高中物理磁場教學(xué)中情境教學(xué)的有效運(yùn)用

沈 云

(江蘇省外國語學(xué)校,江蘇 蘇州 215104)

高中物理磁場板塊的教學(xué)被視為教學(xué)活動中的難點(diǎn).一方面,其知識結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,學(xué)生需要掌握基礎(chǔ)概念、定理與算法等知識;另一方面,高中物理磁場教學(xué)中涉及多元抽象概念,如磁感線、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量等,學(xué)生難以整合磁場的有關(guān)知識.基于情境教學(xué)視角引導(dǎo)學(xué)生整合高中物理磁場知識,完成從具象到抽象的思維過渡,必須積極創(chuàng)新高中物理磁場教學(xué)方案.整合物理知識,展開探究學(xué)習(xí),以此來提升高中生的物理學(xué)習(xí)能力.

1 高中物理磁場教學(xué)的難點(diǎn)分析

1.1 知識點(diǎn)構(gòu)成較為復(fù)雜

物理是反映生活中的客觀物質(zhì)科學(xué)的教育學(xué)科,其以唯物主義思想為核心,強(qiáng)調(diào)學(xué)生對于物理知識的整合、應(yīng)用,關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)能力與物理素養(yǎng)的綜合發(fā)展.在指導(dǎo)高中生學(xué)習(xí)磁場知識的過程中,必須強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)物理概念的講解,消除學(xué)生的知識盲區(qū).但從教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行分析,復(fù)雜的知識點(diǎn)已經(jīng)影響了學(xué)生的物理學(xué)習(xí)效率[1].首先,高中物理磁場板塊中的相關(guān)概念帶有抽象性特點(diǎn),如對于“磁感線”這一概念的解讀,其在物理圖示資源當(dāng)中有著特定的表示方法,但并不存在于真實(shí)的物理磁場當(dāng)中,學(xué)生很難理解.其次,部分物理概念具有混淆性,學(xué)生難以掌握.如對于“磁感應(yīng)強(qiáng)度”與“磁通量”的學(xué)習(xí),學(xué)生在理解相關(guān)概念的過程中可能會表現(xiàn)出“望文生義”的問題,忽視物理概念的內(nèi)在本質(zhì).

1.2 物理知識較為抽象

針對高中物理磁場知識落實(shí)有效教學(xué),必須將抽象的物理知識轉(zhuǎn)化為直觀的學(xué)習(xí)資源,引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)化思維,以此來提升高中生的物理學(xué)習(xí)能力.對于以抽象性為特點(diǎn)的高中物理磁場知識來說,其知識構(gòu)成在無形中加大了學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力.首先,高中物理課堂中的有關(guān)概念以“圖示+文字+符號”的形式進(jìn)行表示,學(xué)生難以整合相關(guān)知識點(diǎn),在理解的過程中,直觀敘述較為復(fù)雜,學(xué)生的學(xué)習(xí)效率無法得到保障.其次,部分物理概念、定理成型于漫長的物理探究當(dāng)中,知識結(jié)構(gòu)較為繁瑣,如高中物理磁場教學(xué)中“奧斯特實(shí)驗(yàn)”的學(xué)習(xí),其同步導(dǎo)入了電流、磁場等概念,教學(xué)要求較為復(fù)雜.當(dāng)多個抽象的物理概念融為一體,如何引導(dǎo)學(xué)生展開物理學(xué)習(xí)活動,這一問題需要教師積極解決.

2 高中物理磁場教學(xué)中情境教學(xué)的應(yīng)用策略

2.1 結(jié)合情境講解基礎(chǔ)物理概念

認(rèn)知并應(yīng)用基礎(chǔ)概念,這是引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用、整合學(xué)科知識的基本前提條件.在針對高中物理磁場知識展開教學(xué)活動的過程中,教師可以利用現(xiàn)實(shí)情境導(dǎo)入學(xué)科探究問題,將物理學(xué)科中的關(guān)鍵知識與教學(xué)要求結(jié)合起來,以此來提升高中生的物理學(xué)習(xí)熱情.在教學(xué)活動中,教師應(yīng)該嘗試基于物理探究、學(xué)生互動的多元視角展開教學(xué)工作,鼓勵學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中提出問題,展開互動交流,依靠情境教學(xué)理念解決物理課程中的基礎(chǔ)問題,引導(dǎo)高中生主動挖掘物理概念.

以高中物理磁場教學(xué)中“磁體”的有關(guān)知識為例.學(xué)生無法理解磁體的有關(guān)概念,對于物理知識的認(rèn)識不夠全面.針對基礎(chǔ)的物理概念,便可以通過情境教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考,在情境互動中增強(qiáng)物理教學(xué)活動的趣味性.如下列情境問題所示:

某探險小隊(duì)在野外迷了路,手中的裝備已經(jīng)遺失,現(xiàn)在只剩下一個指南針,小隊(duì)需要向南方行走以回到正確的道路上.在使用指南針之后,探險隊(duì)決定按照指南針上“N”所指的方向前進(jìn),思考一下,他們所選擇的方向正確嗎?

在提出情境問題之后,結(jié)合情境引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究.首先,思考指南針上“N”的含義,嘗試探究“N”所代表的方向;其次,對有關(guān)物理知識進(jìn)行探究,在要求學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)的同時,圍繞著教材知識引導(dǎo)學(xué)生分析“磁體”的有關(guān)概念,從磁體對金屬的吸引作用、磁體與指南針的設(shè)計(jì)等角度入手,組織學(xué)生展開物理學(xué)習(xí),降低學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力.在講解“磁體”概念的過程中,結(jié)合學(xué)生所掌握的學(xué)習(xí)成果來深化學(xué)習(xí)問題:指南針上的“N”代表“北”,為何能夠用來表示南方?此時,引導(dǎo)學(xué)生利用思維導(dǎo)圖辨析相關(guān)物理概念,針對“地磁磁極”與“地理方向”展開物理探究活動:地磁的北方位于地理的南方,而地磁的南方則位于地理的北方.配合情境中的相關(guān)問題、教材中的科學(xué)概念,引導(dǎo)學(xué)生去推導(dǎo)復(fù)雜的物理知識.在情境的帶動下,將物理知識與現(xiàn)實(shí)情境結(jié)合起來,促使學(xué)生生成物理學(xué)習(xí)興趣.

2.2 結(jié)合情境導(dǎo)入實(shí)踐教學(xué)任務(wù)

情境可以將物理問題以更為自然的方式帶入課堂當(dāng)中,進(jìn)而驅(qū)動學(xué)生展開交流、學(xué)習(xí),并賦予學(xué)生思考的能力[2].基于情境教學(xué)優(yōu)化高中物理磁場教學(xué)模式,可以嘗試?yán)们榫抽_發(fā)物理實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)過程中導(dǎo)入思考問題.在結(jié)合情境開展教學(xué)活動的過程中,教師要重視學(xué)生的實(shí)踐學(xué)習(xí)與自主體驗(yàn),引導(dǎo)學(xué)生配合情境挖掘物理問題,整合復(fù)雜的物理知識.從知識應(yīng)用、學(xué)生探究、結(jié)論歸納等角度入手實(shí)施教學(xué)活動,以此來營造更為開放的教學(xué)氛圍.

以高中物理磁場教學(xué)中“磁場”的有關(guān)教學(xué)為例,學(xué)生需要掌握兩大物理知識:一方面,解讀磁場的有關(guān)概念,消除學(xué)習(xí)盲區(qū);另一方面,對磁場中的有關(guān)知識進(jìn)行應(yīng)用,結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活展開物理探究.如對于高中物理磁場教學(xué)中“磁體的磁場”的判斷,教師可以利用生活情境來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí).在課堂上,以展出隨堂實(shí)驗(yàn)的方式導(dǎo)入物理問題:準(zhǔn)備鐵屑、橢圓形磁鐵等材料,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué).將鐵屑均勻鋪灑在白紙上,隨后利用磁鐵進(jìn)行實(shí)驗(yàn):將磁鐵放置到白紙上,鐵屑的分布狀態(tài)會呈現(xiàn)出怎樣的變化特點(diǎn)?在要求學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)的同時,對教材中的物理概念進(jìn)行講解.在隨后的教學(xué)活動中,針對“磁場方向”的有關(guān)問題設(shè)計(jì)情境教學(xué)模式.教師可以嘗試將教學(xué)活動劃分為知識應(yīng)用、學(xué)生繪圖、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)三個板塊.在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)活動之前,引導(dǎo)學(xué)生對可能出現(xiàn)的物理現(xiàn)象提出物理假設(shè).隨后,根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生展開繪圖活動:將鐵屑的分布特點(diǎn)以繪圖的形式記錄下來,圍繞著鐵屑與磁場之間的關(guān)系展開互動.在情境教學(xué)視角下解決問題,要強(qiáng)調(diào)問題的轉(zhuǎn)化:鐵屑的分布并沒有呈現(xiàn)出“平均分布”特點(diǎn),反而是越靠近磁鐵的位置鐵屑越密集,這是為什么?在提出問題之后,導(dǎo)入磁感線的相關(guān)概念.應(yīng)用物理情境帶入思考問題,有助于學(xué)生展開更為高效的物理學(xué)習(xí).

2.3 結(jié)合情境解決物理學(xué)習(xí)問題

在高中物理磁場教學(xué)中,部分物理知識、概念的形成與人類科學(xué)的發(fā)展歷程息息相關(guān).尊重物理學(xué)科本身的科學(xué)性特點(diǎn),通過情境導(dǎo)入設(shè)計(jì)知識應(yīng)用、學(xué)生探究、交流互動于一體的教學(xué)模式,有助于高中生深度掌握物理知識.在積極發(fā)展學(xué)生的物理學(xué)科素養(yǎng)的過程中,教師應(yīng)該嘗試結(jié)合相關(guān)定理導(dǎo)入情境,以情境資源驅(qū)動高中生展開高效學(xué)習(xí),挖掘物理知識,從而幫助學(xué)生認(rèn)知物理知識.

以高中物理磁場教學(xué)中“磁場方向”的教學(xué)為例,判斷磁場方向是解決物理問題的基本前提條件,但在高中物理教學(xué)活動中,學(xué)生對于磁場知識的認(rèn)識各不相同.為了幫助學(xué)生認(rèn)識到物理概念的特殊性,便可以借由各類實(shí)踐工具來帶入情境,引導(dǎo)學(xué)生探究物理知識[3].如對于電流磁場的判斷,可以利用情境引導(dǎo)學(xué)生展開互動學(xué)習(xí),掌握其中的科學(xué)原理.如下列問題所示:

某工廠需要對電路進(jìn)行改造,在電路中加入抗電磁干擾系統(tǒng).已知電路中包含長度為5米的通電螺線管和周長為2米的大型的環(huán)形電圈.為取得最好的抗磁效果,需要判斷磁場的方向,應(yīng)該如何進(jìn)行判定?

在導(dǎo)入教學(xué)任務(wù)之后,為學(xué)生提供通電螺線管和環(huán)形電圈等材料,并為學(xué)生提供可用于磁場方向判斷的示意圖,引導(dǎo)學(xué)生展開探究,嘗試說明電流方向與磁場方向之間的關(guān)系.在互動情境中,基于“電流方向”“磁場方向”為學(xué)生設(shè)計(jì)情境互動任務(wù):在不同的導(dǎo)電系統(tǒng)當(dāng)中,當(dāng)電流的方向發(fā)生了變化,磁場的方向是否也會發(fā)生變化?基于互動情境賦予學(xué)生探究的機(jī)會,可以讓學(xué)生認(rèn)識到物理教學(xué)當(dāng)中的科學(xué)定理,主動對其進(jìn)行應(yīng)用,以此來提升學(xué)生的物理學(xué)習(xí)效率.

2.4 結(jié)合情境開展物理實(shí)驗(yàn)活動

情境教學(xué)具有體驗(yàn)性、交互性特點(diǎn).在高中物理教學(xué)活動中應(yīng)用情境教學(xué)理念,教師可以嘗試將物理知識應(yīng)用到互動情境當(dāng)中,在情境中引導(dǎo)學(xué)生挖掘物理知識,提升學(xué)生的物理應(yīng)用能力.對比以往的物理教學(xué)方案,實(shí)驗(yàn)視角下的情境教學(xué)將物理知識與現(xiàn)實(shí)操作過程結(jié)合起來,有助于學(xué)生在直觀材料的帶動下整合物理知識.

以高中物理磁場教學(xué)中“磁感應(yīng)強(qiáng)度”的有關(guān)教學(xué)為例,可以結(jié)合情境教學(xué)為學(xué)生導(dǎo)入物理實(shí)驗(yàn).在實(shí)驗(yàn)過程中引導(dǎo)學(xué)生探究物理知識,將生活情境帶入課堂當(dāng)中,降低學(xué)生的物理學(xué)習(xí)壓力[4].首先,教師為學(xué)生講解基礎(chǔ)物理知識,對“磁感應(yīng)強(qiáng)度”的概念進(jìn)行說明;其次,教師在課堂上開發(fā)物理情境,以學(xué)習(xí)“磁感應(yīng)強(qiáng)度”的有關(guān)概念為任務(wù),導(dǎo)入物理探究活動:“電生磁”是一種常見的物理現(xiàn)象,當(dāng)電流通過不同直徑的導(dǎo)線時,其所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度會發(fā)生怎樣的變化?在提出互動問題之后,引導(dǎo)學(xué)生展開物理學(xué)習(xí)活動.在隨后的教學(xué)指導(dǎo)環(huán)節(jié),繼續(xù)對學(xué)生提出物理學(xué)習(xí)問題:嘗試以高壓線、小汽車玩具當(dāng)中的導(dǎo)線為對象,計(jì)算其中的磁感應(yīng)強(qiáng)度.在教學(xué)活動中,要求學(xué)生以情境設(shè)計(jì)物理實(shí)驗(yàn):通過“鐵屑與磁場”的相互吸引這一現(xiàn)象,來證明磁場的存在.在后續(xù)的物理教學(xué)活動中,則要求學(xué)生以自由發(fā)言為核心,結(jié)合對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)情境說明影響磁感應(yīng)強(qiáng)度的物理量.當(dāng)學(xué)生整合物理知識之后,繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生開發(fā)多元化物理情境:當(dāng)電流強(qiáng)度、導(dǎo)線長度與導(dǎo)線直徑發(fā)生變化時,有哪些因素會影響磁感應(yīng)強(qiáng)度?整合物理問題,在情境中互動,引導(dǎo)學(xué)生展開多元化學(xué)習(xí)活動.

3 結(jié)束語

情境教學(xué)是幫助學(xué)生掌握復(fù)雜概念與物理知識的有效方法.在高中物理教學(xué)活動中應(yīng)用情境教學(xué)理念展開教學(xué)活動,教師應(yīng)該基于知識應(yīng)用、學(xué)科探究的多元視角引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí).挖掘物理知識,在教學(xué)活動中整合物理資源,以此來優(yōu)化高中物理教學(xué),依靠情境的體驗(yàn)、交互功能創(chuàng)新教學(xué)模式.