電磁感應教學中的物理觀念

王文霞

物理觀念是高中物理核心素養中的重要組成部分，在高中階段利用教學內容幫助學生形成物理觀念十分重要。物理觀念的形成離不開基礎的物理知識和概念，是從學習的過程中提取和精煉出來的;同時又反作用于這些基礎概念，使教學內容更加豐富。因此，教師在進行電磁感應教學時，多加思考其中的深刻物理觀念，有助于提高學生的核心素養。

體會量子變化，認識物質觀

物質是組成世界的不可或缺的部分，在學習物理的時候應從物理學的角度去認識物質的概念，認識物質觀，形成物質觀。在教學中，教師應注重讓學生在學習中去感受量子化的含義，認識物質觀包括什么內容，感受在電磁感應中的物質存在和表現形式，學會用物理知識去解釋物質世界中的特定現象，從而提升學生的物理核心素養。

如在“電磁感應”內容的學習中，首先學生會認識到一個事實：宏觀世界和微觀世界是有很大區別的，微觀世界不像宏觀世界那樣具有連續分布變化的特點，而是以量子化、不連續化的形式存在的。這一概念可用“光電效應”來解釋，教師需設計一場關于光電效應的實驗，如采用不同頻率的光去照射鋅板，觀察驗電器的張角變化情況。在實驗中學生發現，不同頻率的光照射時，驗電器張角變化情況不同，只有當入射光頻率? ? ? 金屬材料的截止頻率? 時，才可以使電子逸出，驗電器張角才會發生變化。也因此可以說明，光具有的能量是分為一份一份的，即? ? 。

由此可見，在關于光電效應的實驗中，學生能夠通過實際的實驗現象，觀察到不同頻率照射下驗電器張角的變化，能夠更好地理解光電效應，體會到微觀世界的量子化和不連續性，認識微觀粒子的波粒二象性。這對于他們認識物質觀，形成物理學角度的物質觀念十分重要，起到了很好的促進作用。

探究傳播形式，理解能量觀

在物理的學習中，學生能夠了解到各種關于能量的名稱，如重力勢能、動能、機械能、內能等等，要想進一步理解能量觀，需要教師做好電磁感應中的能量傳播形式探究教學，使學生掌握各種能量相互轉化的核心內容，在能量轉化中認識物理能量觀所蘊含的內容。

如在講解基于電磁感應定律產生的電動機的相關知識時，就引導學生對電動機轉動過程中的能量觀念進行分析。要想分析運動過程中的能量關系，首先就要對運動中的力的情況進行理解。在電動機轉動中，首先是對電動機通電，然后就會發生電機轉動的現象。直觀開來就是電能轉化為了動能。但是，如果我們對電動機內部的結構進行細致觀察會發現，在電動機內部固定著兩塊異性的磁鐵，因此，在電動機內部產生了固定的磁場，根據電磁感應的定律得出，當電動機通電后，纏繞在電機內部的導線就會受到安培力的作用開始轉動，因此首先是電能產生了安培力，之后安培力做功將電能轉化為了電動機轉子的動能以及摩擦產生的熱能損失，從而深入理解了能量之間產生的轉化過程。

由此可見，在對電磁感應現象中機械能和電能之間的相互轉化展開詳細地介紹后，同學們可以更為深入地理解在這一現象里存在過的各種能量，理解能量之間的轉化方式，對能量守恒的概念理解更深刻，完善了學生的物理能量觀。

遵循能量守恒，樹立相互作用觀

物質世界的能量變化是遵循能量守恒定律的，雖然在能量轉換的過程中會有能量的損失，但是能量不會憑空出現，也不會憑空消失。在遵循能量守恒的基礎上，去探究電磁感應現象中的相互作用，能夠幫助學生更好地理解相互作用力，掌握電磁感應的基本定理，利用能量守恒建立起學生的相互作用觀。

如在學習“電磁感應”的時候，教師可以帶領學生探究一下電磁感應現象中的能量傳播形式，來理解物理世界中的能量觀。法拉第電磁感應定律指出由電磁感應所產生的電動勢大小滿足關系式? ? ?，也就是說，電動勢大小和在單位時間內磁通量的變化成正比。在一個磁場B中，有一個可移動的導線，該導線和磁場外的導線構成閉合回路，如果要想實現閉合回路中穿過的磁通量發生變化，必然需要通過外力令導體垂直于磁場的方向移動，這樣就有了外力F對導線做功，從而為這個系統提供了機械能，導線的運動使導線內部有電流，所以會產生安培力阻礙導線的移動，在這一過程中就需要外力克服安培力做功，將機械能轉化為了電能儲存在導體中，從而完成了電磁感應現象中的能量轉化。

由此可見，在電磁感應中的運動仍然是遵循能量守恒定律的，只不過是由一種形式的能量轉換成了另一種形式的能量，這也是電磁感應的本質內容。在電生磁的實驗中，學生能感受到電能轉換成機械能，而通過磁生電的實驗，學生又能理解機械能是如何轉換成電能的。在這種轉換中感受能量守恒，樹立相互作用觀。

綜上，在學習電磁感應部分的內容中，教師應注重挖掘教材內容中的有效資源，以幫助學生建立物理觀念，提升核心素養。在這個過程中，通過實驗讓學生體驗量子變化，能夠使學生認識到微觀世界的物質觀念;通過帶領學生一起去探究能量的傳播形式，使學生去理解能量觀念，掌握能量觀中蘊含的深刻原理;通過結合能量守恒定律，使學生看到電磁世界中的相互作用現象，理解自然界中最基礎的相互作用力之一。

（作者單位：江蘇省揚州市江都區丁溝中學）