高中物理磁场教学中情境教学的有效运用

2024-05-09 16:42
数理化解题研究 2024年6期
关键词:铁屑磁场高中物理

沈 云

(江苏省外国语学校,江苏 苏州 215104)

高中物理磁场板块的教学被视为教学活动中的难点.一方面,其知识结构较为复杂,学生需要掌握基础概念、定理与算法等知识;另一方面,高中物理磁场教学中涉及多元抽象概念,如磁感线、磁感应强度、磁通量等,学生难以整合磁场的有关知识.基于情境教学视角引导学生整合高中物理磁场知识,完成从具象到抽象的思维过渡,必须积极创新高中物理磁场教学方案.整合物理知识,展开探究学习,以此来提升高中生的物理学习能力.

1 高中物理磁场教学的难点分析

1.1 知识点构成较为复杂

物理是反映生活中的客观物质科学的教育学科,其以唯物主义思想为核心,强调学生对于物理知识的整合、应用,关注学生学习能力与物理素养的综合发展.在指导高中生学习磁场知识的过程中,必须强调基础物理概念的讲解,消除学生的知识盲区.但从教学现状进行分析,复杂的知识点已经影响了学生的物理学习效率[1].首先,高中物理磁场板块中的相关概念带有抽象性特点,如对于“磁感线”这一概念的解读,其在物理图示资源当中有着特定的表示方法,但并不存在于真实的物理磁场当中,学生很难理解.其次,部分物理概念具有混淆性,学生难以掌握.如对于“磁感应强度”与“磁通量”的学习,学生在理解相关概念的过程中可能会表现出“望文生义”的问题,忽视物理概念的内在本质.

1.2 物理知识较为抽象

针对高中物理磁场知识落实有效教学,必须将抽象的物理知识转化为直观的学习资源,引导学生转化思维,以此来提升高中生的物理学习能力.对于以抽象性为特点的高中物理磁场知识来说,其知识构成在无形中加大了学生的学习压力.首先,高中物理课堂中的有关概念以“图示+文字+符号”的形式进行表示,学生难以整合相关知识点,在理解的过程中,直观叙述较为复杂,学生的学习效率无法得到保障.其次,部分物理概念、定理成型于漫长的物理探究当中,知识结构较为繁琐,如高中物理磁场教学中“奥斯特实验”的学习,其同步导入了电流、磁场等概念,教学要求较为复杂.当多个抽象的物理概念融为一体,如何引导学生展开物理学习活动,这一问题需要教师积极解决.

2 高中物理磁场教学中情境教学的应用策略

2.1 结合情境讲解基础物理概念

认知并应用基础概念,这是引导学生应用、整合学科知识的基本前提条件.在针对高中物理磁场知识展开教学活动的过程中,教师可以利用现实情境导入学科探究问题,将物理学科中的关键知识与教学要求结合起来,以此来提升高中生的物理学习热情.在教学活动中,教师应该尝试基于物理探究、学生互动的多元视角展开教学工作,鼓励学生在学习的过程中提出问题,展开互动交流,依靠情境教学理念解决物理课程中的基础问题,引导高中生主动挖掘物理概念.

以高中物理磁场教学中“磁体”的有关知识为例.学生无法理解磁体的有关概念,对于物理知识的认识不够全面.针对基础的物理概念,便可以通过情境教学引导学生进行思考,在情境互动中增强物理教学活动的趣味性.如下列情境问题所示:

某探险小队在野外迷了路,手中的装备已经遗失,现在只剩下一个指南针,小队需要向南方行走以回到正确的道路上.在使用指南针之后,探险队决定按照指南针上“N”所指的方向前进,思考一下,他们所选择的方向正确吗?

在提出情境问题之后,结合情境引导学生进行探究.首先,思考指南针上“N”的含义,尝试探究“N”所代表的方向;其次,对有关物理知识进行探究,在要求学生进行学习的同时,围绕着教材知识引导学生分析“磁体”的有关概念,从磁体对金属的吸引作用、磁体与指南针的设计等角度入手,组织学生展开物理学习,降低学生的学习压力.在讲解“磁体”概念的过程中,结合学生所掌握的学习成果来深化学习问题:指南针上的“N”代表“北”,为何能够用来表示南方?此时,引导学生利用思维导图辨析相关物理概念,针对“地磁磁极”与“地理方向”展开物理探究活动:地磁的北方位于地理的南方,而地磁的南方则位于地理的北方.配合情境中的相关问题、教材中的科学概念,引导学生去推导复杂的物理知识.在情境的带动下,将物理知识与现实情境结合起来,促使学生生成物理学习兴趣.

2.2 结合情境导入实践教学任务

情境可以将物理问题以更为自然的方式带入课堂当中,进而驱动学生展开交流、学习,并赋予学生思考的能力[2].基于情境教学优化高中物理磁场教学模式,可以尝试利用情境开发物理实验,在实验过程中导入思考问题.在结合情境开展教学活动的过程中,教师要重视学生的实践学习与自主体验,引导学生配合情境挖掘物理问题,整合复杂的物理知识.从知识应用、学生探究、结论归纳等角度入手实施教学活动,以此来营造更为开放的教学氛围.

以高中物理磁场教学中“磁场”的有关教学为例,学生需要掌握两大物理知识:一方面,解读磁场的有关概念,消除学习盲区;另一方面,对磁场中的有关知识进行应用,结合现实生活展开物理探究.如对于高中物理磁场教学中“磁体的磁场”的判断,教师可以利用生活情境来引导学生进行学习.在课堂上,以展出随堂实验的方式导入物理问题:准备铁屑、椭圆形磁铁等材料,进行实验教学.将铁屑均匀铺洒在白纸上,随后利用磁铁进行实验:将磁铁放置到白纸上,铁屑的分布状态会呈现出怎样的变化特点?在要求学生进行学习的同时,对教材中的物理概念进行讲解.在随后的教学活动中,针对“磁场方向”的有关问题设计情境教学模式.教师可以尝试将教学活动划分为知识应用、学生绘图、经验总结三个板块.在设计实验活动之前,引导学生对可能出现的物理现象提出物理假设.随后,根据实验现象引导学生展开绘图活动:将铁屑的分布特点以绘图的形式记录下来,围绕着铁屑与磁场之间的关系展开互动.在情境教学视角下解决问题,要强调问题的转化:铁屑的分布并没有呈现出“平均分布”特点,反而是越靠近磁铁的位置铁屑越密集,这是为什么?在提出问题之后,导入磁感线的相关概念.应用物理情境带入思考问题,有助于学生展开更为高效的物理学习.

2.3 结合情境解决物理学习问题

在高中物理磁场教学中,部分物理知识、概念的形成与人类科学的发展历程息息相关.尊重物理学科本身的科学性特点,通过情境导入设计知识应用、学生探究、交流互动于一体的教学模式,有助于高中生深度掌握物理知识.在积极发展学生的物理学科素养的过程中,教师应该尝试结合相关定理导入情境,以情境资源驱动高中生展开高效学习,挖掘物理知识,从而帮助学生认知物理知识.

以高中物理磁场教学中“磁场方向”的教学为例,判断磁场方向是解决物理问题的基本前提条件,但在高中物理教学活动中,学生对于磁场知识的认识各不相同.为了帮助学生认识到物理概念的特殊性,便可以借由各类实践工具来带入情境,引导学生探究物理知识[3].如对于电流磁场的判断,可以利用情境引导学生展开互动学习,掌握其中的科学原理.如下列问题所示:

某工厂需要对电路进行改造,在电路中加入抗电磁干扰系统.已知电路中包含长度为5米的通电螺线管和周长为2米的大型的环形电圈.为取得最好的抗磁效果,需要判断磁场的方向,应该如何进行判定?

在导入教学任务之后,为学生提供通电螺线管和环形电圈等材料,并为学生提供可用于磁场方向判断的示意图,引导学生展开探究,尝试说明电流方向与磁场方向之间的关系.在互动情境中,基于“电流方向”“磁场方向”为学生设计情境互动任务:在不同的导电系统当中,当电流的方向发生了变化,磁场的方向是否也会发生变化?基于互动情境赋予学生探究的机会,可以让学生认识到物理教学当中的科学定理,主动对其进行应用,以此来提升学生的物理学习效率.

2.4 结合情境开展物理实验活动

情境教学具有体验性、交互性特点.在高中物理教学活动中应用情境教学理念,教师可以尝试将物理知识应用到互动情境当中,在情境中引导学生挖掘物理知识,提升学生的物理应用能力.对比以往的物理教学方案,实验视角下的情境教学将物理知识与现实操作过程结合起来,有助于学生在直观材料的带动下整合物理知识.

以高中物理磁场教学中“磁感应强度”的有关教学为例,可以结合情境教学为学生导入物理实验.在实验过程中引导学生探究物理知识,将生活情境带入课堂当中,降低学生的物理学习压力[4].首先,教师为学生讲解基础物理知识,对“磁感应强度”的概念进行说明;其次,教师在课堂上开发物理情境,以学习“磁感应强度”的有关概念为任务,导入物理探究活动:“电生磁”是一种常见的物理现象,当电流通过不同直径的导线时,其所产生的磁感应强度会发生怎样的变化?在提出互动问题之后,引导学生展开物理学习活动.在随后的教学指导环节,继续对学生提出物理学习问题:尝试以高压线、小汽车玩具当中的导线为对象,计算其中的磁感应强度.在教学活动中,要求学生以情境设计物理实验:通过“铁屑与磁场”的相互吸引这一现象,来证明磁场的存在.在后续的物理教学活动中,则要求学生以自由发言为核心,结合对应的实验情境说明影响磁感应强度的物理量.当学生整合物理知识之后,继续引导学生开发多元化物理情境:当电流强度、导线长度与导线直径发生变化时,有哪些因素会影响磁感应强度?整合物理问题,在情境中互动,引导学生展开多元化学习活动.

3 结束语

情境教学是帮助学生掌握复杂概念与物理知识的有效方法.在高中物理教学活动中应用情境教学理念展开教学活动,教师应该基于知识应用、学科探究的多元视角引导学生进行学习.挖掘物理知识,在教学活动中整合物理资源,以此来优化高中物理教学,依靠情境的体验、交互功能创新教学模式.

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