以“電場強度”教學談高中物理概念教學方法初探お

李康 呂有功

概念反映的是事物的本質屬性，是人們對事物本質屬性的反映.由于物理概念顯得有些枯燥乏味、晦澀難懂，學生缺乏學習的積極性，物理概念教學就成為了高中物理教學的薄弱環節.本文以“電場強度”課堂教學為例，利用若干教學片段，對新課程背景下高中物理概念教學方法做了初步的嘗試.

物理定律和公式都是從概念出發，利用科學實驗與邏輯推理建立起來的，這些物理定律和公式反映了物理現象中各類概念間的內在聯系.作為物理知識結構的基礎，物理概念是物理現象抽象化和概括化的思維形式，它的正確形成是掌握和應用物理規律的前提.因此，物理概念教學在高中教學中具有重要的地位，通過概念教學可以讓學生在知識與能力上獲得提升.本文以“電場強度”課堂教學為例，利用若干教學片段，對新課程背景下高中物理概念教學方法做了初步的嘗試.

1 創設教學情境 激發學生興趣

美國教育家哈曼說過：“那些不設法勾起學生求知欲望的教學，正如同錘打一塊冰冷的生鐵.”有效的教學情境可以讓學生處于一種“心欲求而不能”的狀態之中，強烈的求知欲望自然會激發出學生求學的興趣.

教學片段1 魔術導入，激發興趣.

視頻播放：懸空的紙幣.

師：懸空的紙幣有沒有受到力的作用？它與其他物體接觸了嗎？

生：有力的作用，但沒有與其他物體接觸.

師：那么紙幣又是如何懸空的呢？

教學感悟：“場”既看不見也摸不著，場的認識對學生抽象思維的要求非常高.利用一段魔術視頻導入新課，讓學生感覺到物理是有趣的，進而激發出學生濃厚的學習熱情.

2 由類比到感知 形成物理概念

開普勒說過：“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.”通過類比的方法，可以將抽象的事物變得直觀形象化，有利于學生掌握物理知識，有利于發展學生智力，有利于培養學生能力.

教學片段2 借助類比，感知電場.

師：誰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有相互作用？

生：因為磁場的存在.

師：如圖1，磁鐵B是如何與磁鐵A發生相互作用的？

生：在磁鐵A的周圍存在磁場，當磁鐵B處于A的磁場中時，A通過磁場對B產生了磁力的作用.

師：可見，磁場的基本特性是對放入其中的磁體有力的作用.上一節課我們學習了庫侖定律，知道兩個不直接接觸的電荷間也存在相互作用，大膽猜測一下這又是什么原因？

生：電荷周圍存在電場.

師：如圖2，電荷B是如何受到電荷A對其靜電力作用的？

生：在電荷A的周圍存在電場，當電荷B處于A的電場中時，A通過電場對B施加了電場力的作用.

教師小結：大家的猜想非常正確，近代物理實驗和理論都已證實，無論是磁場還是電場，它們作為一類看不見也摸不著的物質真實存在于我們的日常生活中，這就是場.

教學感悟：運用類比的思想，通過熟悉的磁場概念引出陌生的電場概念，由已知的磁場基本特性及研究方法獲得未知的電場基本特性及研究方法，這樣的類比教學方法可以給學生啟發思路、提供線索，幫助學生更加有效的形成電場概念.

3 演示定性實驗 初探電場性質

實驗是物理學的基礎，是檢驗物理理論的標準.演示實驗則是為了配合教學內容由教師操作表演示范的實驗.在建立概念的高中物理課堂教學中，演示實驗不僅是深受學生喜愛的實驗形式，同時也是教師施展教學藝術的獨特方法.

教學片段3 演示探究，觀察現象.

演示實驗：如圖3，教師演示帶電小球在帶電金屬導體球周圍不同位置的受力情況（錄制實驗視頻）.

師：當帶電小球慢慢靠近金屬導體球時，觀察到什么現象？說明什么？

生：懸線張角變大，說明帶電小球受到的電場力變大.

師：這說明在不同位置電場的強弱不同.

教學感悟：（1）演示實驗可以化抽象為具體，變枯燥為生動，將所要研究的物理現象清楚地呈現給學生；（2）由于電學實驗受天氣、環境等影響較大，課前在準備實驗器材的同時，事先錄制好一段相應的視頻，做好兩手準備.

4 從定性到定量 描述電場強弱

在研究物理的過程中，若只能對物理現象、概念和規律進行定性的描述，意味著還停留在對物理的初步感知階段.作為一門精密的自然科學，只有將物理概念、規律定量的表示出來，才能真正實現對物理的感悟，才能使感性思維發展提升為理性思維.

教學片段4 合作探究，尋找規律.

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

師：空間某點處的電場強弱可以用試探電荷所受電場力來表征嗎？為什么？

生：不行.不同的試探電荷在同一點所受電場力并不相同.

師：那么我們該用什么物理量來描述電場的強弱呢？請相互合作，探究表格中數據的規律.

學生分組合作探究.

師：找出什么規律了嗎？能不能找到描述電場強弱的物理量？

生：在電場中的同一點，試探電荷所受的電場力與電量的比值不變；在電場中的不同點，這一比值不同.因此，可以用這一比值來描述電場的強弱.

教學感悟：為了讓學生自主探究獲得描述電場強弱的物理量，引導學生利用表格獨立思考、明確分工、協調合作，嘗試自己找出規律.學生的心目中順其自然就形成了電場強度的概念，并對它有了一定的理解.

5 巧用生活語言 活化抽象概念

物理學中的描述概念、規律語言都是比較嚴密、精煉的，有些遠離學生的日常生活語言體系，使得他們感覺物理知識枯燥乏味、晦澀難懂，缺乏學習的積極性，甚至對物理學感到恐懼和排斥.巧用生活語言，將抽象的概念生活化，對學生理性的思維、開闊的眼界和靈活的遷移等優秀品質的形成將產生積極的影響.

教學片段5 游戲互動，感悟方向.

師：電場強度不僅有大小還有方向，點電荷周圍各點的場強方向又是如何的呢？下面來做個游戲（教師走到學生群體中間）.如果我是一個正點電荷，在周圍就會產生電場，我們可以根據試探電荷的受力方向來判斷場強的方向（場強方向規定：正試探電荷所受電場力的方向為該點場強的方向），那么大家應該是怎樣的試探電荷？

生：正試探電荷.

給學生幾秒鐘思考的時間后，請學生同時指出各自所受電場力的方向（都指向教師）.

教師小結：正點電荷產生的場強方向特點是“萬丈光芒”.

師：如果是負點電荷，場強方向又有何規律？

全體學生共同參與游戲，其中一位學生在班級中間充當負點電荷，其他學生同時指出受力方向.

學生小結：負點電荷產生的場強方向特點是“萬箭穿心”.

教學感悟：學生聽了新穎的語言表述，利用形象的生活語言將抽象的電場強度概念通俗化， 必定會感到如沐春風、心曠神怡.再加上參與師生互動的深度體驗，學生對電場強度概念的理解也更為深刻，這樣的方式比讓學生直接看書獲得新知的效果要好得多.所以，生活語言的巧用必定會對高中物理概念教學產生積極的影響.

本節課通過類比、導學、探究、小組合作等形式，潛移默化之中讓學生慢慢建立并逐步理解電場強度這個非常抽象的概念，同時還注重了學生各方面能力的培養，對基于新課程理念的高中物理概念教學方法做了初步的嘗試.