運(yùn)用物理圖景實(shí)現(xiàn)高中電磁學(xué)的高效學(xué)習(xí)

摘 要：在高中物理課程中，電磁學(xué)知識(shí)雖然主線清晰，但具體細(xì)節(jié)較為凌亂。在學(xué)習(xí)電磁學(xué)相關(guān)知識(shí)時(shí)，通過(guò)尋找電與磁的相關(guān)性和統(tǒng)一性，并結(jié)合電磁的實(shí)際應(yīng)用，將大大提高同學(xué)對(duì)于電磁學(xué)知識(shí)的整體掌握水平。本文總結(jié)了以往電磁學(xué)學(xué)習(xí)的三種主要途徑，并著重介紹了通過(guò)物理圖景實(shí)現(xiàn)高中電磁學(xué)知識(shí)的高效學(xué)習(xí)的基本方法，進(jìn)而讓身為學(xué)生的我們能夠更好地理解與應(yīng)用電磁學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)。

關(guān)鍵詞：電磁學(xué)；物理圖景；高效

物理作為高中課程的重要組成部分，如何更好地掌握物理知識(shí)，提高自己運(yùn)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，對(duì)于個(gè)人的發(fā)展具有重大意義。電磁學(xué)知識(shí)是高中物理學(xué)習(xí)的重要模塊，同時(shí)也是高考的必考點(diǎn)。在電磁學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，由于知識(shí)過(guò)于抽象，難以直觀感受，電磁學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程較為困難。因此，找到一種化抽象為形象、吸引學(xué)生興趣的方法，對(duì)同學(xué)們掌握電磁學(xué)相關(guān)章節(jié)的知識(shí)以及構(gòu)建完整的知識(shí)框架具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文首先總結(jié)了高中階段常見的三種學(xué)習(xí)電磁學(xué)的有效途徑，并基于此提出了結(jié)合物理圖景實(shí)現(xiàn)高中電磁學(xué)高效學(xué)習(xí)的三種途徑，為中學(xué)生學(xué)習(xí)電磁學(xué)以及電磁學(xué)教學(xué)過(guò)程具有一定的參考價(jià)值。

一、 高中電磁學(xué)學(xué)習(xí)的途徑

通過(guò)對(duì)以往關(guān)于高中電磁學(xué)教學(xué)研究的總結(jié)發(fā)現(xiàn)，主要存在三種途徑滿足學(xué)生對(duì)于知識(shí)學(xué)習(xí)的要求。一是基于基礎(chǔ)應(yīng)用出發(fā)，不斷提升學(xué)習(xí)興趣；電磁理論的相關(guān)知識(shí)復(fù)雜而抽象，很難直觀地感受電場(chǎng)以及磁場(chǎng)的存在，以及磁感線等抽象含義的理解，因此在實(shí)際的學(xué)習(xí)過(guò)程中，需要結(jié)合日常生活之中的電磁學(xué)應(yīng)用，通過(guò)身邊的電磁現(xiàn)象，調(diào)動(dòng)興趣，提升學(xué)習(xí)積極性的同時(shí)加深對(duì)于知識(shí)的理解。二是注重知識(shí)層次銜接本身的連續(xù)性；電磁理論完備而優(yōu)美，其前后知識(shí)的邏輯性極強(qiáng)，因此在學(xué)習(xí)過(guò)程中，必須注重前后知識(shí)的銜接，針對(duì)各個(gè)階段的知識(shí)進(jìn)行層層推進(jìn)，更有利于知識(shí)的系統(tǒng)與框架式掌握。三是注重電與磁理論之間的相互聯(lián)系；電與磁總是相生相伴，因此對(duì)電磁的聯(lián)系需要針對(duì)性學(xué)習(xí)，注重兩者之間的相互轉(zhuǎn)化與相互作用，結(jié)合了解課本中的具體章節(jié)進(jìn)行學(xué)習(xí)。通過(guò)這三種途徑，才能讓我們逐漸地能將理性認(rèn)識(shí)和感性認(rèn)識(shí)相互結(jié)合起來(lái)，構(gòu)建出完整的電磁理論知識(shí)，進(jìn)而推動(dòng)后續(xù)的學(xué)習(xí)，提高解決電磁學(xué)相關(guān)問(wèn)題的能力。

二、 高中電磁學(xué)物理圖景學(xué)習(xí)的有效路徑

物理圖景是人腦對(duì)在所認(rèn)知的物理規(guī)律的基礎(chǔ)上，構(gòu)建出物理模型的心智圖景，一般情況下以示意圖、曲線圖、知識(shí)框圖等實(shí)際圖景為主，外化的實(shí)際圖景和腦中的心智圖景相互作用形成動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)體系。針對(duì)高中物理學(xué)科而言，構(gòu)建出清晰的物理圖景應(yīng)作為學(xué)生學(xué)習(xí)的目標(biāo)，并且也需要滿足物理知識(shí)的基本規(guī)律要求。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，無(wú)論是利用哪一種方式，都無(wú)法離開物理圖景這一目標(biāo)的支持，否則會(huì)使物理學(xué)習(xí)顯得蒼白無(wú)力，最終迷失在錯(cuò)綜復(fù)雜的概念、定律、題目之中。因此，構(gòu)建物理圖景，對(duì)于物理知識(shí)，尤其是對(duì)于抽象的電磁理論的學(xué)習(xí)，具有十分重大的意義。本文將物理圖景學(xué)習(xí)電磁理論的有效途徑分為以下三種。

（一） 利用實(shí)際物理情境增強(qiáng)對(duì)電磁理論的感性認(rèn)識(shí)

大量生動(dòng)形象的物理過(guò)程和物理現(xiàn)象，會(huì)讓我們對(duì)電磁學(xué)知識(shí)產(chǎn)生出一種感性認(rèn)識(shí)，這些物理過(guò)程和物理現(xiàn)象統(tǒng)稱為物理情境。物理情境是基本的物理圖景元素，通過(guò)實(shí)際感受或者想象某種物理情境，可幫助我們更為直觀形象地認(rèn)識(shí)較為抽象復(fù)雜的電磁理論，同時(shí)也能培養(yǎng)我們的形象思維能力，從而進(jìn)一步形成電磁理論的知識(shí)框架。在正式學(xué)習(xí)電磁學(xué)知識(shí)階段，我們所接觸到的電磁物理現(xiàn)象并不多，或者說(shuō)對(duì)其缺乏敏感性，沒(méi)有意識(shí)到電磁物理現(xiàn)象的存在，這就導(dǎo)致我們對(duì)于電磁理論缺少基礎(chǔ)的感性認(rèn)識(shí)，極不利于電磁課程的學(xué)習(xí)。因此課堂之中物理情境的作用就顯得尤為重要，可以使我們產(chǎn)生一種身臨其境的感覺(jué)，點(diǎn)燃我們的興趣點(diǎn)，從而提升學(xué)習(xí)積極性。具體做法有以下兩種。

第一，在新課引入學(xué)習(xí)方面，就可以與物理較為前沿的科技、生活實(shí)例相互結(jié)合，通過(guò)教師所創(chuàng)設(shè)的情境，拉近我們與電磁學(xué)之間的距離，使我們對(duì)生活之中的電磁現(xiàn)象產(chǎn)生極強(qiáng)的興趣，進(jìn)而提升學(xué)習(xí)的積極性。如，為什么在冬天我們脫毛衣時(shí)會(huì)產(chǎn)生電火花、電磁炮是什么原理、航母的電磁彈射等等諸多有趣而生動(dòng)而充滿趣味的情境，引出相關(guān)的知識(shí)。通過(guò)這一部分生活材料來(lái)創(chuàng)設(shè)情境，就符合從生活走向物理的宗旨，更為重要的是能夠幫助我們豐富對(duì)于電磁理論的感性認(rèn)識(shí)，最終加深對(duì)于電磁學(xué)的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而建立出清晰的物理圖景，提供有效的依據(jù)以及事實(shí)基礎(chǔ)。

第二，通過(guò)課堂中的演示實(shí)驗(yàn)、相關(guān)的視頻資料等來(lái)引入物理情境的。實(shí)驗(yàn)情境是物理情境的重要組成部分，對(duì)于電磁理論中一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，如楞次定律實(shí)驗(yàn)、安培力實(shí)驗(yàn)等，可以通過(guò)課上簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)儀器，進(jìn)行演示，如果條件允許，甚至可以直接操作，這種方式將大大增強(qiáng)同學(xué)們的好奇心，同時(shí)產(chǎn)生更加深刻的記憶效果，事半功倍。同時(shí)，針對(duì)電磁理論一些前沿的應(yīng)用，倘若無(wú)法實(shí)驗(yàn)，可通過(guò)影音等形式向同學(xué)們展示，這既能吸引同學(xué)們的眼球，又能將同學(xué)們拉入所創(chuàng)設(shè)的物理情境中，讓抽象的電磁現(xiàn)象生動(dòng)形象化，增強(qiáng)我們對(duì)于電磁學(xué)知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)。

（二） 掌握正確的物理概念是形成物理圖景的基礎(chǔ)

對(duì)于物理學(xué)科來(lái)說(shuō)，要想構(gòu)建正確物理圖景，首先要有正確的知識(shí)框架，正確的知識(shí)框架則是建立在正確的物理概念的基礎(chǔ)上的。物理概念并非只有在課程中才會(huì)建立，在日常生活中，我們所接觸到的生活現(xiàn)象基本均與物理有關(guān)，而我們對(duì)這些現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)在潛移默化中，就會(huì)變成物理概念，如速度、重力等等，這些就是所謂的“前概念”，也就是指課程學(xué)習(xí)之前，我們腦中所認(rèn)為的概念。由于前概念是個(gè)人的理解，其必然有對(duì)錯(cuò)之分，要想掌握正確的物理概念，首先要轉(zhuǎn)變錯(cuò)誤的前概念。一般來(lái)說(shuō)，在物理概念的建構(gòu)過(guò)程中，主要分為兩個(gè)步驟，即錯(cuò)誤前概念的甄別、錯(cuò)誤前概念的修正。

1. 錯(cuò)誤前概念的甄別

由于我們對(duì)物理概念的認(rèn)識(shí)具有一定的隱蔽性，教師難以對(duì)同學(xué)理解概念的正確性進(jìn)行分析，導(dǎo)致錯(cuò)誤前概念的甄別具有一定的難度。錯(cuò)誤的物理概念一般都會(huì)導(dǎo)致我們?cè)谧鲱}時(shí)出錯(cuò)，所以通過(guò)題目或者測(cè)試的方式，能夠十分準(zhǔn)確且簡(jiǎn)單地甄別各個(gè)同學(xué)對(duì)于物理概念的理解是否準(zhǔn)確。通過(guò)課前概念性的測(cè)試，通過(guò)口頭回答、撰寫答案等方式，使每一位同學(xué)都準(zhǔn)確地表達(dá)出自己所理解的前概念以及內(nèi)心的認(rèn)知沖突，進(jìn)而找到潛在的錯(cuò)誤認(rèn)知。在學(xué)習(xí)之中，只有對(duì)錯(cuò)誤的前概念進(jìn)行修正，教師充分了解同學(xué)們自身原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)，才能推動(dòng)課堂的學(xué)習(xí)，提升課堂效率。

2. 錯(cuò)誤前概念的修正

通過(guò)上一步驟的測(cè)試，可以甄別出同學(xué)們所存在的錯(cuò)誤的物理概念，或者對(duì)于物理問(wèn)題錯(cuò)誤的理解，在構(gòu)建物理圖景過(guò)程中，最重要的步驟則是對(duì)錯(cuò)誤概念的修正。這一步驟中，不可或缺的是教師的講授與引導(dǎo)，教師在講授與引導(dǎo)的過(guò)程中，要著力注重通過(guò)物理情境增強(qiáng)同學(xué)們對(duì)電磁理論的感性認(rèn)識(shí)，因?yàn)楸匾母行哉J(rèn)識(shí)是構(gòu)建正確物理概念的基礎(chǔ)。同時(shí)，此步驟中不能僅僅依靠教師的講解，過(guò)度講解會(huì)導(dǎo)致同學(xué)們?nèi)狈λ季S的積極性與主動(dòng)性，只是一味地接受，不利于物理概念的掌握。通過(guò)小組討論的方式可以很好地解決這一問(wèn)題，教師拋出某個(gè)問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題可以是與生活經(jīng)驗(yàn)產(chǎn)生矛盾的物理問(wèn)題，之后由同學(xué)們按照自己的理解對(duì)問(wèn)題的結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)，然后分小組對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行討論，討論過(guò)程中同學(xué)們主動(dòng)參與其中，各種思想與想法相互碰撞，引起思維結(jié)構(gòu)方面的沖突，同時(shí)同學(xué)們互相爭(zhēng)論的過(guò)程中更有可能會(huì)意識(shí)到自己的錯(cuò)誤出在何處，討論的最后，教師給出正確的解釋，糾正錯(cuò)誤概念，達(dá)到印象深刻的效果。

（三） 結(jié)合科學(xué)探究鞏固物理圖景

在高中電磁學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)中，另外的一個(gè)學(xué)習(xí)重點(diǎn)就是科學(xué)探究，即探究新的知識(shí)或者是物理概念之間相互關(guān)聯(lián)的學(xué)習(xí)方法，合理的科學(xué)探究，能夠讓學(xué)生親身參與到知識(shí)的建構(gòu)以及圖景建構(gòu)中去，在提升學(xué)習(xí)積極性的同時(shí)，也可以幫助思維能力和動(dòng)手實(shí)踐能力的提升。對(duì)于抽象的電磁學(xué)理論，科學(xué)探究能讓我們切實(shí)感受電場(chǎng)磁場(chǎng)的存在。在科學(xué)探究的過(guò)程中，我們一定會(huì)運(yùn)用到自己所建構(gòu)的物理圖景來(lái)分析相應(yīng)的問(wèn)題。對(duì)物理圖景的運(yùn)用，一是能夠檢驗(yàn)我們物理圖景的正確性，鞏固物理圖景，二是可以幫助我們找到有效的知識(shí)發(fā)現(xiàn)方式，對(duì)知識(shí)或圖景的運(yùn)用更加熟練，在研究過(guò)程中逐漸形成正確的知識(shí)使用方式，增強(qiáng)我們利用物理圖景解決問(wèn)題的能力。同時(shí)在科學(xué)探究過(guò)程中，能夠真正地使我們掌握課堂知識(shí)學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)，并通過(guò)積極的科學(xué)探究逐步建構(gòu)出物理圖景，并通過(guò)物理圖景更好地掌握電磁學(xué)理論。

三、 結(jié)論

本文首先總結(jié)了以往關(guān)于高中電磁學(xué)教學(xué)研究，發(fā)現(xiàn)主要存在三種途徑進(jìn)行電磁理論的學(xué)習(xí)：基于基礎(chǔ)應(yīng)用出發(fā)不斷提升學(xué)習(xí)興趣、注重知識(shí)層次銜接本身的連續(xù)性、注重電與磁理論之間的相互聯(lián)系。并基于此提出了結(jié)合物理圖景實(shí)現(xiàn)高中電磁學(xué)高效學(xué)習(xí)的三種途徑：利用物理情境增強(qiáng)對(duì)電磁理論的感性認(rèn)識(shí)、掌握正確的物理概念以形成物理圖景、結(jié)合科學(xué)探究鞏固物理圖景，詳細(xì)介紹了各種途徑的具體實(shí)施方式，進(jìn)而讓身為學(xué)生的我們能夠更好地理解與應(yīng)用電磁學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)。

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作者簡(jiǎn)介：

翟玉臣，山東省泰安市，山東省泰安英雄山中學(xué)。