中外高中物理教材對(duì)于電磁感應(yīng)章節(jié)的比較分析

嚴(yán)映佳

摘 要：基于物理學(xué)科核心素養(yǎng)的指導(dǎo)，本文擬對(duì)電磁感應(yīng)章節(jié)的中外教材進(jìn)行比較，從章首頁(yè)、具體內(nèi)容與教學(xué)思路等方面加以分析，以取長(zhǎng)補(bǔ)短，為我國(guó)高中物理教材提供改進(jìn)意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：高中物理;核心素養(yǎng);中外比較;電磁感應(yīng)

隨著新課改的頒布，高中物理教學(xué)越來(lái)越以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)為基本目標(biāo)。但是，我國(guó)高中物理“難繁偏舊”，與生活脫節(jié);學(xué)生只知解題，不知應(yīng)用的現(xiàn)狀仍舊沒(méi)有得到很好的改善。尤其電磁感應(yīng)部分，難度大、學(xué)生在理解方面常有困難。因此，本文擬對(duì)人民教育出版社出版的高中物理《選修3-2》[1]第四章電磁感應(yīng)，與美國(guó)McGraw-Hill公司出版的主流教材《Physics： Principles and Problems》[2]（以下簡(jiǎn)稱《Physics》）對(duì)應(yīng)的第25章Electromagnetic Introduction進(jìn)行比較分析，以取長(zhǎng)補(bǔ)短，借鑒優(yōu)質(zhì)資源，提出教學(xué)建議供參考。

一 章首頁(yè)比較

人教版教材的章首頁(yè)展現(xiàn)了三峽電廠一臺(tái)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，以一首描繪三峽的唐詩(shī)，從古人眼中的秀麗的三峽風(fēng)景引向如今的三峽電廠，從而提出發(fā)電機(jī)如何發(fā)電的問(wèn)題。在正式進(jìn)入講解前，引用了“電學(xué)之父”法拉第與當(dāng)時(shí)英國(guó)財(cái)政大臣格拉斯的一端對(duì)話：“法拉第先生，它（電磁感應(yīng)）到底有什么用呢？”“啊，閣下，也需要不了多久你就可以對(duì)它收稅了。”生動(dòng)而有趣，展現(xiàn)了電磁感應(yīng)的廣泛應(yīng)用，同時(shí)對(duì)本章的主題有引導(dǎo)作用。

《Physics》的章首頁(yè)直截了當(dāng)?shù)慕o出了內(nèi)容提要（what youll learn）和學(xué)習(xí)本章的意義（why its important），與書內(nèi)每個(gè)章節(jié)首頁(yè)的結(jié)構(gòu)都相同。與人教版相同的是，其首頁(yè)也展現(xiàn)了一幅大壩與發(fā)電機(jī)的圖片，提出大壩內(nèi)的發(fā)電機(jī)如何將流水的動(dòng)能和勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能的問(wèn)題。由此可見(jiàn)，人教版教材更注重生動(dòng)性和人文性，即知識(shí)的背景與引入;而《Physics》更注重目的性，即知識(shí)的構(gòu)建及使用。

二 內(nèi)容比較

（一）分節(jié)與每節(jié)主要知識(shí)

人教版電磁感應(yīng)這一章共分了7節(jié)，《Physics》分了2節(jié)，如表1所示。

可以看出，《Physics》對(duì)電磁感應(yīng)部分的很多知識(shí)點(diǎn)做了整合，密度非常高，其中有部分是人教版教材的下一章《交變電流》里才涉及的。《Physics》每節(jié)所含的理論知識(shí)點(diǎn)如表2所示。

（二）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)是教材中非常重要的一環(huán)，它對(duì)幫助學(xué)生理解復(fù)雜的概念與規(guī)律，建立科學(xué)知識(shí)與生活實(shí)踐之間的聯(lián)系具有重要的意義。

人教版教材共設(shè)計(jì)了2個(gè)教師演示實(shí)驗(yàn)，分別位于第二節(jié)與第三節(jié)，用以探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件和總結(jié)歸納出楞次定律。另在第2、4、6、7節(jié)均設(shè)計(jì)了“做一做”環(huán)節(jié)小實(shí)驗(yàn)，加深學(xué)生對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律、反電動(dòng)勢(shì)、自感現(xiàn)象與電磁阻尼的理解。具體內(nèi)容如表3所示。

《Physics》共設(shè)計(jì)了3個(gè)實(shí)驗(yàn)，具體內(nèi)容如表4。

綜合比較可以看出，人教版教材實(shí)驗(yàn)數(shù)量多，難度小，偏重教師引導(dǎo)和知識(shí)鋪墊，與所學(xué)內(nèi)容緊密連接。《Physics》教材實(shí)驗(yàn)數(shù)量少，難度大，偏重學(xué)生自主探究，和對(duì)所學(xué)知識(shí)的擴(kuò)展與提升。

（三）例題與習(xí)題

綜合以上三點(diǎn)比較，人教版教材偏重知識(shí)的引導(dǎo)和背景鋪墊，其難度較簡(jiǎn)單，方便學(xué)生總體把握知識(shí)體系和架構(gòu)，而《Physics》偏向于直接展開(kāi)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的講解，難度較大。

三 基于STSE視角下的教學(xué)思路比較

教學(xué)思路，體現(xiàn)的是一本教材對(duì)于某一知識(shí)體系，與如何讓學(xué)生更容易地接受這樣一個(gè)體系的總體把握。電磁感應(yīng)章節(jié)歷來(lái)是高中物理教學(xué)的重難點(diǎn)，讓學(xué)生與知識(shí)點(diǎn)之間建立聯(lián)系，把握思路;同時(shí)了解其對(duì)日常生活的作用，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，是教材必須具備的功能。

人教版教材從物理學(xué)史的角度出發(fā)，用整一節(jié)的篇幅講述了奧斯特發(fā)現(xiàn)電生磁和法拉第發(fā)現(xiàn)磁生電的過(guò)程，旨在引導(dǎo)學(xué)生與歷史人物產(chǎn)生共鳴：任何偉大的發(fā)現(xiàn)都伴隨著無(wú)數(shù)次的不成功，他們是智者，但并非高不可攀。這樣的引導(dǎo)能夠激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的熱情與責(zé)任。隨后，教材以一節(jié)演示實(shí)驗(yàn)探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件，接著通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出楞次定律，從現(xiàn)象入手，再分析講解原理，及法拉第電磁感應(yīng)定律。最后基于電磁感應(yīng)的不同表現(xiàn)狀態(tài)及應(yīng)用進(jìn)行更深入的講解，如自感、渦流等。

《Physics》則直接以一個(gè)起步實(shí)驗(yàn)：“探究變化的磁場(chǎng)中發(fā)生的現(xiàn)象”引入，通過(guò)講解法拉第的實(shí)驗(yàn)得出電磁感應(yīng)的現(xiàn)象后立刻講解其原理，即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生。然后用相當(dāng)長(zhǎng)的篇幅講解電動(dòng)機(jī)與交流電動(dòng)機(jī)的原理、工作狀態(tài)等。接著，從原理引向現(xiàn)象，即楞次定律的闡述;通過(guò)楞次定律的應(yīng)用引出渦流，自感與變壓器。

比較可以看出，人教版教材偏重知識(shí)背景的架構(gòu)，從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)規(guī)律再講述其原理與簡(jiǎn)單應(yīng)用，循序漸進(jìn)，可以方便學(xué)生理解領(lǐng)會(huì)知識(shí);而《Physics》偏向從實(shí)驗(yàn)直接講述原理，然后從原理入手，分析其現(xiàn)象與規(guī)律，對(duì)學(xué)生的理解能力要求較高。另一方面，人教版教材對(duì)知識(shí)與生活的聯(lián)系運(yùn)用的講解較少，而《Physics》卻用大量的篇幅在不同知識(shí)點(diǎn)之后緊跟著講述其應(yīng)用，包括麥克風(fēng)、信用卡閱讀器等等，這些講解對(duì)于學(xué)生把握知識(shí)與技術(shù)、生活實(shí)際之間的關(guān)系大有裨益。

四 結(jié)語(yǔ)

從物理學(xué)科核心素養(yǎng)的角度來(lái)看，一方面，人教版教材因其循序漸進(jìn)的講解與細(xì)致的知識(shí)鋪墊，在物理觀念與科學(xué)思維的培養(yǎng)上優(yōu)于《Physics》;另一方面，對(duì)學(xué)生科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的培養(yǎng)，人教版教材對(duì)知識(shí)點(diǎn)在技術(shù)與生活中的應(yīng)用講解較少，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)也不足，與《Physics》相比還有差距。因此，應(yīng)適當(dāng)借鑒國(guó)外教材，加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)探究的設(shè)計(jì)和對(duì)知識(shí)應(yīng)用的講授，取長(zhǎng)補(bǔ)短，才能更好把握核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，推進(jìn)我國(guó)物理課程改革。

參考文獻(xiàn)

【1】人民教育出版社物理課程教材研究開(kāi)發(fā)中心.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)教科書物理（選修3-2）[M].人民教育出版社， 2010.

【2】[美]ZitzewitzPW著，錢振華等譯.物理原理與問(wèn)題（下冊(cè)）[M]浙江教育出版社， 2008.