高中物理中電磁感應(yīng)的教學(xué)研究

王 輝

(河北省張家口市第一中學(xué) 075000)

電磁感應(yīng)現(xiàn)象就是利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象，屬于高中物理知識(shí)體系中的關(guān)鍵構(gòu)成部分，不僅理論知識(shí)較多，還搭配有不少實(shí)驗(yàn)，目的是通過(guò)實(shí)驗(yàn)將抽象的電磁感應(yīng)原理概括出來(lái).高中物理教師應(yīng)堅(jiān)持理論與實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合的教學(xué)原則，通過(guò)一系列教學(xué)舉措提升學(xué)生參與學(xué)習(xí)的自主性與積極性，讓他們深入探索電磁感應(yīng)的奧秘，使其深化認(rèn)知電磁感應(yīng)知識(shí).

一、做好新課導(dǎo)入工作，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

在高中物理電磁感應(yīng)教學(xué)中，由于該部分知識(shí)內(nèi)容相對(duì)抽象，雖然在現(xiàn)實(shí)生活中也有存在，不過(guò)很多學(xué)生都不易理解，這就導(dǎo)致他們學(xué)習(xí)興趣一般.因此，高中物理教師在電磁感應(yīng)教學(xué)中，首要任務(wù)是在一節(jié)課的教學(xué)中做好導(dǎo)入工作，盡可能利用一些有趣或生活中的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，由此揭示新課主題，激起學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)的興趣，讓他們表現(xiàn)的更為積極.

在進(jìn)行“磁場(chǎng) 磁感線”教學(xué)時(shí)，教師談話導(dǎo)入：我國(guó)古代對(duì)磁最早的應(yīng)用是什么？日常生活中有哪些是磁知識(shí)的運(yùn)用？在學(xué)生討論的同時(shí)，課件中同步展示司南、指南針、磁懸浮列車、喇叭和螺絲刀等圖片，使其意識(shí)到磁在生活中的廣泛運(yùn)用，并帶領(lǐng)他們回憶磁性、磁體、磁極、磁化、消磁、磁性材料及磁體間的相互作用等知識(shí).接著，教師設(shè)疑：電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象間的相似是偶然的嗎？那些磁化現(xiàn)象又說(shuō)明什么？電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象存在某種聯(lián)系嗎？順利引出本節(jié)課的知識(shí)，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行奧斯特實(shí)驗(yàn)，他們發(fā)現(xiàn)通電時(shí)小磁針會(huì)發(fā)生偏移，斷電時(shí)小磁針轉(zhuǎn)回到指南北的方向，使其得出結(jié)論：通電直導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng).

上述案例，教師通過(guò)列舉磁現(xiàn)象在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用，讓學(xué)生初步了解磁現(xiàn)象，利用常見(jiàn)的生活現(xiàn)象導(dǎo)入新課，激起他們的學(xué)習(xí)興趣與熱情，使其對(duì)新課充滿無(wú)限期待與渴望.

二、注重基礎(chǔ)知識(shí)講授，幫助學(xué)生扎實(shí)根基

物理是一門(mén)十分注重理論知識(shí)教學(xué)的科目，高中生雖然經(jīng)歷初中物理知識(shí)的學(xué)習(xí)，但是了解的電場(chǎng)知識(shí)有限，他們?cè)趯W(xué)習(xí)電磁感應(yīng)知識(shí)時(shí)仍困難重重.在高中電磁感應(yīng)教學(xué)中，因?yàn)橹R(shí)難度較大，要想幫助學(xué)生全面掌握該部分知識(shí)很難一蹴而就，教師需堅(jiān)持循序漸進(jìn)的原則，注重基礎(chǔ)知識(shí)的講授，帶領(lǐng)他們“細(xì)嚼慢咽”，使其更加容易消化，從而扎實(shí)根基.

例如，在開(kāi)展“電磁振蕩”教學(xué)時(shí)，教師先播放天宮一號(hào)發(fā)射的畫(huà)面，講述：天宮一號(hào)飛入太空以后，人們是如何知道它到達(dá)預(yù)定地點(diǎn)的？學(xué)生知道是無(wú)線電波，指出：無(wú)線電廣播、電視、人造衛(wèi)星、導(dǎo)彈、宇宙飛船等，傳遞信息時(shí)都要用到電磁波，那么電磁波是什么？怎樣產(chǎn)生的？有什么性質(zhì)？怎樣傳遞信號(hào)？使其發(fā)現(xiàn)與個(gè)人認(rèn)知存在沖突，由此揭示新課主題.接著，教師通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示搭配電腦模擬的方式呈現(xiàn)LC振蕩電路，簡(jiǎn)單介紹這一裝置，及電流表與電壓表的作用，然后操作實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生觀察電流表、電壓表的指針變化情況，使他們歸納出三個(gè)現(xiàn)象，得出結(jié)論：當(dāng)電容器充電后能夠產(chǎn)生周期性變化的電流.

針對(duì)上述案例，教師高度重視有關(guān)電磁振蕩的基礎(chǔ)性知識(shí)講授，幫助學(xué)生牢固記憶與深刻掌握，讓他們認(rèn)識(shí)LC回路產(chǎn)生電磁振蕩的現(xiàn)象，了解LC回路工作電流、電量變化的規(guī)律.

三、發(fā)揮問(wèn)題導(dǎo)向功效，激活學(xué)生物理思維

電磁感應(yīng)知識(shí)對(duì)于高中生來(lái)說(shuō)較為陌生，他們?cè)谡n堂上往往表現(xiàn)的不夠活躍，再加上學(xué)習(xí)任務(wù)繁重和較大的升學(xué)壓力，思維也顯得較為僵硬，不利于電磁感應(yīng)知識(shí)的學(xué)習(xí)與掌握.對(duì)此，高中物理教師在具體的電磁感應(yīng)教學(xué)中，應(yīng)極力發(fā)揮出問(wèn)題導(dǎo)向的功效，根據(jù)課本知識(shí)巧妙設(shè)置一系列問(wèn)題，啟發(fā)學(xué)生有針對(duì)性的思考、交流與討論，激活他們的物理思維.

以“磁感應(yīng)強(qiáng)度”教學(xué)為例，教師先演示實(shí)驗(yàn)：用不同磁鐵吸引起同一重物，讓學(xué)生感受到磁場(chǎng)有強(qiáng)弱之分；然后演示實(shí)驗(yàn)：磁場(chǎng)中小磁針位置不同、指向不同，使其意識(shí)到磁場(chǎng)是有方向的，提出問(wèn)題：如何描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱與方向？他們知道是磁感線.接著，教師繼續(xù)提問(wèn)：如何用磁感線描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向？學(xué)生討論后知用疏密程度描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱，用切線方向描述磁場(chǎng)方向，即小磁針靜止時(shí)北極的指向描述方向，追問(wèn)：電場(chǎng)除用電場(chǎng)線描述外，還可用哪個(gè)量來(lái)描述？組織他們分析后得知既然電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向可用電場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)描述，那么類似磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向也可用一個(gè)物理量來(lái)描述，使其得出這個(gè)量就是磁感應(yīng)強(qiáng)度.

如此，教師充分發(fā)揮出問(wèn)題導(dǎo)向的功效，通過(guò)層層設(shè)問(wèn)激活學(xué)生的物理思維，使其思維始終處于活躍狀態(tài)，且同學(xué)間的思維發(fā)生碰撞與交流，讓他們用類比的方法學(xué)會(huì)知識(shí)遷移.

四、開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂，學(xué)生親身參與實(shí)踐

隨著新課標(biāo)的實(shí)施，大力倡導(dǎo)開(kāi)放式課堂的設(shè)計(jì)，打造一個(gè)輕松自由的學(xué)習(xí)環(huán)境，將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，為其提供親身參與實(shí)踐的機(jī)會(huì)，訓(xùn)練他們的動(dòng)手操作能力.在高中物理電磁感應(yīng)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是不可或缺的一部分，教師需設(shè)置開(kāi)放式的實(shí)驗(yàn)課堂，指導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手設(shè)計(jì)、操作與完成實(shí)驗(yàn)，輔助他們高效理解理論知識(shí)，使其形成完善的知識(shí)體系.

在實(shí)施“電磁感應(yīng)現(xiàn)象及應(yīng)用”教學(xué)時(shí)，教師設(shè)疑：磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是什么？鼓勵(lì)學(xué)生提出猜想，嘗試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，指導(dǎo)他們?cè)谛〗M內(nèi)操作：直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中導(dǎo)體不動(dòng)、向上、向下運(yùn)動(dòng)，或向左、向右運(yùn)動(dòng)，使其認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，概括導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況及表針的擺動(dòng)情況，從而發(fā)現(xiàn)閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中就有電流產(chǎn)生.之后，學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)：條形磁鐵插入(撥出)螺線管，同樣觀察現(xiàn)象與概括結(jié)果，使其得出無(wú)論是導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)，還是磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，只要導(dǎo)體和磁場(chǎng)之間發(fā)生切割磁感線的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，閉合電流中就有電流產(chǎn)生，隨后他們繼續(xù)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究電磁感應(yīng)產(chǎn)生的條件.

在上述案例中，教師構(gòu)建開(kāi)放式的實(shí)驗(yàn)課堂，引導(dǎo)學(xué)生圍繞磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件提出猜想，設(shè)計(jì)、操作以及完成實(shí)驗(yàn)，使其親身經(jīng)歷知識(shí)產(chǎn)生的過(guò)程，鍛煉他們的實(shí)踐能力.

五、設(shè)計(jì)電磁感應(yīng)練習(xí)，鍛煉學(xué)生解題能力

在高中電磁感應(yīng)教學(xué)過(guò)程中，當(dāng)完成課堂教學(xué)任務(wù)以后，教師需及時(shí)安排課后練習(xí)，通過(guò)做練習(xí)題的方式不僅檢測(cè)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，還能夠幫助他們查漏補(bǔ)缺，使其有針對(duì)的改正或加強(qiáng)學(xué)習(xí).所以，高中物理教師講授完電磁感應(yīng)中某一章節(jié)的知識(shí)以后，可以圍繞重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)設(shè)計(jì)習(xí)題訓(xùn)練，鍛煉學(xué)生的解題能力，促使他們進(jìn)一步鞏固學(xué)習(xí)成果.

在“電磁波譜”教學(xué)中，教師可設(shè)計(jì)以下練習(xí)題：下列各組電磁波，按波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短的正確排列是( ).

A.γ射線、紅外線、紫外線、可見(jiàn)光

B.紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、γ射線

C.可見(jiàn)光、紅外線、紫外線、γ射線

D.紫外線、可見(jiàn)光、紅外線、γ射線

在電磁波譜中，下列說(shuō)法正確的是( ).

A.各種電磁波有明顯的頻率和波長(zhǎng)區(qū)域界限

B.γ射線的頻率一定大于X射線的頻率

C.X射線的波長(zhǎng)有可能等于紫外線波長(zhǎng)

D.可見(jiàn)光波長(zhǎng)一定比無(wú)線電波的短

波長(zhǎng)為50 m～100 m的無(wú)線電波適宜通過(guò)電離層的反射向遠(yuǎn)處傳播，這些無(wú)線電波的頻率范圍是多大？若傳到相隔1500 km的遠(yuǎn)處至少需要多長(zhǎng)時(shí)間？等.

對(duì)于上述案例，教師講授完教材中的內(nèi)容之后，科學(xué)設(shè)計(jì)一系列練習(xí)題，以檢測(cè)學(xué)生對(duì)電磁波譜相關(guān)知識(shí)的理解、掌握與運(yùn)用情況，使其發(fā)現(xiàn)自身的不足，提升他們的解題水平.

在高中物理電磁感應(yīng)教學(xué)實(shí)踐中，教師需認(rèn)真研究該部分知識(shí)的特色，科學(xué)合理的制定教學(xué)規(guī)劃與方案，以引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣為前提，通過(guò)靈活多變的教學(xué)方式帶領(lǐng)他們學(xué)習(xí)理論知識(shí)、操作實(shí)驗(yàn)與習(xí)題訓(xùn)練，使其輕松掌握電磁感應(yīng)知識(shí).