提升物理教學品質要力避教學絕對化問題
——50個電學教學絕對化事例及簡析

(上海市徐匯區教師進修學院，上海 200032)

1 引言

筆者參與教學檢查或教學督導時，聽了一些“三電”類(電學、電工學、電子技術)課，閱讀相關的備課筆記(講義)后，筆者發現電學教學存在諸多問題，因以偏概全、一知半解或知識面不寬、學科專業的限制等而導致的教學絕對化是問題之一，其標志有：話說滿了、說過了，提煉、小結得不準確或理解有誤等.現將50個有關問題整理、簡析如下，供同仁參考.

2 電學教學絕對化事例及簡析

基于多年的聽課筆記和教學速寫等，筆者梳理出這份材料，它源于中等學校(中學、中專、職業學校和技校)的電學教學(家常課、研究課、拓展課或公開課、示范課等)，涉及各個層次的物理教師，具有一定的代表性.教學絕對化、教學細節有瑕疵是時下電學教學要注意避免的一類問題，這屬問題教學、缺陷教學或教學事故，當引起物理老師重視，并克服、消滅之，以有效提高物理教學水平和科學教育質量，助力學生全面發展.

(1)“兩個電中性的物體之間沒有電磁作用力.”

不然，兩個原子或非極性分子之間存在著電磁吸引力，即范德瓦爾夫力(一種分子力).該力形成的主因是一個分子(原子)變化的偶極矩在另一個分子(原子)里感應了偶極矩，然后這兩個偶極矩便相互作用，產生分子力.

(2)“發動機是機械能與電能相互轉換裝置的統稱.”

這有例外，如熱電子發動機(熱電子轉換器)是一種直接將熱能轉換成電能的裝置，它有兩個電極，一個被加熱到很高的溫度，使之成為熱電子的電子發射器，另一個作為電子吸收器，其工作溫度很低.該裝置又叫熱電子功率發生器或熱電子發生器.

(3)“根據矯頑力與用途，鐵氧體磁性材料有硬磁、軟磁和矩形材料之分.”

此外，根據矯頑力與用途劃分，鐵氧體磁性材料還有旋磁和壓磁材料等.

(4)“磁現象的電本質即所有磁現象均源于電流.”

廣而言之，物質的電屬性和磁屬性是相當、對等的，前者不比后者更基本.從微觀角度分析，粒子(物質的一種)的電荷與磁矩都是它們的基本性質，彼此獨立，不能說哪個更本質、更基礎.所以，“磁現象的電本質”之類的說法擬不用，以免給學生不準確的概念.

(5)“物質導電的原因是電子的運動.”

其實，物質導電有電子型和離子型兩種，導電物質分為電子型導體和離子型導體等.電子型導體依靠電子與空穴導電，離子型導體則僅依靠離子導電.

(6)“地表附近的電磁波傳播依靠天波、地波和電離層的反射.”

此外，散射傳播也是地表附近電磁波傳播的一種方式，這是遠超過視線距離的電磁波傳播方法，屬超地平線傳播.它利用高功率、大發射天線將信號向上射入大氣層，再利用相似的大接受天線拾取由大氣層散射的一部分信號而工作，這種傳播又叫前向散射傳播.

(7)“無線電波的傳播方式有地面反射、空中直射和電離層反射.”

此外，無線電波傳播方式還有地面波反射、前向散射傳播等方式，地面波反射的信號很弱，一般不采用了.

(8)“硅鐵合金是變壓器里常見的硅鋼.”

硅鋼只是一種硅鐵合金，硅鋼里硅含量通常不大于5.5%.如硅鐵合金中硅含量很大，它是高硅生鐵(淺灰色、細晶粒)，不屬硅鋼(硅鋼是一種特定的硅鐵合金，其硅含量有一定的范圍和要求，即硅含量應在0.5%—5.5%；一般的硅鐵合金硅含量在15%—95%，這是粗制鐵合金，多用于煉鋼，它不是硅鋼).

(9)“整流器是一類常用的固體電子元件.”

整流器也有非固體的，膠質整流器就是其中一種.它具有懸浮在液體中的膠質顆粒的陰極，液體是不能電解的.

(10)“由全電路歐姆定律可知，電路里電流的大小隨外電路電阻變化而變化.”

這有例外，使用核電池(將核能直接轉換為電能的電池)的電路，外電路接通后電路電流與外電路電阻大小變化無關；其電路電流大小只取決于核電池里放射源的強度.

(11)“導體有電流的前提是導體中須有電場.”

對超導體而言，該結論不成立.超導體具有零電阻性質，所以維持超導體里的電流則不需要有電場.

(12)“變壓器由原、副線圈等構成，電磁感應是其工作原理.”

變壓器的種類有多種：①壓電變壓器則是一種無線圈的變壓器，它體積小，利用了壓電效應(電能和機械能可互換).壓電變壓器的升壓比較大，已大于300，輸出功率可達50瓦、輸出電壓可達幾千伏；②控制變壓器是另一種特殊的變壓器，它的轉子電輸出決定于軸的位置和定子的電輸入，該變壓器又叫自整角變壓器或自整角同步機.

(13)“晶體管中摻入的微量雜質都是非金屬元素.”

制作晶體管的方法有多種，摻入其中的雜質可是非金屬(磷、砷和硼等)，也可是金屬(銦等).如：擴散結型晶體管的發射極、集電極就是在不加熱的情況下，將一種雜質金屬擴散進半導體晶片而形成的.

(14)“某種材料的電阻是一個不變的特征量，與電流、電壓有或無無關.”

這有例外，某些材料的電阻會隨所加電壓的變化發生變化，這就是阻壓效應.

(15)“變壓器是一種改變交流電壓大小的用電器.”

此結論不妥，有些變壓器則無改變電壓大小的功能.如：①穩壓變壓器是利用鐵磁諧振特性穩定電壓變化的變壓器；②匹配變壓器是用來變換阻抗的變壓器.

(16)“變壓器是一種能改變電路電壓的用電設備.”

變壓器的功能較多，改變電壓只是其一種作用.1：1變壓器(隔離變壓器)是初級、次級線圈匝數相同的變壓器，它非改變電壓的變壓器，它用以隔離電路系統中的一段，使之不受同一電路系統另一段的不利影響，即它具有“防火墻”的功效.

(17)“繼電器是一種利用電流磁效應自動控制電路通或斷的裝置.”

繼電器的種類有許多，如：電壓繼電器、電流繼電器、溫度繼電器、時間繼電器、感應繼電器、熱電繼電器、光電繼電器與晶體管繼電器等，電磁式繼電器僅是其中的一種.當某物理參數(電壓、電流、溫度、壓力等)達到預定值時動作，使被控制電路接通或斷開的裝置，都叫做繼電器.繼電器若細分還有：控制繼電器、差動繼電器、極向繼電器等.

(18)“調制就是用調制信號改變一種振蕩信號振幅或頻率的過程.”

調制的方式有多種，為便于傳送信息，用調制信號改變一種等幅振蕩或一列脈沖的振幅、頻率、相位、持續時間等，都是調制，即調幅、調頻、調相和調時等.

(19)“單晶硅是現代晶體管的基本材料.”

晶體管有無機晶體管和有機晶體管兩類，后者的基本材料不是無機材料單晶硅，而是具有高遷移率的有機半導體.

(20)“晶體二極管都是用一個PN結構成的.”

晶體二極管的種類較多，其基本結構也非一定是一個PN結，如PNPN二極管；它由四層交替的P型、N型半導體材料組成，引線連在外面的兩層半導體上.

(21)“雷達是一種利用金屬反射電磁波而工作的探測設備.”

雷達的種類較多，有些雷達也可利用非金屬反射或散射電磁波而工作.只要物體能反射或散射電磁波，雷達就能探測、工作，如激光雷達發射的激光可被云、霧以及大氣突變區等反射或散射，它能觀測、研究返回的激光信號；氣象雷達(測雨雷達、測風暴雷達)則是利用大氣里液態或固態水滴(雨或雪花、水晶等)反射或散射的電磁波而工作的.

(22)“計算機的工作機理就是控制、依靠電子的運動來傳輸、處理或存貯所需的信息.”

電子計算機如此，光計算機則不然.后者是一種用全息照相技術、激光和大容量存儲器等部件構造而成的計算機.

(23)“雷達是一種利用微波工作的探測裝置.”

不然，激光雷達使用的是波長更短的電磁波——激光，而非微波，它可用于導彈的跟蹤，能測量導彈的速度、方向、距離和高度等.聲波雷達使用的則是聲波，它是發射一定頻率的定向強聲脈沖，并能接受、分析散射聲回波進而獲得有關信息的裝置；因空氣吸收聲波，所以聲雷達探測的距離有限，它是一種近地層氣象探測工具.

(24)“雷達是一種能有效探測遠方目標距離的機電裝置.”

雷達是個大家族，除能探測目標距離外，它還能探測、確定目標的方位角、仰角，徑向速度，加速度，高度，目標形狀、大小，斜距離以及目標反射波的頻譜特性等.

(25)“由變壓器的電壓公式可知，變壓器工作時副線圈電壓是原、副線圈匝數比與原線圈電壓的乘積.”

使用變壓器的電壓公式是有條件的，即變壓器空載或輕載時才能使用；變壓器滿載時電壓公式不成立！嚴格地講，同一個變壓器空載或負載時，其副線圈電壓是不相同的.

(26)“繼電器是一類利用電流通或斷產生自控作用的電子裝置.”

繼電器種類較多，除利用電流的有或無自動控制其動作外，還可利用其他物理量自動控制，如：頻率繼電器，這是一種在規定頻率值才能動作的繼電器，它分為過頻繼電器(工作頻率超過規定頻率時才動作)、欠頻繼電器(工作頻率低于規定頻率動作)或過頻繼電器、欠頻繼電器組合而成的繼電器.

(27)“在強磁場環境下，超導體會失去其超導性能.”

第一類超導體如此，第二類超導體(硬超導體)不然，后者在一般的強磁場環境下仍能保持超導性質，如鈮合金等.只有當磁場強度超過1000奧斯特時(極強磁場)，才能破壞第二類超導體的超導狀態，第二類超導體通常就用于產生極強磁場.

(28)“利用金屬的反射才可以使電磁波聚焦.”

用一些絕緣體，如石蠟制作的透鏡也可使電磁波折射，進而聚焦.

(29)“橡膠是一種典型、常用的絕緣體.”

橡膠的種類有很多，并非都是絕緣體，現在已有多種導電的橡膠.

(30)“為有效地發射或接受電磁波，天線都用金屬導體制作.”

天線也有用非導體制作的，如電介質桿天線，這是一種表面波天線，電磁波基于電介質桿上的表面波發射、傳播.

(31)“集成電路的芯片基質都是高質量的半導體材料硅.”

除此外，集成電路也有用半導體材料砷化鎵等作芯片基質的.

(32)“太陽能發電是將太陽能轉化成電能的無污染發電方式.”

太陽能發電有光熱發電和光伏發電等方式，以后者為主.前者是將太陽能先轉化成內能(熱能)，再轉化為電能的一種無污染發電方式.光伏發電是借助太陽能電池等將太陽能直接轉化成電能的發電方法.

(33)“陶瓷是常用的性能優良的絕緣體.”

不然，常溫下，現在已有導電陶瓷(一種先進功能陶瓷).極低溫下，某些陶瓷還是良導體，在溫度為35K時，鑭鋇銅氧陶瓷則是超導體.

(34)“隱形飛機是一種雷達很難探測到的新型飛機.”

現代隱形(隱身)飛機的隱形具有多重性，它有目視隱身、聽覺隱身、雷達隱身、紅外隱身、可見光隱身和激光隱身等；隱形的意思是低可探測、低可捕捉性，不只是讓基于微波工作的雷達難以探測之.

(35)“超導體的特征就是材料的電阻為零.”

零電阻性是判斷超導體的標準，但非唯一的.材料是超導體要同時具備兩個條件，即具有零電阻性和邁斯納效應(材料內磁感應強度為零或完全抗磁性).

(36)“電磁輻射就是電磁波的傳播.”

“電磁輻射”的定義有幾種，它們涉及的內容、角度不一樣.如，一個粒子通過電磁相互作用轉化為另一個粒子和光子的過程，也叫電磁輻射.可見，這個定義或說明不具普遍性，不宜采用.

(37)“半導體材料硅是地球上儲量最多的元素.”

不然，氧是地殼中最充沛的元素，其總質量幾乎是地殼質量的一半.

(38)“電阻器是一種只有電阻的耗能電子元件.”

這個結論不妥，有感電阻器則是一種在其適應的頻率下，具有顯著電感的線繞電阻器.

(39)“用鋁導線代替銅導線的主因是前者比后者輕.”

這是一個方面，計算表明鋁的單位面積導電能力是銅的60%，相同質量的鋁導線和銅導線比較，前者比后者的導電能力強，這才是要因.

(40)“整流器是用變壓器和晶體二極管或可控硅這些固體元件組成的電子器件.”

整流器的構成有：①用液體構成的，電解整流器就是一例.這是一種電解液中有著金屬電極的整流器，其中交流電的整流是因電解動作完成的；一個電極上的極化膜只允許電流向一個方向流動，不允許流向另一個方向.②用其他固體元件構成的，如：金屬整流器(半導體整流器)——由一片或多片金屬片在壓力下與半導體層或半導體涂層接觸而組成的整流器(氧化銅整流器、硒整流器等).

(41)“整流器是以晶體二極管或可控硅為主要元件構造的電子設備.”

也有不用晶體二極管或可控硅的整流器，機械整流器就是一例.它用于三相交流系統中，主要由三相變壓器、換向器、非線性電抗器和同步電動機、同步開關等組成.其整流過程依靠機械動作完成，換向器能在交流電每半個周期的結束時倒換電路的接線.

(42)“電容器的電容和其兩端電壓及其大小無關.”

有一種電容器的電容則同電壓有關，鐵電體電容器的電容就隨所加電壓的變化而變化.

(43)“電磁波傳播距離和其發射功率大小有關，發射功率越大傳播距離越遠.”

這有例外，有一種超小型無線電發射機(“電子跟蹤系統”)能以非常低的發射功率將電磁波(信號)傳送到6500千米以外的地方.

(44)“發電機是一種提供電壓、產生電流的裝置.”

有發電機不是用來發電的，電測功器就是一例；這是一種用來測定制動馬力的發電機，其定子框架能在一個與電樞軸承同心的軸承中作部分轉動，在從框架伸出的一個臂桿上懸掛重物，就可平衡和測定轉矩.

(45)“可變電阻器是一種分立的固體電子元件.”

可變電阻器也有用液體制作的，如：①水變阻器(電解變阻器)，它具有導電液體的容器，其中有兩個電極.水變阻器的電阻因兩電極間距離、電極的浸沒深度或溶液電阻率的變化而變化.②存儲電阻器——由電解液中具有電阻性襯底所構成的非磁性存儲器件，它工作時直流電信號將銅從陽極上移去并沉積在基底上，這便降低了基底的電阻.當直流電反向時，上述過程隨之反向，基底電阻會隨之增加.這樣，它就能完成存儲的任務.

(46)“只有逆變器才能將直流電轉變為交流電.”

除逆變器以外，某些振蕩電路也有這樣的功能.一些振蕩電路利用晶體管等可將直流電轉變成交流電(射頻電流).

(47)“透鏡是用透明介質磨制而作的.”

光學透鏡如此，電子透鏡和電介質透鏡不然.如：①四極透鏡：這是一種使帶電粒子束聚焦的電磁器件，它有四個極性交替改變符號并相對于粒子束排列成圓圈的電極或磁極；電子顯微鏡和粒子加速器等中用到它.②由介電材料制做而成的一類透鏡，這種透鏡折射無線電波的方式與光學透鏡折射可見光的方式一樣，它通常與微波天線一起使用.

(48)“電壓過高，會擊穿、毀壞電容器.”

自動封閉電容器是一個例外，當電場強度過大(電壓過高)擊穿介質時，在其板極附近會因發熱而產生金屬氧化，此結果會使絕緣介質復原，所以它的電容不會變化，能繼續用.

(49)“激光器工作時其介質中的電子由激發態向基態躍遷.”

這有例外，有的激光器工作時電子躍遷的最低能態也是激發態，而非基態，即電子從高激發態向低激發態躍遷，四能級激光器就是其代表.

(50)“天線由一組或一根金屬桿或金屬曲面構成.”

通常，天線不僅僅由金屬桿或金屬面組成，它還包括電容器、電感器等配件.如：①加容天線(T型天線、倒L型天線等)是用一個電容器在適當部位與天線串聯而使天線上電流分布均勻的天線；②加感天線是用一個電感線圈與天線串聯而使共振波長加長的天線，這樣處理，可使天線上電流分布均勻，增加天線的有效長度，提高天線的輻射效率.

限于篇幅，以上涉及的問題未展開，只點到為止，如需全面、深入了解某個(些)問題，請讀者查閱相關的書籍或網站.

3 相關思考與建議

(1)不斷學習、與時俱進，多閱讀、深閱讀是提升物理教學水平的基礎

物理教師需與時俱進，應有意識、長期地多閱讀、深閱讀，以豐富、提高自己的學識.了解電學或力學、熱學、原子物理學等問題、現象的前因后果和來龍去脈，弄清物理問題的條件、范圍或限制等，對物理教學來說很有必要.打破專業或學科的界限，不斷擴大視野、提高我們的“能級”，并溝通、共享、共用“三電”課程等，這是減少、杜絕電學或物理教學絕對化現象的良策與措施.表述合理、恰當和清晰、到位與科學，是電學乃至物理教學的基本要求與任務，也是教學基本功之一.自覺、不斷地增大“體量”，擴大和改善我們的“內存”，電學教學等就不會“磕磕絆絆”、顧此失彼或出現錯誤.教書不難，但教好書不容易.有效教學要求我們學而不厭、見多識廣和眼明心亮、游刃有余.優效教學需要我們功底扎實、學富五車、高屋見瓴.戲劇界“臺上十分鐘，臺下十年功”這一規律，對物理教師同樣成立、有效.為此，我們要身體力行，應是學習型和“高勢能”教師.

物理教師須多了解、勤記錄和善于利用有關的信息.物理教師要成為“雜家”，眼觀六路、耳聽八方；物理教師應是文理知識豐富、思維清晰、邏輯性強、長于表達的學者.課本和教學參考書等往往只涉及問題的一個方面或一部分，很難也不可能講全或說完整，這就需要我們不斷進修、補充、開拓眼界，以及多筆記、多思考、多整理.避免、消除物理教學絕對化現象，提升教學品質，我們要長期讀書、研究，力爭知識多元化與最大化，并使自己的知識結構合理.提高物理教學水平，我們應“加油”、“充電”，練好“內功”、“壯大”自己，并不時、實時地“補倉”、“升級”.

(2)重視、完善教學細節是提高物理教學品質的保證

現在，中學、中專等校的物理類課程涉及面較寬，與現代科學技術交集頗大.開展有效物理教學、提升教學質量，我們要關注宏大問題，也要注意教學細節或小事.電學教學絕對化現象等應引發我們關注，并努力減少之；細節決定成敗，對電學教學等而言如是.本文的事例都非宏大敘事，而是一個個教學細部問題，其實用性、指向性與示范性較強.以上50個問題“近距離”地提醒、告誡我們：電學教學等要注重細節、須避免絕對化現象，它是有質量教學的基本構成；電學教學等遣詞用字、造句陳述等不可隨便、隨意，用科學的概念和語言正確地表達、開展教學是必須的.教學語言(書面、口頭)不能產生歧義，不能絕對化、誤導學生.教學無小事，對電學教學絕對化等問題，我們不能輕視、無所謂，備課、教學當追求謹嚴、嚴密，科學性、規范性是電學教學等的原則與標示，杜絕教學絕對化現象是電學教學等的現實訴求.事實說明，基于課本，設計、用心教好電學課等是要認真思考、準備的實事.

語言是教師工作之本，準確、簡約地教學語言是高效教學的需求與保證.天下大事，必作于細(老子)，細節決定成功、細節造就品質.教師的一句口頭禪、一個手勢、一個眼色或一個細節都會影響教學效果.電學教學絕對化現象較多，這是不重視教學細節，教學不細心、不嚴格的表現.提高電學教學水平，教學中切忌隨便說說和亂歸納、總結，全稱判斷等要盡量少用.物理教學，言不能滿、要嚴格，物理教師不可大意或“馬大哈”，細膩、精確、細致的作風應貫穿電學教學等的始終.有效教學、科學教育是目標、更是行動，教學由很多細節組成，課本語言向教學語言轉換，細節及設計不能忽視，關注、設計好教學細節是有效教學的前提與保障.

4 結語

由以上訊息觀之，提高物理教學水平，大、小事都要關注；提高物理教學質量，概念無誤、語言精準是基礎；營造高效課堂，提升學生綜合素質、能力，增大教師“一桶水”的容量是要件.物理教學關涉的問題、信息較多，因此物理教學應高處著眼、低處著手，理應把小事做實、做好，不重視細節、細節潰敗會影響教學效果，對學生健康發展有負效應.

教書要禪精竭力，它絕非一種隨便搞搞就行的工作，語言簡潔和字、詞、句準確是物理教學語言的要素.讀書、

學習是豐富、完善教師素養的要素與關鍵，優秀的物理教師當始終于厚德處用心，于業精處用功；山積而高、澤積而長，物理教師發展、成功如是.對專業面了然于胸、對專業內容了解透徹、對專業發展了如指掌，這是提高物理教學品質的先決條件，也是物理教師發展的內容與路向.

參考文獻：

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