循序漸進(jìn)激發(fā)興趣和諧共生

【摘要】對于人教版高中物理選修3-2第四章電磁感應(yīng)的教學(xué)，通常是按章節(jié)進(jìn)行教學(xué)，使得所學(xué)知識比較零散，不易形成系統(tǒng)的知識體系。筆者試圖通過在課堂教學(xué)中滲透物理學(xué)史的教學(xué)，按照歷史發(fā)展的時間順序，理順本章內(nèi)容，幫助學(xué)生形成完整的知識體系，并能從電磁學(xué)發(fā)展的歷史角度認(rèn)識電磁學(xué)，從而滲透情感態(tài)度教育。

【關(guān)鍵詞】電磁感應(yīng) ?物理學(xué)史 ?情感態(tài)度

【中圖分類號】G633.7 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）29-0165-02

電磁感應(yīng)歷來是高考的重點考查對象，其中法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律是重點考察的內(nèi)容。法拉第電磁感應(yīng)定律往往在一些力電綜合的大題中出現(xiàn)，而楞次定律往往以選擇題出現(xiàn)，并且是學(xué)生難以理解的內(nèi)容之一。這部分內(nèi)容的掌握情況很大程度上決定了學(xué)生的最終成績。如果能使學(xué)生認(rèn)識到每一個科學(xué)難題的解決，都是前人堅持不懈的探索、反復(fù)的實驗的成果，每一項成果都引發(fā)新一輪的技術(shù)革命，極大的提高生產(chǎn)力和生產(chǎn)效率，甚至成為人類發(fā)展史的里程碑。學(xué)生一旦認(rèn)識到科學(xué)難題的解決對于人類發(fā)展的重要意義，引發(fā)了好奇心，啟動“要學(xué)習(xí)、要了解”的內(nèi)驅(qū)力，激發(fā)了興趣，自然會提高教與學(xué)的效率。為此，筆者作了以下幾個方面的嘗試，效果頗好。

一、引入物理學(xué)史，滲透情感，激發(fā)熱情

物理學(xué)史較之物理學(xué)的知識原理，具有直觀性、趣味性的特點，易于理解，容易引起學(xué)生的好奇，激發(fā)進(jìn)一步學(xué)習(xí)探討的熱情。把物理學(xué)史引入課堂，是引領(lǐng)學(xué)生由表及里、循序漸進(jìn)走進(jìn)物理世界的手段。

比如1803年奧斯特受哲學(xué)家康德的影響，提出了“物理學(xué)將不再是關(guān)于運(yùn)動、熱、空氣、光、電、磁以及我們所知道的各種其他現(xiàn)象的零散的羅列，我們將把整個宇宙納在一個體系中”的觀點。在往后的多年里，雖然奧斯特尋找電與磁相互聯(lián)系的實驗研究并未很快成功，但在1820年4月的一次講演中，奇妙的事情發(fā)生了。奧斯特碰巧在南北向的導(dǎo)線下面放置了一枚小磁針，當(dāng)導(dǎo)線通電時，小磁針居然轉(zhuǎn)動了！隨后的實驗證明，電流的確能使磁針偏轉(zhuǎn)，這就是著名的奧斯特實驗。

“奧斯特實驗”過程生動有趣，以此引入電磁感應(yīng)一章的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生體會到善于觀察，善于捕捉一些不起眼的變化，說不定會是個科學(xué)界重大的新發(fā)現(xiàn)。學(xué)生很受啟發(fā)，上實驗課時觀察更認(rèn)真，操作、記錄更規(guī)范，對自己的要求更高。

奧斯特發(fā)現(xiàn)的電流的磁效應(yīng)震動了整個科學(xué)界，它證實了電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象是有聯(lián)系的。有關(guān)電與磁關(guān)系的嶄新研究領(lǐng)域展現(xiàn)在人們面前，激發(fā)了科學(xué)家們探索的熱情，一個個的新發(fā)現(xiàn)不斷涌現(xiàn)。受對稱性思想的影響，法拉第認(rèn)為：“既然電能生磁，那么磁也能生電”。于是他在1822年12月、1825年11月和1828年4月做了三次集中的實驗研究，然而均以失敗告終。多次失敗后，在1831年8月29日，法拉第終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。尋找十年之久的“磁生電”的效應(yīng)終于被發(fā)現(xiàn)。

電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說明成功屬于堅持不懈的有心人！通過這個事例可以教育學(xué)生，沒有人能隨隨便便成功，努力不一定成功，但不努力，則肯定不會成功。這在很大程度上消除了學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的畏難情緒，端正了學(xué)習(xí)的態(tài)度，學(xué)習(xí)的積極性得到了很大的提高。

二、以實驗為抓手，培養(yǎng)能力，促其發(fā)展

觀察是發(fā)現(xiàn)、分析、創(chuàng)新的前提，物理實驗在利用學(xué)生易好奇與愛模仿的特點，引導(dǎo)學(xué)生觀察、發(fā)現(xiàn)、歸納、分析、探究，促進(jìn)了創(chuàng)新能力的發(fā)展。

從法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)第二節(jié)《探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件》。通過演示向線圈中插入磁鐵，把磁鐵從線圈中抽出，讓學(xué)生觀察在磁極插入、抽出和停留在線圈中三種情況下電流表指針的運(yùn)動情況，讓學(xué)生總結(jié)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。體驗科學(xué)探索的過程是枯燥的，需要我們發(fā)揮主觀能動性，克服惰性勇于攀登科學(xué)的巔峰。然后通過模仿法拉第的實驗，用電磁鐵替代永磁體，通過改變開關(guān)的通斷和改變勵磁線圈中的電流，觀察另一線圈中是否有感應(yīng)電流，總結(jié)出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。接著分析論證以上兩個實驗的結(jié)論，尋找磁通量變化和電路閉合這兩個共同點，從而得到產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。并在該堂的小結(jié)中指出這節(jié)課解決了產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件這一問題。實驗的過程，也就是學(xué)生觀察、發(fā)現(xiàn)、歸納等能力得到落實的過程。

第三節(jié)《楞次定律》的教學(xué)中，通過分析上述實驗中線圈內(nèi)磁通量的變化時原磁場方向、感應(yīng)電流方向和感應(yīng)電流的磁場方向的關(guān)系，總結(jié)出：當(dāng)線圈內(nèi)磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場阻礙磁通量的增加;當(dāng)線圈內(nèi)磁通量減少時，感應(yīng)電流的磁場阻礙磁通量的減少。借機(jī)引導(dǎo)能否有更簡潔的表述呢？學(xué)生充分思考、討論后介紹1834年俄國物理學(xué)家楞次發(fā)現(xiàn)的楞次定律，解決了感應(yīng)電流的方向問題。整節(jié)課圍繞著磁通量變產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場，感應(yīng)電流的磁場阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化展開。通過實驗，引發(fā)了學(xué)生探究的興趣，培養(yǎng)了學(xué)生理論聯(lián)系實踐的科研態(tài)度，培養(yǎng)了學(xué)生主動探索、思考、解決問題的能力。

三、理順教材思路，構(gòu)建體系，形成系統(tǒng)

物理學(xué)科有必要構(gòu)建一個符合教學(xué)需要的知識系統(tǒng)，通過系統(tǒng)化的物理知識，實現(xiàn)知識體系的構(gòu)建。因此，理順教材體系的編寫思路，按照事件發(fā)生的時間順序，遵循由易到難的原則，既照顧學(xué)生的接受心理，又使知識板塊形成一個完整的體系，是物理教學(xué)的重要手段。

“電磁感應(yīng)”第一節(jié)《劃時代的發(fā)現(xiàn)》，介紹人類發(fā)現(xiàn)電生磁、引發(fā)科學(xué)家們研究磁生電出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生思考產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。第二節(jié)《探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件》，通過對兩個實驗的觀察、分析、總結(jié)出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。第三節(jié)《楞次定律》在分析第二節(jié)兩個實驗的基礎(chǔ)上解決感應(yīng)電流的方向問題。第四節(jié)《法拉第電磁感應(yīng)定律》通過有電流必有電動勢的觀點出發(fā)，引出感應(yīng)電動勢的概念，并進(jìn)一步指出：紐曼、韋伯在對理論和實驗資料進(jìn)行嚴(yán)格的分析后于1854年和1846年先后提出被后人稱為法拉第電磁感應(yīng)定律，解決了感應(yīng)電動勢的大小問題。第五節(jié)《電磁感應(yīng)現(xiàn)象的兩類情況》從理論上說明了產(chǎn)生感生電動勢的非靜電力是感生電場對自由電荷的作用;產(chǎn)生動生電動勢的非靜電力與洛倫茲力有關(guān)。將感應(yīng)電動勢與恒定電路中所學(xué)的電動勢統(tǒng)一起來。第六節(jié)《互感和自感》介紹了兩種電磁感應(yīng)現(xiàn)象，并通過實驗得出通電自感和斷電自感的規(guī)律。從能量轉(zhuǎn)化的角度闡述了電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化問題，使學(xué)生認(rèn)識到電磁感應(yīng)現(xiàn)象并沒有違反能量守恒定律。第七節(jié)《渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動》從應(yīng)用的角度提出如何減少渦流和應(yīng)用渦流，如將變壓器的鐵芯做成相互絕緣的硅鋼片疊合而成以減少渦流;如探雷器、金屬探測器、安檢門等利用渦流工作。電磁阻尼用于在運(yùn)輸?shù)倪^程中保護(hù)微安表的表頭，交流感應(yīng)電動機(jī)利用電磁驅(qū)動的原理工作，不再像直流發(fā)電機(jī)那樣利用刷子和滑環(huán)接觸的方式將產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢引出，提高了輸出電壓。通過每節(jié)課，課前回顧歷史，課后總結(jié)解決的問題，幫助學(xué)生形成系統(tǒng)的知識，同時了解人類科學(xué)的發(fā)展不是一蹴而就的，需要通過每一代人堅持不懈的奮斗才有美好的明天。

通過以電磁學(xué)發(fā)展歷史為引子，充分利用演示實驗，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成仔細(xì)觀察、認(rèn)真分析、推理，形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。從而使學(xué)生對學(xué)習(xí)物理產(chǎn)生了較為濃厚的興趣，尤其是電磁感應(yīng)這一章學(xué)習(xí)之后，使學(xué)生對物理學(xué)科有了一定的認(rèn)識，他們開始主動地、有意識地去關(guān)注一些物理學(xué)的發(fā)展史。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭奕玲、沈慧君，物理學(xué)史，清華大學(xué)出版社，2005年8月

作者簡介：

陳錦洪（1976.3-）;男;漢族;廣東江門人;本科;中學(xué)一級教師;研究方向：課堂教學(xué)研究。