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期刊类别:纯教育、G4
国际标准刊号 ISSN 2095-3089
国内统一刊号 CN 15-1362/G4
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我刊投稿论文
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2019-12-03 | 所属栏目:我刊投稿论文 | 阅读次数:

作者:陈锦洪
  【摘要】对于人教版高中物理选修3-2第四章电磁感应的教学,通常是按章节进行教学,使得所学知识比较零散,不易形成系统的知识体系。笔者试图通过在课堂教学中渗透物理学史的教学,按照历史发展的时间顺序,理顺本章内容,帮助学生形成完整的知识体系,并能从电磁学发展的历史角度认识电磁学,从而渗透情感态度教育。
  【关键词】电磁感应  物理学史  情感态度
  【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2019)29-0165-02
  电磁感应历来是高考的重点考查对象,其中法拉第电磁感应定律和楞次定律是重点考察的内容。法拉第电磁感应定律往往在一些力电综合的大题中出现,而楞次定律往往以选择题出现,并且是学生难以理解的内容之一。这部分内容的掌握情况很大程度上决定了学生的最终成绩。如果能使学生认识到每一个科学难题的解决,都是前人坚持不懈的探索、反复的实验的成果,每一项成果都引发新一轮的技术革命,极大的提高生产力和生产效率,甚至成为人类发展史的里程碑。学生一旦认识到科学难题的解决对于人类发展的重要意义,引发了好奇心,启动“要学习、要了解”的内驱力,激发了兴趣,自然会提高教与学的效率。为此,笔者作了以下几个方面的尝试,效果颇好。
  一、引入物理学史,渗透情感,激发热情
  物理学史较之物理学的知识原理,具有直观性、趣味性的特点,易于理解,容易引起学生的好奇,激发进一步学习探讨的热情。把物理学史引入课堂,是引领学生由表及里、循序渐进走进物理世界的手段。
  比如1803年奥斯特受哲学家康德的影响,提出了“物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及我们所知道的各种其他现象的零散的罗列,我们将把整个宇宙纳在一个体系中”的观点。在往后的多年里,虽然奥斯特寻找电与磁相互联系的实验研究并未很快成功,但在1820年4月的一次讲演中,奇妙的事情发生了。奥斯特碰巧在南北向的导线下面放置了一枚小磁针,当导线通电时,小磁针居然转动了!随后的实验证明,电流的确能使磁针偏转,这就是著名的奥斯特实验。
  “奥斯特实验”过程生动有趣,以此引入电磁感应一章的学习,让学生体会到善于观察,善于捕捉一些不起眼的变化,说不定会是个科学界重大的新发现。学生很受启发,上实验课时观察更认真,操作、记录更规范,对自己的要求更高。
  奥斯特发现的电流的磁效应震动了整个科学界,它证实了电现象与磁现象是有联系的。有关电与磁关系的崭新研究领域展现在人们面前,激发了科学家们探索的热情,一个个的新发现不断涌现。受对称性思想的影响,法拉第认为:“既然电能生磁,那么磁也能生电”。于是他在1822年12月、1825年11月和1828年4月做了三次集中的实验研究,然而均以失败告终。多次失败后,在1831年8月29日,法拉第终于发现了电磁感应现象。寻找十年之久的“磁生电”的效应终于被发现。
  电磁感应现象的发现,说明成功属于坚持不懈的有心人!通过这个事例可以教育学生,没有人能随随便便成功,努力不一定成功,但不努力,则肯定不会成功。这在很大程度上消除了学生对物理学习的畏难情绪,端正了学习的态度,学习的积极性得到了很大的提高。
  二、以实验为抓手,培养能力,促其发展
  观察是发现、分析、创新的前提,物理实验在利用学生易好奇与爱模仿的特点,引导学生观察、发现、归纳、分析、探究,促进了创新能力的发展。
  从法拉第发现电磁感应现象出发,引导学生学习第二节《探究感应电流的产生条件》。通过演示向线圈中插入磁铁,把磁铁从线圈中抽出,让学生观察在磁极插入、抽出和停留在线圈中三种情况下电流表指针的运动情况,让学生总结产生感应电流的条件。体验科学探索的过程是枯燥的,需要我们发挥主观能动性,克服惰性勇于攀登科学的巅峰。然后通过模仿法拉第的实验,用电磁铁替代永磁体,通过改变开关的通断和改变励磁线圈中的电流,观察另一线圈中是否有感应电流,总结出产生感应电流的条件。接着分析论证以上两个实验的结论,寻找磁通量变化和电路闭合这两个共同点,从而得到产生感应电流的条件。并在该堂的小结中指出这节课解决了产生感应电流的条件这一问题。实验的过程,也就是学生观察、发现、归纳等能力得到落实的过程。
  第三节《楞次定律》的教学中,通过分析上述实验中线圈内磁通量的变化时原磁场方向、感应电流方向和感应电流的磁场方向的关系,总结出:当线圈内磁通量增加时,感应电流的磁场阻碍磁通量的增加;当线圈内磁通量减少时,感应电流的磁场阻碍磁通量的减少。借机引导能否有更简洁的表述呢?学生充分思考、讨论后介绍1834年俄国物理学家楞次发现的楞次定律,解决了感应电流的方向问题。整节课围绕着磁通量变产生感应电流,感应电流产生磁场,感应电流的磁场阻碍引起感應电流的磁通量的变化展开。通过实验,引发了学生探究的兴趣,培养了学生理论联系实践的科研态度,培养了学生主动探索、思考、解决问题的能力。
  三、理顺教材思路,构建体系,形成系统
  物理学科有必要构建一个符合教学需要的知识系统,通过系统化的物理知识,实现知识体系的构建。因此,理顺教材体系的编写思路,按照事件发生的时间顺序,遵循由易到难的原则,既照顾学生的接受心理,又使知识板块形成一个完整的体系,是物理教学的重要手段。
  “电磁感应”第一节《划时代的发现》,介绍人类发现电生磁、引发科学家们研究磁生电出发,,引导学生思考产生感应电流的条件。第二节《探究感应电流的产生条件》,通过对两个实验的观察、分析、总结出产生感应电流的条件。第三节《楞次定律》在分析第二节两个实验的基础上解决感应电流的方向问题。第四节《法拉第电磁感应定律》通过有电流必有电动势的观点出发,引出感应电动势的概念,并进一步指出:纽曼、韦伯在对理论和实验资料进行严格的分析后于1854年和1846年先后提出被后人称为法拉第电磁感应定律,解决了感应电动势的大小问题。第五节《电磁感应现象的两类情况》从理论上说明了产生感生电动势的非静电力是感生电场对自由电荷的作用;产生动生电动势的非静电力与洛伦兹力有关。将感应电动势与恒定电路中所学的电动势统一起来。第六节《互感和自感》介绍了两种电磁感应现象,并通过实验得出通电自感和断电自感的规律。从能量转化的角度阐述了电磁感应现象中的能量转化问题,使学生认识到电磁感应现象并没有违反能量守恒定律。第七节《涡流、电磁阻尼和电磁驱动》从应用的角度提出如何减少涡流和应用涡流,如将变压器的铁芯做成相互绝缘的硅钢片叠合而成以减少涡流;如探雷器、金属探测器、安检门等利用涡流工作。电磁阻尼用于在运输的过程中保护微安表的表头,交流感应电动机利用电磁驱动的原理工作,不再像直流发电机那样利用刷子和滑环接触的方式将产生的感应电动势引出,提高了输出电压。通过每节课,课前回顾历史,课后总结解决的问题,帮助学生形成系统的知识,同时了解人类科学的发展不是一蹴而就的,需要通过每一代人坚持不懈的奋斗才有美好的明天。
  通过以电磁学发展历史为引子,充分利用演示实验,引导学生养成仔细观察、认真分析、推理,形成良好的学习习惯。从而使学生对学习物理产生了较为浓厚的兴趣,尤其是电磁感应这一章学习之后,使学生对物理学科有了一定的认识,他们开始主动地、有意识地去关注一些物理学的发展史。
   参考文献:
  [1]郭奕玲、沈慧君,物理学史,清华大学出版社,2005年8月
  作者简介:
  陈锦洪(1976.3-);男;汉族;广东江门人;本科;中学一级教师;研究方向:课堂教学研究。


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