電磁感應的教學方式
在物理學的浩瀚宇宙中,電磁感應作為電磁學領域的一顆璀璨明珠,不僅揭示了自然界中電與磁之間神秘而深刻的聯(lián)系,也是現(xiàn)代科技發(fā)展的基石之一。如何將這一抽象而復雜的物理現(xiàn)象以生動有趣、易于理解的方式傳授給學生,成為了每一位物理教師面臨的重要課題。以下是小編整理的電磁感應的教學方式,僅供參考,希望能夠幫助到大家。
電磁感應的教學方式
一、電磁感應知識融入高中物理教學的重要性
1.興趣培養(yǎng)的重要手段通過高中物理基礎知識的融入,尤其是采用現(xiàn)代化的教學手段,將電磁感應知識與學生的興趣培養(yǎng)相融入,構建多層次、多角度、多視角的教學創(chuàng)新,讓學生在自我學習中感受到物理知識帶來的樂趣,增強物理學習的能力,尤其是加強物理實驗的運用,更好的將電磁感應知識作為物理知識學習的重要方式,形成高中生自主探究、自我學習的運用方式,并加強對公式的運用、定理的把握等,更好的發(fā)揮出整體的教學效應。譬如,在“電流磁效應的發(fā)現(xiàn)”環(huán)節(jié)的教學中,在過程敘事與邏輯分析結合的基礎上,層層遞進地將奧斯特如何思考并最終發(fā)現(xiàn)電流的周圍存在磁場這一現(xiàn)象的過程呈現(xiàn)給學生,有利其更好地領會物理規(guī)律自身所包含的本質與內涵,從而起到良好的興趣引導作用,將學生的個性思維與智力開發(fā)充分地調動起來。
2.創(chuàng)新知識的重要載體當前,在我國的物理教學課程指標中明確提出,物理教學的重要任務是培樣學生的基本物理知識并訓練其技能,通過對物理學的基本理論知識及其原理認真學習,使學生對物理現(xiàn)象與科學研究的方法有的更為深入的了解,并且使得學生的創(chuàng)新意識和實踐能力得到增強。伴隨我國物流教學方法的完善及教學水平的不斷提升,物理教學和實驗的內容不一再追求物理學本身的完善性及全面性,而是在教學題材和課程目標中融入了學生們應當重點掌握的一些更有價值的物理學內容,這樣更加接近實踐化的教學設置,使學生在科學教學中更好的掌握科學研究方法、學科思想、及學科知識。
二、分析高中物理教學中電磁感應教學存在的問題
1.新課程理念的“高要求”與教學實踐的“超現(xiàn)實”脫節(jié)雖然在新課改初期所有任課老師都參與了各級培訓,但不同的教師,對課程標準的解讀和落實都有自己的觀點,并且對新方法及新模式的理解與把握存在很大差異。對于絕大多數的一線教師在課堂教學實踐中不能及時解決所遇到的問題,使得他們“穿新鞋走老路”。電磁感應教學及實踐需要教師將現(xiàn)實生活與物理理論知識很好的結合起來,為了強化學生更好的掌握電磁感應理論,可以利用一些經典的實驗,但當前,我國面臨著新課程要求脫離教學實踐的物理教學,值得教師反思。
2.教學課時少與教學內容多的矛盾突出以高中課堂的電磁感應教學為例,首先,按照教學規(guī)定,教學年度總計40課時,但此課時計算是建立在平均指標之上的,而各教學部門的實際教學計劃安排往往會因為學生水平層次的差異而產生有所不同的課時量。從一線教師的實際授課情況來看,如果依據實際情況進行排課,至少需要55課時才能完成教學。
物理教師難以適應每周3節(jié)的物理課,人均教學班數增加是周課時少面臨的又一問題,批改作業(yè)工作量隨之大大增加,師生之間交流的機會驟減,對學生學習過程的評價難度也隨之增加。其次,由于學生可分配到電磁感應環(huán)節(jié)的自習時間存在較大不足的問題,且其在校期間物理課總體自主學習時間同時也受到諸如主科學習時間、課外活動安排等各方面因素的限制,加之任課教師個別輔導的時間極為有限,在一定程度上造成了學生較高的知識點遺忘率,使得學生物理學習的困難情緒與恐懼心理不斷增加。
3.實驗教學與實驗設備的相對滯后在電磁感應的教學活動中,將理論和現(xiàn)實緊密連接的一個重要方面是實驗教學,學生對于理論知識的把握在不同教學環(huán)節(jié)中的互動能夠得到進一步的提升。新課程的教學要求更為注重教學的過程與模式,強調對學生實踐能力的培養(yǎng),對實驗教學過程中演示性和探究性的實驗類型數量要求也有了明顯的提高,這也就對教學部門的實驗室配備標準提出了更高的要求。
同時,在“迷你實驗室”和“實驗與探究”兩個欄目中出現(xiàn)了諸多的實驗內容,而現(xiàn)實的情況是,許多學校物理實驗室的建設與配備標準仍然落后于新課程對實驗環(huán)節(jié)的教學要求,部分實驗室存在缺少相關實驗所需器材與設備的現(xiàn)象,現(xiàn)行實驗室標準仍不能完全實現(xiàn)完全的“與時俱進”,從而導致課前需要準備的教學儀器讓教師費時費力。并且,依照新課程理念,教學要接近學生的實際生活,生活中常用物品可以作為探究實驗的器材,而教師在準備教學的過程中需要消耗大量的時間,也需要較長的時間來逐步積累實驗器材。
三、概述高中物理電磁感應知識教學中探究式融入教學的特點
1.全面拓寬教學資源學生在課前對電磁感應知識點內容進行預習與自主學習,依照課本中所列出的相關實驗設備仿制楞次定律演示儀,可利用的材料從日常用品中獲取,如金屬易拉罐、泡沫塊、長針和吸管等,磁鐵和鋁管等材料則可以用于對比落體實驗,學生從此類實驗中能夠自發(fā)探究相關知識點所涉及的物理規(guī)律,從而能夠實現(xiàn)從體驗到思考,再到發(fā)現(xiàn)的過程。
學生在課前利用網絡資源查閱電磁感應與相關歷史人物方面的資料,既可保證新知識學習前的充分準備,也能為之后的課堂學習與實驗探究環(huán)節(jié)奠定有效的前期基礎。通過這樣的環(huán)環(huán)相接的教學與自主學習模式,學生在利用現(xiàn)代科技手段進行實際動手收集、篩選、加工、整理和歸納信息方面的能力能夠得到合理有效的培養(yǎng)與提升。另外,在課后總結與作業(yè)環(huán)節(jié),可鼓勵學生進行一定的自制研究,如制作一個簡易小型發(fā)電機模型等,這樣可以促使學生自覺利用網絡查詢電力知識模塊方面的相關資料與操作方法,使其能夠將課堂學習、生活實際與所掌握的物理知識緊密聯(lián)系,從而拓展學生運用知識進行探究的渠道,也能在很大程度上拓展探究式學習的空間。
2.激發(fā)思維以鞏固認知學生作為知識框架構建下自主學習的主體,其在問題探究過程中所表現(xiàn)出來的熱情與精神狀態(tài)對教學效果有著直接的影響作用。舉例來看,在新課的教學中,適當引入如軍事武器中的電磁軌道炮、“神舟五號”裝備的太陽能電池帆以及“三峽電站”等與現(xiàn)階段的重大科技事件和熱點新聞密切關聯(lián)的內容,可以突出教學內容的時代感,能夠貼近學生的實際關注點與興趣愛好方向。
在實驗環(huán)節(jié)中,引導學生利用自制的實驗器材進行知識點和物理規(guī)律的實際演示,從一個側面激發(fā)了學生的探究興趣和求知欲望。例如,將法拉第“電生磁”產生“磁生電”的設想引入到學生的自制器材實驗中,可拓寬學生的思維空間,使其對物理探究產生興趣乃至熱情。教師在整個過程中需要不斷激勵學生勇于創(chuàng)新的精神,鼓勵學生嘗試不同于傳統(tǒng)課本范例的新方式:在實驗探究中,將原線圈置于副線圈中保持靜止狀態(tài),將鐵芯插入或拔出,或者,將原線圈放于副線圈外側,通過兩者距離的變化來產生感應電流。此類多樣化的方法設計,使得學生能夠體會到發(fā)自內心的快樂與成就感。在實驗探究的過程中,設置開放的討論環(huán)境,讓學生進行實驗心得的交流討論,從而歸納出感應電流的產生條件。
教師再利用多媒體來呈現(xiàn)磁感線條數數量變化與磁通量變化的關系,幫助學生鞏固知識點,循序漸進地構建學生的認知結構框架。最后,教師伺機提出問題,在僅有線圈、檢流計、導線的情況下如何使其產生感應電流,以此來進一步激發(fā)學生的認知與思維沖突。這樣的實驗涉及能夠激發(fā)學生的思維想象與動手能力,鞏固學生的認知基礎。
3.領悟科學研究的方法在實驗探究的基礎上,需要同時將研究性學習有效融入實際課堂教學中,首先,以法拉第“磁生電”設想為主線引導,讓學生自主在第一階段有效完成實驗探究,獲得親身經歷與感性認識。然后,引導學生在第二階段進行小組合作實驗與分析,隨即進行交流討論并進行研究分析得出結論,并再次通過實驗進行充分的驗證,最后在第三階段設計思維拓展活動來鞏固學生知識的應用能力。這樣的設計旨在將科學研究的一般方法融合到實驗教學的過程中,即提出設想—實驗探究—理論分析—實驗驗證—投入應用,使學生在實驗、探究與研究的過程中領悟科學研究的一般方法,提升學生的科學素養(yǎng)。需要注意的是,學生探究式學習與研究性課堂的設計必須以學生的學習發(fā)展和知識結構框架構建為中心,不能盲目脫離教學大綱的要求。
此類學習的目標在于掌握探究步驟,領悟實驗與研究方法,構建知識框架,教師在探究式學習的課堂中需要對學生進行適當和必要的引導或指導,對于實驗教學的設計要求較高,需要體現(xiàn)實驗教學循序漸進的特點,使探究與研究學習能夠逐步遞進,同時凸顯學生在實驗環(huán)節(jié)的自主性,使其能夠在過程中領悟探究的本質與方法。
四、探討提升電磁感應教學及實驗水平的對策
1.注重探究精神培養(yǎng)現(xiàn)階段學生所使用的物理教學學習資料中,對于電磁感應環(huán)節(jié)的學習部分更加突顯了學生探究精神的培養(yǎng),一個人探究精神培養(yǎng)的最好時機是學生時代,科學家們探究自然界、并以對此提出各類證據的一個過程就是科學探究,物理教學在學習和教學的環(huán)節(jié)中由于自身特點研究內容必不可少,所以需要教學人員高度重視,對于培養(yǎng)學生的探究精神,往往以啟發(fā)式教學為主,以教學實驗為保證。
首先教師不能將灌輸式教學體現(xiàn)在教學環(huán)節(jié)中,應當不斷的聯(lián)系生活實踐,將一些有意思,有啟發(fā)的現(xiàn)象利用物理理論表達出來,讓學生的學習興趣得到更好的培養(yǎng)。同時,電磁感應也是物理學中一個非常重要的教學內容,需要大量的實驗得到保證,教師可以充分的通過實驗環(huán)節(jié)啟發(fā)學生自行發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力,這種探究式教學對于提高學生的學習能力以及課堂的教學效果來說都具有非常重要的作用。
2.培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,鼓勵自主設計步入二十一世紀,對于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是一個相當重要的方面。物理教學中學生自主探究問題的一個重要部分是實驗環(huán)節(jié),鼓勵學生像科學家們一樣沉浸到實驗環(huán)節(jié)中去,這樣可以讓學生的科學研究能力科學精神、科學的學習態(tài)度得到培養(yǎng)。因此,教師在電磁感應的教學實驗環(huán)節(jié)中,不能給出學生成型的研究設計和研究方案,更不應該給予學生全面的指導和監(jiān)督,而是應該恰當的擴大開放性,鼓勵學生自主思考,自主解決問題。當然,開放的程度也要有適當的度,否則學生或許會由于缺乏合理的指導而沒有辦法繼續(xù)進行下去。
學生們必須培養(yǎng)自己的探究性學習方法,提出屬于自己的探究性研究方案,例如在楞次定律的教學中,學生們就需要首先熟悉電流的方向和紅黑線的關系,這樣學生們才可以更好培養(yǎng)出自己的探究性研究方案能力,也更加適應現(xiàn)代年輕人的認知水平。
3.強化實踐意識,培養(yǎng)學習興趣實驗環(huán)節(jié)在物理教學中具有非常突出和重要的作用,是物理教學的一大特點,充分理解與強化理論知識就是實踐環(huán)節(jié)的一個重要部分和目標,其也是學生學習興趣培養(yǎng)的一個重要環(huán)節(jié),電磁感應的實踐教學環(huán)節(jié)主要通過物理教學中的一些典型的實驗得到保證,當前,教師需在此基礎上不斷開發(fā)與創(chuàng)新教學實踐部分和內容。
比如,演示實驗—條形磁鐵插入線圈觀察:“1.將條形磁鐵插入或抽出時,可見電流表的指針偏轉。2.磁鐵與線圈相對靜止時,可見電流表指針不偏轉。現(xiàn)象分析:(師生討論)對線圈回路,當線圈與磁鐵有沿軸線的相對運動時,所處磁場因磁鐵的遠離和靠近而變化,而S未變,故穿過線圈的磁通變化,產生感應電流,而當磁鐵不動時,線圈處B,S不變,故無感應電流”。通過實驗教學中的現(xiàn)象分析,學生可以直觀的了解到電磁感應這一知識點,從而產生興趣,主動掌握更多的知識與應用技能。
4.創(chuàng)新教學方法,引導學生思維思維引導在高中物理教學過程中扮演著極為重要的角色,也是學生形成物理知識構成體系的需要,教師需要在學生所掌握的物理基礎知識上,引導其學會融會貫通,自主拓展相關知識面,拜托固有思維模式的限制。在教學中,可以按知識的“學習鞏固—回顧聯(lián)系—融會貫通—思維拓展—能力培養(yǎng)”這樣的步驟順序展開教學,使學生的知識和能力能夠得到同步提高。例如,在電磁感應現(xiàn)象的教學中,首先從內容導入教學:奧斯特實驗搭建的電、磁連通橋梁使人們對電能產生磁這一規(guī)律深信不疑,但同時又存在磁是否能產生電的疑問。
英國物理學家法拉第則堅信電與磁決不是兩個孤立的單位,兩者之間有著必然的密切聯(lián)系,他認為在磁場中放置的導線內產生電流需要一定的條件,法拉第通過十年大量的實驗,最終發(fā)現(xiàn)了這一條件,從而開創(chuàng)了物理學的新空間。其次,該教學環(huán)節(jié)的第二步應為教師演示實驗和學生的實踐實驗,即觀察導體在磁場中切割磁力線的運動現(xiàn)象:AB做切割磁感線運動,電流表指針可見明顯的偏轉。由此,可以得到初步結論:當閉合回路中的部分導體做切割磁感線的運動時,電路中會產生電流。相應現(xiàn)象分析為:導體在不切割磁力線時,電路中不產生電流,反之,導體在切割磁力線時閉合電路中存在電流。
此處,教師引導學生回顧磁通量的定義。第三個環(huán)節(jié)設計為師生間的相互討論:相對閉合回路而言,所處磁場未變,僅因為AB的運動使回路在磁場中部分面積產生變化,導致穿過回路的磁通發(fā)生變化,故回路中產生了電流。因此,教師通過對教學方法的不斷改革與創(chuàng)新,引導學生在新理念基礎上拓寬思維模式,有益于學生對所學物理知識的實際運用能力,同時也提高了其具體分析與解題的能力。
五、結語
高中物理教學中電磁感應知識的融入教學,是作為推動整個課程教學的關鍵點,在實際的教學過程中,既要全面思考整個教學過程的應用,也要從圍繞學生思維能力的拓寬,更多的融入整個教學模式的創(chuàng)新手段,讓學生在知識的構建中學到解題、分析問題的能力,拓展自己的思維能力。
同時,物理學科的教學必須與實踐探究、分析歸納與實驗驗證等要素緊密聯(lián)系。教師在教學的過程中需要利用現(xiàn)代教育技術與互聯(lián)網資源,不斷創(chuàng)新教學設計與教學方法,將物理基礎知識點與實驗、分析、驗證、解題、理解、鞏固等諸多方面的過程相結合,合理有效的引導學生,激發(fā)學習興趣,培養(yǎng)動手與分析能力,從而構建完整的知識結構框架,發(fā)揮課堂教學與實驗實踐相結合的優(yōu)勢,實現(xiàn)素質教育與能力培養(yǎng)目標,提升教學效果。
電磁感應的教學方式
一、實驗演示:直觀感受電磁的魅力
“百聞不如一見”,實驗是物理教學中不可或缺的一環(huán)。在講解電磁感應時,教師可以設計一系列直觀的實驗,如法拉第實驗——通過改變磁場中的導體運動狀態(tài)來觀察電流的產生,或者使用電磁感應發(fā)電機模型,讓學生親手轉動線圈,感受電流的產生過程。這些實驗不僅能夠立即吸引學生的注意力,還能讓他們通過親身體驗,直觀理解“變化的磁場產生電場”這一核心概念。
二、多媒體輔助教學:化抽象為具象
隨著信息技術的發(fā)展,多媒體工具成為了教學的新寵。利用動畫軟件模擬電磁感應過程,如磁場線的動態(tài)變化、導體切割磁感線時電子的流動等,可以將抽象的物理概念轉化為生動形象的視覺畫面。此外,結合視頻資料,如科學家發(fā)現(xiàn)電磁感應原理的歷史回顧,不僅能增加課程的趣味性,還能讓學生在學習科學知識的同時,感受到科學探索的艱辛與樂趣。
三、探究式學習:激發(fā)學生的主動探索欲
探究式學習鼓勵學生通過觀察、提問、假設、實驗和結論等步驟,主動探索未知。在電磁感應的教學中,教師可以設計一系列問題鏈,如“為什么發(fā)電機能發(fā)電?”“改變哪些因素會影響感應電流的大。俊币龑W生分組討論,設計實驗方案,并進行實際操作。這種學習方式不僅能提高學生的動手能力和團隊協(xié)作能力,還能培養(yǎng)他們的批判性思維和解決問題的能力。
四、跨學科整合:拓寬視野,深化理解
電磁感應不僅限于物理學范疇,它與日常生活、工程技術乃至醫(yī)學等多個領域緊密相連。通過跨學科整合,如將電磁感應原理與電力輸送、無線充電技術、心臟起搏器的工作原理等相結合,不僅能讓學生看到物理知識的實際應用價值,還能激發(fā)他們對未來科技的好奇心和探索欲。
五、反思與總結:構建知識體系
每次教學活動結束后,組織學生進行反思與總結至關重要。通過小組討論或個人筆記的形式,回顧電磁感應的關鍵概念、實驗現(xiàn)象、實際應用及學習過程中遇到的難題和解決方法,有助于鞏固新知,構建完整的知識體系。同時,鼓勵學生提出新的問題和想法,為后續(xù)的深入學習埋下伏筆。
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