以“電場(chǎng)強(qiáng)度”教學(xué)談高中物理概念教學(xué)方法初探お

李康 呂有功

概念反映的是事物的本質(zhì)屬性，是人們對(duì)事物本質(zhì)屬性的反映.由于物理概念顯得有些枯燥乏味、晦澀難懂，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的積極性，物理概念教學(xué)就成為了高中物理教學(xué)的薄弱環(huán)節(jié).本文以“電場(chǎng)強(qiáng)度”課堂教學(xué)為例，利用若干教學(xué)片段，對(duì)新課程背景下高中物理概念教學(xué)方法做了初步的嘗試.

物理定律和公式都是從概念出發(fā)，利用科學(xué)實(shí)驗(yàn)與邏輯推理建立起來(lái)的，這些物理定律和公式反映了物理現(xiàn)象中各類概念間的內(nèi)在聯(lián)系.作為物理知識(shí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，物理概念是物理現(xiàn)象抽象化和概括化的思維形式，它的正確形成是掌握和應(yīng)用物理規(guī)律的前提.因此，物理概念教學(xué)在高中教學(xué)中具有重要的地位，通過(guò)概念教學(xué)可以讓學(xué)生在知識(shí)與能力上獲得提升.本文以“電場(chǎng)強(qiáng)度”課堂教學(xué)為例，利用若干教學(xué)片段，對(duì)新課程背景下高中物理概念教學(xué)方法做了初步的嘗試.

1 創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境 激發(fā)學(xué)生興趣

美國(guó)教育家哈曼說(shuō)過(guò)：“那些不設(shè)法勾起學(xué)生求知欲望的教學(xué)，正如同錘打一塊冰冷的生鐵.”有效的教學(xué)情境可以讓學(xué)生處于一種“心欲求而不能”的狀態(tài)之中，強(qiáng)烈的求知欲望自然會(huì)激發(fā)出學(xué)生求學(xué)的興趣.

教學(xué)片段1 魔術(shù)導(dǎo)入，激發(fā)興趣.

視頻播放：懸空的紙幣.

師：懸空的紙幣有沒(méi)有受到力的作用？它與其他物體接觸了嗎？

生：有力的作用，但沒(méi)有與其他物體接觸.

師：那么紙幣又是如何懸空的呢？

教學(xué)感悟：“場(chǎng)”既看不見(jiàn)也摸不著，場(chǎng)的認(rèn)識(shí)對(duì)學(xué)生抽象思維的要求非常高.利用一段魔術(shù)視頻導(dǎo)入新課，讓學(xué)生感覺(jué)到物理是有趣的，進(jìn)而激發(fā)出學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)熱情.

2 由類比到感知 形成物理概念

開(kāi)普勒說(shuō)過(guò)：“我重視類比勝于任何別的東西，它是我最可信賴的老師，它能揭示自然界的秘密.”通過(guò)類比的方法，可以將抽象的事物變得直觀形象化，有利于學(xué)生掌握物理知識(shí)，有利于發(fā)展學(xué)生智力，有利于培養(yǎng)學(xué)生能力.

教學(xué)片段2 借助類比，感知電場(chǎng).

師：誰(shuí)能舉出一些不接觸但存在著相互作用的例子嗎？

生：磁鐵間的相互吸引.

師：為什么不接觸的磁鐵間會(huì)有相互作用？

生：因?yàn)榇艌?chǎng)的存在.

師：如圖1，磁鐵B是如何與磁鐵A發(fā)生相互作用的？

生：在磁鐵A的周?chē)嬖诖艌?chǎng)，當(dāng)磁鐵B處于A的磁場(chǎng)中時(shí)，A通過(guò)磁場(chǎng)對(duì)B產(chǎn)生了磁力的作用.

師：可見(jiàn)，磁場(chǎng)的基本特性是對(duì)放入其中的磁體有力的作用.上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了庫(kù)侖定律，知道兩個(gè)不直接接觸的電荷間也存在相互作用，大膽猜測(cè)一下這又是什么原因？

生：電荷周?chē)嬖陔妶?chǎng).

師：如圖2，電荷B是如何受到電荷A對(duì)其靜電力作用的？

生：在電荷A的周?chē)嬖陔妶?chǎng)，當(dāng)電荷B處于A的電場(chǎng)中時(shí)，A通過(guò)電場(chǎng)對(duì)B施加了電場(chǎng)力的作用.

教師小結(jié)：大家的猜想非常正確，近代物理實(shí)驗(yàn)和理論都已證實(shí)，無(wú)論是磁場(chǎng)還是電場(chǎng)，它們作為一類看不見(jiàn)也摸不著的物質(zhì)真實(shí)存在于我們的日常生活中，這就是場(chǎng).

教學(xué)感悟：運(yùn)用類比的思想，通過(guò)熟悉的磁場(chǎng)概念引出陌生的電場(chǎng)概念，由已知的磁場(chǎng)基本特性及研究方法獲得未知的電場(chǎng)基本特性及研究方法，這樣的類比教學(xué)方法可以給學(xué)生啟發(fā)思路、提供線索，幫助學(xué)生更加有效的形成電場(chǎng)概念.

3 演示定性實(shí)驗(yàn) 初探電場(chǎng)性質(zhì)

實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基礎(chǔ)，是檢驗(yàn)物理理論的標(biāo)準(zhǔn).演示實(shí)驗(yàn)則是為了配合教學(xué)內(nèi)容由教師操作表演示范的實(shí)驗(yàn).在建立概念的高中物理課堂教學(xué)中，演示實(shí)驗(yàn)不僅是深受學(xué)生喜愛(ài)的實(shí)驗(yàn)形式，同時(shí)也是教師施展教學(xué)藝術(shù)的獨(dú)特方法.

教學(xué)片段3 演示探究，觀察現(xiàn)象.

演示實(shí)驗(yàn)：如圖3，教師演示帶電小球在帶電金屬導(dǎo)體球周?chē)煌恢玫氖芰η闆r（錄制實(shí)驗(yàn)視頻）.

師：當(dāng)帶電小球慢慢靠近金屬導(dǎo)體球時(shí)，觀察到什么現(xiàn)象？說(shuō)明什么？

生：懸線張角變大，說(shuō)明帶電小球受到的電場(chǎng)力變大.

師：這說(shuō)明在不同位置電場(chǎng)的強(qiáng)弱不同.

教學(xué)感悟：（1）演示實(shí)驗(yàn)可以化抽象為具體，變枯燥為生動(dòng)，將所要研究的物理現(xiàn)象清楚地呈現(xiàn)給學(xué)生；（2）由于電學(xué)實(shí)驗(yàn)受天氣、環(huán)境等影響較大，課前在準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材的同時(shí)，事先錄制好一段相應(yīng)的視頻，做好兩手準(zhǔn)備.

4 從定性到定量 描述電場(chǎng)強(qiáng)弱

在研究物理的過(guò)程中，若只能對(duì)物理現(xiàn)象、概念和規(guī)律進(jìn)行定性的描述，意味著還停留在對(duì)物理的初步感知階段.作為一門(mén)精密的自然科學(xué)，只有將物理概念、規(guī)律定量的表示出來(lái)，才能真正實(shí)現(xiàn)對(duì)物理的感悟，才能使感性思維發(fā)展提升為理性思維.

教學(xué)片段4 合作探究，尋找規(guī)律.

師：如圖4，場(chǎng)源電荷電量Q=+8.0×10-8 C，A、B兩點(diǎn)距離場(chǎng)源電荷分別為0.2 m、0.6 m，若將三種試探電荷分別置于A、B兩點(diǎn)，請(qǐng)將試探電荷所受電場(chǎng)力的大小填入表1中.

師：空間某點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)弱可以用試探電荷所受電場(chǎng)力來(lái)表征嗎？為什么？

生：不行.不同的試探電荷在同一點(diǎn)所受電場(chǎng)力并不相同.

師：那么我們?cè)撚檬裁次锢砹縼?lái)描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱呢？請(qǐng)相互合作，探究表格中數(shù)據(jù)的規(guī)律.

學(xué)生分組合作探究.

師：找出什么規(guī)律了嗎？能不能找到描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量？

生：在電場(chǎng)中的同一點(diǎn)，試探電荷所受的電場(chǎng)力與電量的比值不變；在電場(chǎng)中的不同點(diǎn)，這一比值不同.因此，可以用這一比值來(lái)描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱.

教學(xué)感悟：為了讓學(xué)生自主探究獲得描述電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量，引導(dǎo)學(xué)生利用表格獨(dú)立思考、明確分工、協(xié)調(diào)合作，嘗試自己找出規(guī)律.學(xué)生的心目中順其自然就形成了電場(chǎng)強(qiáng)度的概念，并對(duì)它有了一定的理解.

5 巧用生活語(yǔ)言 活化抽象概念

物理學(xué)中的描述概念、規(guī)律語(yǔ)言都是比較嚴(yán)密、精煉的，有些遠(yuǎn)離學(xué)生的日常生活語(yǔ)言體系，使得他們感覺(jué)物理知識(shí)枯燥乏味、晦澀難懂，缺乏學(xué)習(xí)的積極性，甚至對(duì)物理學(xué)感到恐懼和排斥.巧用生活語(yǔ)言，將抽象的概念生活化，對(duì)學(xué)生理性的思維、開(kāi)闊的眼界和靈活的遷移等優(yōu)秀品質(zhì)的形成將產(chǎn)生積極的影響.

教學(xué)片段5 游戲互動(dòng)，感悟方向.

師：電場(chǎng)強(qiáng)度不僅有大小還有方向，點(diǎn)電荷周?chē)鼽c(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向又是如何的呢？下面來(lái)做個(gè)游戲（教師走到學(xué)生群體中間）.如果我是一個(gè)正點(diǎn)電荷，在周?chē)蜁?huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，我們可以根據(jù)試探電荷的受力方向來(lái)判斷場(chǎng)強(qiáng)的方向（場(chǎng)強(qiáng)方向規(guī)定：正試探電荷所受電場(chǎng)力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向），那么大家應(yīng)該是怎樣的試探電荷？

生：正試探電荷.

給學(xué)生幾秒鐘思考的時(shí)間后，請(qǐng)學(xué)生同時(shí)指出各自所受電場(chǎng)力的方向（都指向教師）.

教師小結(jié)：正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向特點(diǎn)是“萬(wàn)丈光芒”.

師：如果是負(fù)點(diǎn)電荷，場(chǎng)強(qiáng)方向又有何規(guī)律？

全體學(xué)生共同參與游戲，其中一位學(xué)生在班級(jí)中間充當(dāng)負(fù)點(diǎn)電荷，其他學(xué)生同時(shí)指出受力方向.

學(xué)生小結(jié)：負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)方向特點(diǎn)是“萬(wàn)箭穿心”.

教學(xué)感悟：學(xué)生聽(tīng)了新穎的語(yǔ)言表述，利用形象的生活語(yǔ)言將抽象的電場(chǎng)強(qiáng)度概念通俗化， 必定會(huì)感到如沐春風(fēng)、心曠神怡.再加上參與師生互動(dòng)的深度體驗(yàn)，學(xué)生對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度概念的理解也更為深刻，這樣的方式比讓學(xué)生直接看書(shū)獲得新知的效果要好得多.所以，生活語(yǔ)言的巧用必定會(huì)對(duì)高中物理概念教學(xué)產(chǎn)生積極的影響.

本節(jié)課通過(guò)類比、導(dǎo)學(xué)、探究、小組合作等形式，潛移默化之中讓學(xué)生慢慢建立并逐步理解電場(chǎng)強(qiáng)度這個(gè)非常抽象的概念，同時(shí)還注重了學(xué)生各方面能力的培養(yǎng)，對(duì)基于新課程理念的高中物理概念教學(xué)方法做了初步的嘗試.