中外高中物理教材對于電磁感應章節的比較分析

嚴映佳

摘 要：基于物理學科核心素養的指導，本文擬對電磁感應章節的中外教材進行比較，從章首頁、具體內容與教學思路等方面加以分析，以取長補短，為我國高中物理教材提供改進意見。

關鍵詞：高中物理;核心素養;中外比較;電磁感應

隨著新課改的頒布，高中物理教學越來越以培養學生的學科核心素養為基本目標。但是，我國高中物理“難繁偏舊”，與生活脫節;學生只知解題，不知應用的現狀仍舊沒有得到很好的改善。尤其電磁感應部分，難度大、學生在理解方面常有困難。因此，本文擬對人民教育出版社出版的高中物理《選修3-2》[1]第四章電磁感應，與美國McGraw-Hill公司出版的主流教材《Physics： Principles and Problems》[2]（以下簡稱《Physics》）對應的第25章Electromagnetic Introduction進行比較分析，以取長補短，借鑒優質資源，提出教學建議供參考。

一 章首頁比較

人教版教材的章首頁展現了三峽電廠一臺發電機的轉子，以一首描繪三峽的唐詩，從古人眼中的秀麗的三峽風景引向如今的三峽電廠，從而提出發電機如何發電的問題。在正式進入講解前，引用了“電學之父”法拉第與當時英國財政大臣格拉斯的一端對話：“法拉第先生，它（電磁感應）到底有什么用呢？”“啊，閣下，也需要不了多久你就可以對它收稅了。”生動而有趣，展現了電磁感應的廣泛應用，同時對本章的主題有引導作用。

《Physics》的章首頁直截了當的給出了內容提要（what youll learn）和學習本章的意義（why its important），與書內每個章節首頁的結構都相同。與人教版相同的是，其首頁也展現了一幅大壩與發電機的圖片，提出大壩內的發電機如何將流水的動能和勢能轉化為電能的問題。由此可見，人教版教材更注重生動性和人文性，即知識的背景與引入;而《Physics》更注重目的性，即知識的構建及使用。

二 內容比較

（一）分節與每節主要知識

人教版電磁感應這一章共分了7節，《Physics》分了2節，如表1所示。

可以看出，《Physics》對電磁感應部分的很多知識點做了整合，密度非常高，其中有部分是人教版教材的下一章《交變電流》里才涉及的。《Physics》每節所含的理論知識點如表2所示。

（二）實驗設計

實驗是教材中非常重要的一環，它對幫助學生理解復雜的概念與規律，建立科學知識與生活實踐之間的聯系具有重要的意義。

人教版教材共設計了2個教師演示實驗，分別位于第二節與第三節，用以探究感應電流的產生條件和總結歸納出楞次定律。另在第2、4、6、7節均設計了“做一做”環節小實驗，加深學生對法拉第電磁感應定律、反電動勢、自感現象與電磁阻尼的理解。具體內容如表3所示。

《Physics》共設計了3個實驗，具體內容如表4。

綜合比較可以看出，人教版教材實驗數量多，難度小，偏重教師引導和知識鋪墊，與所學內容緊密連接。《Physics》教材實驗數量少，難度大，偏重學生自主探究，和對所學知識的擴展與提升。

（三）例題與習題

綜合以上三點比較，人教版教材偏重知識的引導和背景鋪墊，其難度較簡單，方便學生總體把握知識體系和架構，而《Physics》偏向于直接展開對知識點的講解，難度較大。

三 基于STSE視角下的教學思路比較

教學思路，體現的是一本教材對于某一知識體系，與如何讓學生更容易地接受這樣一個體系的總體把握。電磁感應章節歷來是高中物理教學的重難點，讓學生與知識點之間建立聯系，把握思路;同時了解其對日常生活的作用，培養學生的核心素養，是教材必須具備的功能。

人教版教材從物理學史的角度出發，用整一節的篇幅講述了奧斯特發現電生磁和法拉第發現磁生電的過程，旨在引導學生與歷史人物產生共鳴：任何偉大的發現都伴隨著無數次的不成功，他們是智者，但并非高不可攀。這樣的引導能夠激發學生科學探究的熱情與責任。隨后，教材以一節演示實驗探究感應電流的產生條件，接著通過實驗得出楞次定律，從現象入手，再分析講解原理，及法拉第電磁感應定律。最后基于電磁感應的不同表現狀態及應用進行更深入的講解，如自感、渦流等。

《Physics》則直接以一個起步實驗：“探究變化的磁場中發生的現象”引入，通過講解法拉第的實驗得出電磁感應的現象后立刻講解其原理，即感應電動勢的產生。然后用相當長的篇幅講解電動機與交流電動機的原理、工作狀態等。接著，從原理引向現象，即楞次定律的闡述;通過楞次定律的應用引出渦流，自感與變壓器。

比較可以看出，人教版教材偏重知識背景的架構，從實驗現象總結規律再講述其原理與簡單應用，循序漸進，可以方便學生理解領會知識;而《Physics》偏向從實驗直接講述原理，然后從原理入手，分析其現象與規律，對學生的理解能力要求較高。另一方面，人教版教材對知識與生活的聯系運用的講解較少，而《Physics》卻用大量的篇幅在不同知識點之后緊跟著講述其應用，包括麥克風、信用卡閱讀器等等，這些講解對于學生把握知識與技術、生活實際之間的關系大有裨益。

四 結語

從物理學科核心素養的角度來看，一方面，人教版教材因其循序漸進的講解與細致的知識鋪墊，在物理觀念與科學思維的培養上優于《Physics》;另一方面，對學生科學探究、科學態度與責任的培養，人教版教材對知識點在技術與生活中的應用講解較少，實驗設計也不足，與《Physics》相比還有差距。因此，應適當借鑒國外教材，加強對實驗探究的設計和對知識應用的講授，取長補短，才能更好把握核心素養的內涵，推進我國物理課程改革。

參考文獻

【1】人民教育出版社物理課程教材研究開發中心.普通高中課程標準教科書物理（選修3-2）[M].人民教育出版社， 2010.

【2】[美]ZitzewitzPW著，錢振華等譯.物理原理與問題（下冊）[M]浙江教育出版社， 2008.