电磁感应教学中的物理观念

王文霞

物理观念是高中物理核心素养中的重要组成部分，在高中阶段利用教学内容帮助学生形成物理观念十分重要。物理观念的形成离不开基础的物理知识和概念，是从学习的过程中提取和精炼出来的;同时又反作用于这些基础概念，使教学内容更加丰富。因此，教师在进行电磁感应教学时，多加思考其中的深刻物理观念，有助于提高学生的核心素养。

体会量子变化，认识物质观

物质是组成世界的不可或缺的部分，在学习物理的时候应从物理学的角度去认识物质的概念，认识物质观，形成物质观。在教学中，教师应注重让学生在学习中去感受量子化的含义，认识物质观包括什么内容，感受在电磁感应中的物质存在和表现形式，学会用物理知识去解释物质世界中的特定现象，从而提升学生的物理核心素养。

如在“电磁感应”内容的学习中，首先学生会认识到一个事实：宏观世界和微观世界是有很大区别的，微观世界不像宏观世界那样具有连续分布变化的特点，而是以量子化、不连续化的形式存在的。这一概念可用“光电效应”来解释，教师需设计一场关于光电效应的实验，如采用不同频率的光去照射锌板，观察验电器的张角变化情况。在实验中学生发现，不同频率的光照射时，验电器张角变化情况不同，只有当入射光频率      金属材料的截止频率  时，才可以使电子逸出，验电器张角才会发生变化。也因此可以说明，光具有的能量是分为一份一份的，即    。

由此可见，在关于光电效应的实验中，学生能够通过实际的实验现象，观察到不同频率照射下验电器张角的变化，能够更好地理解光电效应，体会到微观世界的量子化和不连续性，认识微观粒子的波粒二象性。這对于他们认识物质观，形成物理学角度的物质观念十分重要，起到了很好的促进作用。

探究传播形式，理解能量观

在物理的学习中，学生能够了解到各种关于能量的名称，如重力势能、动能、机械能、内能等等，要想进一步理解能量观，需要教师做好电磁感应中的能量传播形式探究教学，使学生掌握各种能量相互转化的核心内容，在能量转化中认识物理能量观所蕴含的内容。

如在讲解基于电磁感应定律产生的电动机的相关知识时，就引导学生对电动机转动过程中的能量观念进行分析。要想分析运动过程中的能量关系，首先就要对运动中的力的情况进行理解。在电动机转动中，首先是对电动机通电，然后就会发生电机转动的现象。直观开来就是电能转化为了动能。但是，如果我们对电动机内部的结构进行细致观察会发现，在电动机内部固定着两块异性的磁铁，因此，在电动机内部产生了固定的磁场，根据电磁感应的定律得出，当电动机通电后，缠绕在电机内部的导线就会受到安培力的作用开始转动，因此首先是电能产生了安培力，之后安培力做功将电能转化为了电动机转子的动能以及摩擦产生的热能损失，从而深入理解了能量之间产生的转化过程。

由此可见，在对电磁感应现象中机械能和电能之间的相互转化展开详细地介绍后，同学们可以更为深入地理解在这一现象里存在过的各种能量，理解能量之间的转化方式，对能量守恒的概念理解更深刻，完善了学生的物理能量观。

遵循能量守恒，树立相互作用观

物质世界的能量变化是遵循能量守恒定律的，虽然在能量转换的过程中会有能量的损失，但是能量不会凭空出现，也不会凭空消失。在遵循能量守恒的基础上，去探究电磁感应现象中的相互作用，能够帮助学生更好地理解相互作用力，掌握电磁感应的基本定理，利用能量守恒建立起学生的相互作用观。

如在学习“电磁感应”的时候，教师可以带领学生探究一下电磁感应现象中的能量传播形式，来理解物理世界中的能量观。法拉第电磁感应定律指出由电磁感应所产生的电动势大小满足关系式     ，也就是说，电动势大小和在单位时间内磁通量的变化成正比。在一个磁场B中，有一个可移动的导线，该导线和磁场外的导线构成闭合回路，如果要想实现闭合回路中穿过的磁通量发生变化，必然需要通过外力令导体垂直于磁场的方向移动，这样就有了外力F对导线做功，从而为这个系统提供了机械能，导线的运动使导线内部有电流，所以会产生安培力阻碍导线的移动，在这一过程中就需要外力克服安培力做功，将机械能转化为了电能储存在导体中，从而完成了电磁感应现象中的能量转化。

由此可见，在电磁感应中的运动仍然是遵循能量守恒定律的，只不过是由一种形式的能量转换成了另一种形式的能量，这也是电磁感应的本质内容。在电生磁的实验中，学生能感受到电能转换成机械能，而通过磁生电的实验，学生又能理解机械能是如何转换成电能的。在这种转换中感受能量守恒，树立相互作用观。

综上，在学习电磁感应部分的内容中，教师应注重挖掘教材内容中的有效资源，以帮助学生建立物理观念，提升核心素养。在这个过程中，通过实验让学生体验量子变化，能够使学生认识到微观世界的物质观念;通过带领学生一起去探究能量的传播形式，使学生去理解能量观念，掌握能量观中蕴含的深刻原理;通过结合能量守恒定律，使学生看到电磁世界中的相互作用现象，理解自然界中最基础的相互作用力之一。

（作者单位：江苏省扬州市江都区丁沟中学）