試分析高中電磁學(xué)概念及其物理規(guī)律

吉晟

【摘 要】電磁學(xué)部分在高中物理當(dāng)中是十分重要的內(nèi)容，但在學(xué)習(xí)是普遍感到很難，這是電磁學(xué)概念的抽象性、知識(shí)面廣等特點(diǎn)決定的，概念和規(guī)律是物理學(xué)中的基本組成部分，本文從高中電磁概念及其物理規(guī)律出發(fā)，總結(jié)了一些學(xué)習(xí)策略，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】高中物理；電磁學(xué)；概念；規(guī)律；學(xué)習(xí)策略

高中物理當(dāng)中包含五個(gè)領(lǐng)域，即熱學(xué)、光學(xué)、力學(xué)、電磁學(xué)、近代物理。每個(gè)領(lǐng)域都有其核心內(nèi)容，實(shí)質(zhì)上這些核心的內(nèi)容便是物理當(dāng)中的核心概念，而概念又是最重要和基礎(chǔ)的內(nèi)容[1]。從電磁學(xué)的角度來(lái)說(shuō)，其涵蓋的各個(gè)部分緊密不可分割，這給高中學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來(lái)了一定的困難。學(xué)生在學(xué)習(xí)電磁學(xué)部分的知識(shí)時(shí)，關(guān)鍵還是抓住核心概念，以此為主干，結(jié)合物理規(guī)律，在有限的時(shí)間內(nèi)構(gòu)建起學(xué)科結(jié)構(gòu)。

一、關(guān)于高中電磁學(xué)概念及其物理規(guī)律

物理學(xué)科的基礎(chǔ)是實(shí)驗(yàn)，研究對(duì)象是自然界中一切物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)、結(jié)構(gòu)、變化以及相互作用的基本規(guī)律。概念和規(guī)律在物理中是基本的組成部分，其中概念是基礎(chǔ)，規(guī)律是核心。相比概念，規(guī)律是對(duì)客觀事物的高層次認(rèn)知，屬于理性認(rèn)知的產(chǎn)物，掌握規(guī)律對(duì)學(xué)好物理十分關(guān)鍵。

電磁現(xiàn)象在自然界中是普遍存在的現(xiàn)象，在日常生活、生產(chǎn)中也有廣泛應(yīng)用，而且從電磁學(xué)的發(fā)展歷程來(lái)看，其又是物理學(xué)當(dāng)中發(fā)展成熟、體系嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖訉W(xué)科，在在高中物理當(dāng)中是十分重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容。但在學(xué)習(xí)時(shí)，學(xué)生普遍感覺(jué)偏難，關(guān)鍵原因就在于電磁學(xué)概念及其規(guī)律的抽象性和綜合性，所以研究電磁學(xué)概念及其物理規(guī)律對(duì)于促進(jìn)電磁學(xué)的學(xué)習(xí)意義重大。

柯珊等[2]在文章中通過(guò)分析教材中電磁學(xué)內(nèi)容水平要求分布，并以問(wèn)卷調(diào)查的方式從專家視角分析了電磁學(xué)的核心內(nèi)容，如表1。

電磁學(xué)的基本概念有40多個(gè)，包括電場(chǎng)、電荷、點(diǎn)電荷、電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)力、電勢(shì)、電阻、電容、安培力、電壓等等，通過(guò)咨詢參與修訂高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)的9位專家，去掉一部分被專家一致認(rèn)為不是核心內(nèi)容的基本概念，還剩下31項(xiàng)，表1則是得分最高的幾項(xiàng)核心內(nèi)容。以庫(kù)倫定律來(lái)看，采用概念圖，則可快速厘清概念間的關(guān)系，如圖1所示。

由此可見(jiàn)，電磁學(xué)部分之所以難學(xué)，關(guān)鍵在于該部分的核心內(nèi)容多，涵蓋的知識(shí)面廣，各部分知識(shí)點(diǎn)可能會(huì)“牽一發(fā)而動(dòng)全身”。所以有必要就該部分的知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)策略進(jìn)行探討。

二、關(guān)于如何學(xué)習(xí)電磁學(xué)

首先，電磁學(xué)部分的基本概念很多都十分抽象，在學(xué)習(xí)時(shí)往往不能全面、正確的理解，所以在學(xué)習(xí)時(shí)要常常“溫故而知新”，也就是要時(shí)常復(fù)習(xí)已經(jīng)學(xué)過(guò)的相關(guān)概念，不斷糾正自身的錯(cuò)誤理解，比如“電磁感應(yīng)”在學(xué)習(xí)時(shí)如果不能正確理解磁通量及其變化和變化率等概念，在理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象時(shí)就會(huì)很困難，同時(shí)也很難掌握其物理規(guī)律。

其次，物理的基礎(chǔ)是實(shí)驗(yàn)，電磁學(xué)概念的抽象性對(duì)學(xué)生抽象思維能力要求高，如果感性認(rèn)識(shí)不足，在學(xué)習(xí)就會(huì)感到很困難。所以要準(zhǔn)確、全面地掌握電磁學(xué)的物理規(guī)律，有必要將現(xiàn)實(shí)生活或物理學(xué)史當(dāng)中的規(guī)律現(xiàn)象引入學(xué)習(xí)中，通過(guò)實(shí)驗(yàn)去認(rèn)知電磁現(xiàn)象，并在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行科學(xué)的、抽象的總結(jié)、歸納進(jìn)而獲得結(jié)論。比如“磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力”，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以觀察到線圈或金屬棒通電后，在磁場(chǎng)當(dāng)中會(huì)受力而發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變，改變電流方向和磁場(chǎng)方向，繼續(xù)觀察可知線圈或金屬棒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)會(huì)不一樣，通過(guò)分析這些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，結(jié)合已經(jīng)掌握的知識(shí)總結(jié)安培力的方向和電流、磁場(chǎng)方向的關(guān)系，進(jìn)而獲得理性認(rèn)識(shí)。

再次，在學(xué)習(xí)電磁學(xué)概念及其物理規(guī)律后，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中實(shí)際應(yīng)用案例，進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)。如學(xué)習(xí)了電磁感應(yīng)后，可以用這些知識(shí)去解釋現(xiàn)實(shí)生活中電磁學(xué)的運(yùn)用，比如電磁爐的原理、磁懸浮列車的原理、電磁繼電器自動(dòng)控制電路的原理等。

另外，可以采取概念圖的方式進(jìn)行概念的歸納總結(jié)，因?yàn)楫?huà)概念圖相對(duì)比較簡(jiǎn)單，但能夠涵蓋的信息量比較少，所以運(yùn)用概念圖快速梳理知識(shí)結(jié)構(gòu)即可，詳細(xì)的歸納總結(jié)，則可采用思維導(dǎo)圖[3]。以庫(kù)倫定律為例，如圖3所示。

通過(guò)思維導(dǎo)圖可以清晰的看出庫(kù)倫定律中所蘊(yùn)含的物理規(guī)律，而且信息量豐富，采用這種方法在電磁學(xué)概念及其物理規(guī)律的學(xué)習(xí)中必能取得事半功倍的效果。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，電磁學(xué)概念及其物理規(guī)律由于涵蓋的知識(shí)點(diǎn)多，覆蓋面廣，在學(xué)習(xí)時(shí)會(huì)感到十分困難，因此在學(xué)習(xí)時(shí)一定要圍繞電磁學(xué)知識(shí)系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)性，從基本概念出發(fā)，總結(jié)出內(nèi)在的聯(lián)系和規(guī)律，將零散的知識(shí)點(diǎn)整合起來(lái)，并時(shí)常復(fù)習(xí)已經(jīng)學(xué)過(guò)的基本概念和基本規(guī)律，溫故而知新，利用多種學(xué)習(xí)策略掌握這部分的知識(shí)。其中的關(guān)鍵在于要保持學(xué)習(xí)的興趣，要親自做實(shí)驗(yàn)仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從中總結(jié)規(guī)律，并結(jié)合生活實(shí)際運(yùn)用自身所學(xué)去驗(yàn)證區(qū)解釋生活中的電磁現(xiàn)象，達(dá)到學(xué)以致用的目的。

【參考文獻(xiàn)】

[1]蔡向陽(yáng).高中物理核心概念及其學(xué)習(xí)進(jìn)階分析[J].華夏教師，2016，03：30-31.

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[3]呂明亮.淺談在教學(xué)中構(gòu)建高中電磁學(xué)知識(shí)體系[J].才智，2013，11：110.