科思想方法的組織體系.本文將以高中物理學(xué)科中的電磁學(xué)為載體，對(duì)學(xué)科核心內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)探索.

一、研究背景

1.物理學(xué)科基本內(nèi)容

物理學(xué)目前經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，已經(jīng)是一門理論性特別強(qiáng)的學(xué)科.中學(xué)物理是讓學(xué)生去掌握最基礎(chǔ)的物理知識(shí)，然后形成一些物理觀念，再通過(guò)運(yùn)用這些物理概念對(duì)生活中一些切實(shí)現(xiàn)象產(chǎn)生正確又科學(xué)的認(rèn)識(shí)；高中物理是讓學(xué)生把握物理的載體，在物理科學(xué)體系中挑選出讓高中生把握的內(nèi)容.

其中，高中物理涵蓋力學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)、熱學(xué)和近代物理這五大領(lǐng)域，每個(gè)領(lǐng)域都有自己是核心內(nèi)容.本文研究的重點(diǎn)電磁學(xué)就宛若一個(gè)復(fù)雜龐大又精密的機(jī)器，其各部分之間有著密切的聯(lián)系.

因電磁學(xué)的復(fù)雜性，這樣就給高中物理電磁學(xué)的教授與學(xué)習(xí)增加很多難度.老師沒(méi)辦法把很多內(nèi)容進(jìn)行透徹的講解，同時(shí)又不能人為的斷然割舍.因此，對(duì)于高中物理的教學(xué)，就要求老師首先要從繁鎖的內(nèi)容中提取核心，以此幫助學(xué)生建立清晰的學(xué)科結(jié)構(gòu)，讓他們?cè)谟邢薜臅r(shí)間和精力條件下盡可能快和多的去掌握物理學(xué)的重點(diǎn).

2.高中物理教學(xué)現(xiàn)狀

經(jīng)過(guò)查閱大量資料得知，

(1)學(xué)生對(duì)于學(xué)科的認(rèn)識(shí)不足.高中物理學(xué)習(xí)比較抽象，表象學(xué)習(xí)不容易啟發(fā)科學(xué)思維，這就需要通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐——做實(shí)驗(yàn)來(lái)使抽象的公式定理通過(guò)現(xiàn)象來(lái)提高學(xué)生興趣；

(2)實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)絕大部分學(xué)生認(rèn)為做實(shí)驗(yàn)就是好玩，只是去追求趣味性，操作過(guò)程粗心大意，有些還胡亂拼湊實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，因此忽略了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和結(jié)論；

(3)教學(xué)模式老套，有些老師思想觀念比較落后，對(duì)物理學(xué)科的重視程度不夠，往往采用蒙氏教育達(dá)到教學(xué)目的而忽略學(xué)生能力的培養(yǎng).

因此，找到學(xué)科的核心內(nèi)容，是現(xiàn)在的重點(diǎn).哪些內(nèi)容是高中物理電磁學(xué)的核心內(nèi)容呢，接下來(lái)將進(jìn)行探討.

二、研究綜述

電磁學(xué)絕大部分研究是源于生活化的物理實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā).在物理教學(xué)中，物理實(shí)驗(yàn)是增多學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)的一個(gè)重要手段.

1.電磁學(xué)的主要內(nèi)容

在人教版書(shū)本中涉及到電磁學(xué)的一共包含四個(gè)模塊，經(jīng)過(guò)多年的實(shí)際教學(xué)實(shí)踐，四個(gè)模塊含有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容卻是基本相同的，含電磁感應(yīng)、恒定電流和磁學(xué)實(shí)驗(yàn)等.而電磁學(xué)就涵蓋靜電場(chǎng)、恒定電流、磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)、交變電流、傳感器還有電磁波等七個(gè)方面.每個(gè)內(nèi)容之間有著緊密聯(lián)系又相互影響.結(jié)合教學(xué)階段的實(shí)際需求，課本的不同章節(jié)分別有老師演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生組合實(shí)驗(yàn)等分別闡釋相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，盡可能高的提升學(xué)科有效性，讓學(xué)生深度理解課本知識(shí).

2.體現(xiàn)課程的基礎(chǔ)性

相比中學(xué)物理，高中物理涵蓋內(nèi)容面更大，內(nèi)容也會(huì)更復(fù)雜，當(dāng)然難度也增大.為了能讓學(xué)生保障到對(duì)這門學(xué)科的興趣，為了讓學(xué)生看到學(xué)科的價(jià)值，體會(huì)學(xué)科的奧妙之處，要在教學(xué)時(shí)把保證學(xué)生自信心考慮進(jìn)去，除此之外別把難以理解的知識(shí)點(diǎn)放到簡(jiǎn)單的前面去教授，容易打擊到學(xué)生的積極性，因此注意難度的循序漸進(jìn)，提升對(duì)該學(xué)科的興趣從而感受物理與社會(huì)發(fā)展的聯(lián)系.

3.探究核心內(nèi)容

針對(duì)電磁學(xué)含有的七大內(nèi)容，內(nèi)容量很大，需要達(dá)到的知識(shí)技能目標(biāo)也處于較高水平，在電磁學(xué)教學(xué)中需要花費(fèi)大量精力去探究核心內(nèi)容.

老師帶領(lǐng)和指導(dǎo)學(xué)生從物理概念的構(gòu)建到物理規(guī)律的總結(jié)形成過(guò)程，是目前發(fā)展科學(xué)思維的首要途徑.在電磁學(xué)中，接觸勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)等概念就要學(xué)生去構(gòu)思模型，讓他們深刻了解這些模型的使用范圍并且可以熟練地運(yùn)用到之前接觸的概念.例如，在“法拉第電磁感應(yīng)”的教學(xué)中，一般學(xué)生會(huì)按照老式思維用導(dǎo)體棒去切割磁感線，也就是書(shū)上的“動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)”和“感生電動(dòng)勢(shì)”，這樣就會(huì)發(fā)現(xiàn)不能找到進(jìn)展，因此引起到學(xué)生的認(rèn)知層面，引發(fā)沖突，此刻就可以多引導(dǎo)去構(gòu)建物理模型，把法拉第圓盤(pán)切分成不可計(jì)數(shù)的導(dǎo)體棒，然后利用微等效思想分析產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的原因，再去推出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)公式.

(1)磁現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用

高中物理教材中，針對(duì)磁現(xiàn)象在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用，只集中在一小部分.通過(guò)列舉生活中“磁”的相關(guān)應(yīng)用，磁帶、磁卡等裝置，提升學(xué)生對(duì)物理學(xué)科在生產(chǎn)生活中扮演角色的認(rèn)知.更要讓他們體會(huì)理解到物理知識(shí)在人類社會(huì)進(jìn)步進(jìn)程中所發(fā)揮出的無(wú)可替代的作用.磁應(yīng)用中例如指南針的使用，小到野外探險(xiǎn)，家庭外出旅行，大到飛機(jī)和輪船的出行等都有著重要且不能替代的作用，讓學(xué)生感受認(rèn)識(shí)到科技發(fā)展對(duì)社會(huì)生活發(fā)展的影響.

(2)判斷通電磁導(dǎo)線和通電線圈周圍的方向

磁場(chǎng)，這個(gè)看不見(jiàn)又摸不著但實(shí)際客觀存在的物質(zhì)，可能有些學(xué)生在一些學(xué)術(shù)性文章里見(jiàn)到過(guò)相關(guān)說(shuō)法，但在學(xué)習(xí)之前肯定對(duì)此概念的理解有偏差.雖然之前會(huì)有電場(chǎng)、重力場(chǎng)的學(xué)習(xí)，實(shí)際物質(zhì)觀念之間還是存在很大差異.

中學(xué)物理中有接觸到奧斯特實(shí)驗(yàn)，電流的周圍會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，還在當(dāng)時(shí)階段學(xué)習(xí)到安培定則用以判斷磁場(chǎng)方向，但由于當(dāng)時(shí)固有思維教授和學(xué)習(xí)的缺點(diǎn)，學(xué)生會(huì)對(duì)該物質(zhì)觀念的理解存有欠缺，通過(guò)學(xué)生在當(dāng)前階段的獨(dú)立操作去加深電和磁之間的聯(lián)系，加深對(duì)物理概念的理解.

(3)磁通量和磁感應(yīng)強(qiáng)度的教學(xué)分析

磁通量和磁感應(yīng)強(qiáng)度是電磁學(xué)中兩個(gè)重要概念，磁感應(yīng)強(qiáng)度和電場(chǎng)強(qiáng)度是兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的概念，在中學(xué)階段已有一些接觸和認(rèn)識(shí)，而磁通量這個(gè)概念是在高中物理學(xué)科才涉及，這一概念提出后對(duì)電磁感應(yīng)定義又進(jìn)行重新修改，更加體現(xiàn)磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁通量之間的聯(lián)系.老師也要結(jié)合教材進(jìn)行具體有針對(duì)性的教學(xué)設(shè)計(jì).

(4)通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)安培力和洛倫茲力

“安培力”主要集中在教材的第二小節(jié)，安培力是把通電的金屬桿以適當(dāng)角度放置在磁場(chǎng)中，能看到金屬桿的運(yùn)動(dòng).因此在進(jìn)行此階段教學(xué)時(shí)，適當(dāng)設(shè)計(jì)部分實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生來(lái)觀察，這樣的話，概念就會(huì)變得很好理解；“洛倫茲力”主要集中在教材的第四小節(jié)，教材中是安排利用陰極射線管試驗(yàn)把該力的效果顯現(xiàn)出來(lái)，在兩極同時(shí)架上高壓電之后，便能看到旁邊的熒光屏上有一條亮線，此亮線就是電子打在熒光屏顯示出來(lái)的.通過(guò)把不可捕捉的細(xì)小微電荷顯示出來(lái)，再去觀察電荷在磁場(chǎng)中的受力情況就變得很明確了.

教材里寫(xiě)的通過(guò)安培力和洛倫茲力之間的聯(lián)系從理論層級(jí)采納數(shù)學(xué)推導(dǎo)的方法得來(lái)洛倫茲力的計(jì)算公式.

(5)認(rèn)識(shí)電磁現(xiàn)象在社會(huì)發(fā)展中的作用

新時(shí)代青年應(yīng)該都已經(jīng)意識(shí)到電磁與我們目前的生產(chǎn)生活和當(dāng)下科技創(chuàng)新有著密切聯(lián)系.學(xué)生在對(duì)這部分知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)和“了解”之后，可以對(duì)磁現(xiàn)象有基本解釋能力，當(dāng)然，有此能力也是為后來(lái)學(xué)習(xí)電磁感應(yīng)定律和楞次定律奠定基礎(chǔ).本階段中建議老師在教授過(guò)程中多體現(xiàn)相關(guān)研究成果以及形成的影響.

磁現(xiàn)象在古代就已經(jīng)發(fā)揮出極大作用，比如出航運(yùn)用指南針，飛鴿傳書(shū)等，而現(xiàn)在，磁現(xiàn)象在社會(huì)進(jìn)步方面也得到合理運(yùn)用，比如磁帶磁盤(pán)在生活中的娛樂(lè)作用、核磁共振在醫(yī)療方面的使用，都能體現(xiàn)出自然科技的力量.

因此，透過(guò)物理課程的結(jié)構(gòu)體系，磁場(chǎng)是高中物理電磁學(xué)的核心內(nèi)容，此外研究說(shuō)明還有靜電場(chǎng)、恒定電流和電磁感應(yīng)也歸為電磁學(xué)的核心內(nèi)容.

在物理學(xué)科中，不僅電磁學(xué)有核心內(nèi)容，力學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)和近代物理中都包含各有的核心內(nèi)容群，這些核心內(nèi)容群才構(gòu)成高中物理學(xué)科這個(gè)整體，是學(xué)校老師教授還有學(xué)生應(yīng)該學(xué)習(xí)的精髓.無(wú)論學(xué)生的學(xué)習(xí)生涯亦或是教師的教學(xué)過(guò)程，都要特別注意避免將注意力只集中在基礎(chǔ)知識(shí)或基本技能，而是應(yīng)該將學(xué)科核心內(nèi)容的探索深入到整個(gè)學(xué)習(xí)和教學(xué)過(guò)程當(dāng)中.學(xué)生意識(shí)到學(xué)科的核心內(nèi)容只能說(shuō)是基于已有的知識(shí)水平，通過(guò)創(chuàng)設(shè)一些問(wèn)題情境，去思考和總結(jié)核心內(nèi)容；而教師在制定教學(xué)目標(biāo)或教學(xué)內(nèi)容的時(shí)候，就應(yīng)當(dāng)綜合考慮學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)與核心內(nèi)容之間的區(qū)別與聯(lián)系，通過(guò)寓教于學(xué)進(jìn)行立體的教學(xué)設(shè)計(jì).