周福軍
磁場對運動電荷作用的相關概念和規律是高中物理的重要知識,也是高中物理教學的難點。因此,探索有效的教學策略以改進磁場相關知識的教學尤為重要。下面筆者就此談談幾點體會。
一、創新教學模式,加強過程探究
在傳統的高中物理教學中,學生的學習是被動的,教師只管“填鴨式”教學,較少關注學生學習興趣的激發和能力的培養,以致學生對知識的掌握不牢、運用不夠靈活。要改變這種現狀,教師在教學中就要創新教學模式,加強過程探究,注意激發學生的學習興趣,讓學生自主學習,主動參與教學活動。例如,對于“洛倫茲力”這一節課,按照大綱,已有的教學模式主要是要求學生學會洛倫茲力的計算公式,即用f=qvB來計算洛倫茲力的大小,并掌握洛倫茲力的方向的判斷方法,即左手定則。但是課本上對于這兩點的講解只是直接給出了結論,并沒有講解其探究的過程。這樣學生只能生搬硬套,被動接受知識。在具體教學中,教師可以通過實驗演示來吸引學生的注意力,幫助學生理解掌握相關的知識和規律。如教師可首先介紹陰極射線管與勻強磁場,然后演示在不加勻強磁場的情況下,將陰極射線管接入電路,閉合開關,接通電源,形成電子束,可發現一段藍色陰極射線,方向豎直向上。然后將陰極射線管置于勻強磁場中,發現射線束左偏,說明射線束受到了洛倫茲力作用。繼續加大磁場,發現射線束左偏形成圓形軌跡,說明該電子束所受洛倫茲力的方向指向圓心。這時,引導學生認識洛倫茲力方向與速度方向、磁場方向的關系,認識左手定則,學生就能直觀地學習洛倫茲力的計算公式和左手定則,激發學習興趣。
二、注重實驗教學,培養學生動手能力
在高中物理教學中,演示實驗是引起學生興趣、培養學生能力的重要手段,同時也能有效地提高教學質量。例如,在學習磁場對運動電荷的作用的相關知識點時,可以利用黑白電視機顯像管
進行實驗演示讓學生深刻理解磁場對運動電荷的作用,從而讓學生主動接受所要學習的知識,教師順利完成教學任務。首先,需要對準備好的設備進行檢查,然后在關機狀態中,進行行、場偏轉線圈的端子的焊接。然后,在開機狀態下,調低亮度,使熒光屏中央出現亮點,并且及時指導學生對亮度進行調節,以免電子束被燒毀。表明電子束沒有受洛侖茲力作用,既沒有發生行偏轉也沒有發生場偏轉。接著,在關機后恢復行偏轉線圈后再次開機。電子由于失去豎直方向的場偏轉磁場,可觀察到熒光屏上呈現出一條水平亮線。最后,在關機狀態下,焊下行偏轉線圈的端子,恢復場偏轉線圈,再開機。顯像管失去了水平方向上的偏轉磁場,從而可觀察到熒光屏中央呈現出一條豎直亮線。關機后再恢復行、場偏轉線圈,用改錐松開偏轉線圈總成的緊固螺絲,將電視接上TV信號后開機,然后逆時針或順時針緩慢地旋轉偏轉線圈總成,可觀察到圖像也伴隨著逆時針或順時針緩慢轉動。關機后將行偏轉線圈的兩個端子反接,開機后則觀察到圖像左右相反。關機后將行偏轉線圈的兩個端子復位后,將場偏轉線圈的兩個端子反接,開機后觀察到熒光屏呈現出倒立的圖像。在進行這個實驗時,整個操作過程需要教師在旁邊進行指導。一般情況下,為了安全,可以不打開電視機后蓋,使用磁鐵兩極各夾一塊長鐵片,彎成蹄形,卡在電視機后側凸出部分(即管頸部),可觀察到圖像整體向一側移動,并可能在另一側露出一個大黑邊。分析可知,電子流偏轉方向是遵守左手定則的。通過實驗,既讓學生深刻理解相關知識的內涵,還培養了學生的實驗動手能力。
三、運用信息技術手段,豐富課堂內容
現代教學中,很多教師喜歡運用多媒體來輔助教學,因為隨著計算機技術的快速發展,多媒體可以將一些抽象的、難理解的微觀現象及其發展過程通過動畫、圖像、聲音等形象、直觀地展現在課堂上,這樣有利于學生理解掌握有關知識,同時還能激發學生的學習興趣。比如,在講授洛倫茲力時,對于“安培力是洛倫茲力的宏觀表現”這一結論,如果教師單純地去解釋,學生是難以理解的,此時可制作一個Flash動畫:一段通電導線垂直于磁場方向放入勻強磁場中,安培力對其產生作用,導線切面的圖上顯示每個電子的定向移動方向恰恰與電流的方向相反,導線受到的安培力正好就是每個運動電荷受到的洛倫茲力的合力。通過Flash動畫的演示,學生能夠透徹地理解這一結論,清楚地認識了微觀上的安培力,而無須教師再多做其他的解釋。
綜上所述,在磁場對運動電荷作用的教學中,教師通過適當和合理的教學方法,依照學生的思維水平和認知規律來進行引導與激發,可有效實現學生與教師共同探究的目的,同時極大地提高了教學的效率。endprint