高中物理中电磁感应的教学研究

2021-02-01 04:44
数理化解题研究 2021年27期
关键词:电磁感应电磁波磁场

王 辉

(河北省张家口市第一中学 075000)

电磁感应现象就是利用磁场产生电流的现象,属于高中物理知识体系中的关键构成部分,不仅理论知识较多,还搭配有不少实验,目的是通过实验将抽象的电磁感应原理概括出来.高中物理教师应坚持理论与实验有机结合的教学原则,通过一系列教学举措提升学生参与学习的自主性与积极性,让他们深入探索电磁感应的奥秘,使其深化认知电磁感应知识.

一、做好新课导入工作,激发学生学习兴趣

在高中物理电磁感应教学中,由于该部分知识内容相对抽象,虽然在现实生活中也有存在,不过很多学生都不易理解,这就导致他们学习兴趣一般.因此,高中物理教师在电磁感应教学中,首要任务是在一节课的教学中做好导入工作,尽可能利用一些有趣或生活中的电磁感应现象,由此揭示新课主题,激起学生学习新知识的兴趣,让他们表现的更为积极.

在进行“磁场 磁感线”教学时,教师谈话导入:我国古代对磁最早的应用是什么?日常生活中有哪些是磁知识的运用?在学生讨论的同时,课件中同步展示司南、指南针、磁悬浮列车、喇叭和螺丝刀等图片,使其意识到磁在生活中的广泛运用,并带领他们回忆磁性、磁体、磁极、磁化、消磁、磁性材料及磁体间的相互作用等知识.接着,教师设疑:电现象和磁现象间的相似是偶然的吗?那些磁化现象又说明什么?电现象和磁现象存在某种联系吗?顺利引出本节课的知识,指导学生进行奥斯特实验,他们发现通电时小磁针会发生偏移,断电时小磁针转回到指南北的方向,使其得出结论:通电直导线周围存在磁场.

上述案例,教师通过列举磁现象在生活、生产中的应用,让学生初步了解磁现象,利用常见的生活现象导入新课,激起他们的学习兴趣与热情,使其对新课充满无限期待与渴望.

二、注重基础知识讲授,帮助学生扎实根基

物理是一门十分注重理论知识教学的科目,高中生虽然经历初中物理知识的学习,但是了解的电场知识有限,他们在学习电磁感应知识时仍困难重重.在高中电磁感应教学中,因为知识难度较大,要想帮助学生全面掌握该部分知识很难一蹴而就,教师需坚持循序渐进的原则,注重基础知识的讲授,带领他们“细嚼慢咽”,使其更加容易消化,从而扎实根基.

例如,在开展“电磁振荡”教学时,教师先播放天宫一号发射的画面,讲述:天宫一号飞入太空以后,人们是如何知道它到达预定地点的?学生知道是无线电波,指出:无线电广播、电视、人造卫星、导弹、宇宙飞船等,传递信息时都要用到电磁波,那么电磁波是什么?怎样产生的?有什么性质?怎样传递信号?使其发现与个人认知存在冲突,由此揭示新课主题.接着,教师通过实验演示搭配电脑模拟的方式呈现LC振荡电路,简单介绍这一装置,及电流表与电压表的作用,然后操作实验,要求学生观察电流表、电压表的指针变化情况,使他们归纳出三个现象,得出结论:当电容器充电后能够产生周期性变化的电流.

针对上述案例,教师高度重视有关电磁振荡的基础性知识讲授,帮助学生牢固记忆与深刻掌握,让他们认识LC回路产生电磁振荡的现象,了解LC回路工作电流、电量变化的规律.

三、发挥问题导向功效,激活学生物理思维

电磁感应知识对于高中生来说较为陌生,他们在课堂上往往表现的不够活跃,再加上学习任务繁重和较大的升学压力,思维也显得较为僵硬,不利于电磁感应知识的学习与掌握.对此,高中物理教师在具体的电磁感应教学中,应极力发挥出问题导向的功效,根据课本知识巧妙设置一系列问题,启发学生有针对性的思考、交流与讨论,激活他们的物理思维.

以“磁感应强度”教学为例,教师先演示实验:用不同磁铁吸引起同一重物,让学生感受到磁场有强弱之分;然后演示实验:磁场中小磁针位置不同、指向不同,使其意识到磁场是有方向的,提出问题:如何描述磁场的强弱与方向?他们知道是磁感线.接着,教师继续提问:如何用磁感线描述磁场的强弱和方向?学生讨论后知用疏密程度描述磁场强弱,用切线方向描述磁场方向,即小磁针静止时北极的指向描述方向,追问:电场除用电场线描述外,还可用哪个量来描述?组织他们分析后得知既然电场的强弱和方向可用电场强度来描述,那么类似磁场的强弱和方向也可用一个物理量来描述,使其得出这个量就是磁感应强度.

如此,教师充分发挥出问题导向的功效,通过层层设问激活学生的物理思维,使其思维始终处于活跃状态,且同学间的思维发生碰撞与交流,让他们用类比的方法学会知识迁移.

四、开放实验教学课堂,学生亲身参与实践

随着新课标的实施,大力倡导开放式课堂的设计,打造一个轻松自由的学习环境,将学习的主动权交给学生,为其提供亲身参与实践的机会,训练他们的动手操作能力.在高中物理电磁感应教学中,实验教学是不可或缺的一部分,教师需设置开放式的实验课堂,指导学生动手设计、操作与完成实验,辅助他们高效理解理论知识,使其形成完善的知识体系.

在实施“电磁感应现象及应用”教学时,教师设疑:磁场产生感应电流的条件是什么?鼓励学生提出猜想,尝试设计实验验证,指导他们在小组内操作:直导线在磁场中导体不动、向上、向下运动,或向左、向右运动,使其认真观察实验现象,概括导体棒的运动情况及表针的摆动情况,从而发现闭合电路的一部分导体做切割磁感线的运动时,电路中就有电流产生.之后,学生操作实验:条形磁铁插入(拨出)螺线管,同样观察现象与概括结果,使其得出无论是导体运动,还是磁场运动,只要导体和磁场之间发生切割磁感线的相对运动,闭合电流中就有电流产生,随后他们继续通过实验探究电磁感应产生的条件.

在上述案例中,教师构建开放式的实验课堂,引导学生围绕磁场产生感应电流的条件提出猜想,设计、操作以及完成实验,使其亲身经历知识产生的过程,锻炼他们的实践能力.

五、设计电磁感应练习,锻炼学生解题能力

在高中电磁感应教学过程中,当完成课堂教学任务以后,教师需及时安排课后练习,通过做练习题的方式不仅检测学生对知识的掌握情况,还能够帮助他们查漏补缺,使其有针对的改正或加强学习.所以,高中物理教师讲授完电磁感应中某一章节的知识以后,可以围绕重点、难点、疑点设计习题训练,锻炼学生的解题能力,促使他们进一步巩固学习成果.

在“电磁波谱”教学中,教师可设计以下练习题:下列各组电磁波,按波长由长到短的正确排列是( ).

A.γ射线、红外线、紫外线、可见光

B.红外线、可见光、紫外线、γ射线

C.可见光、红外线、紫外线、γ射线

D.紫外线、可见光、红外线、γ射线

在电磁波谱中,下列说法正确的是( ).

A.各种电磁波有明显的频率和波长区域界限

B.γ射线的频率一定大于X射线的频率

C.X射线的波长有可能等于紫外线波长

D.可见光波长一定比无线电波的短

波长为50 m~100 m的无线电波适宜通过电离层的反射向远处传播,这些无线电波的频率范围是多大?若传到相隔1500 km的远处至少需要多长时间?等.

对于上述案例,教师讲授完教材中的内容之后,科学设计一系列练习题,以检测学生对电磁波谱相关知识的理解、掌握与运用情况,使其发现自身的不足,提升他们的解题水平.

在高中物理电磁感应教学实践中,教师需认真研究该部分知识的特色,科学合理的制定教学规划与方案,以引起学生的学习兴趣为前提,通过灵活多变的教学方式带领他们学习理论知识、操作实验与习题训练,使其轻松掌握电磁感应知识.

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