初中物理“電與磁”核心概念教學(xué)的學(xué)習(xí)進(jìn)階研究

譚振興

【摘要】物理教學(xué)的基礎(chǔ)，就是核心概念教學(xué)，核心概念教學(xué)能幫助學(xué)生更好地把握物理現(xiàn)象和物理屬性的本質(zhì)特征。但在初中階段，學(xué)生還缺乏良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，不知道該選擇什么樣的物理規(guī)律來(lái)解答和分析物理問(wèn)題。本文以初中物理“電與磁”的核心概念為例，對(duì)基于學(xué)習(xí)進(jìn)階的教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】學(xué)習(xí)進(jìn)階;核心概念;初中物理;電與磁

在較大時(shí)間跨度內(nèi)，學(xué)生對(duì)某一主題的研究所遵循的思維路徑，是連續(xù)的、逐漸深入的。而學(xué)習(xí)進(jìn)階與學(xué)生的思維發(fā)展規(guī)律相符，是圍繞核心概念由淺入深的進(jìn)階過(guò)程，是在對(duì)同一主題概念的學(xué)習(xí)時(shí)，學(xué)生所遵循的典型的、連貫的學(xué)習(xí)路徑。在物理教學(xué)中，學(xué)習(xí)進(jìn)階的恰當(dāng)使用，能幫助學(xué)生組織一系列概念，并對(duì)系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行建構(gòu)。本文通過(guò)初中物理“電與磁”的核心概念的學(xué)習(xí)進(jìn)階構(gòu)建，對(duì)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力進(jìn)行培養(yǎng)。

一、建立“電與磁”學(xué)習(xí)進(jìn)階的必要性

（一）培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力

在初中物理教學(xué)中，通過(guò)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，學(xué)生能記住一些陳述性的知識(shí)，如概念、公式和定理等，但這往往是一些感性的認(rèn)識(shí)，學(xué)生不知道該如何選擇哪條物理規(guī)律來(lái)解答具體的問(wèn)題。

而學(xué)生綜合解決問(wèn)題能力的提高，并非是對(duì)學(xué)習(xí)知識(shí)內(nèi)容的簡(jiǎn)單拓展，而是更合理的組織知識(shí)體系。根據(jù)新課標(biāo)要求，初中物理中“電與磁”的內(nèi)容具有較強(qiáng)的綜合性，如比較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)陌脖抖▌t、磁場(chǎng)等基礎(chǔ)知識(shí)及其應(yīng)用，能將學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣激發(fā)出來(lái)，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

（二）利用核心概念，為學(xué)生可持續(xù)學(xué)習(xí)提供了資源

“電與磁”這一章主要是對(duì)電磁感應(yīng)及其應(yīng)用、磁現(xiàn)象等進(jìn)行了教學(xué)。以磁場(chǎng)為主線，以學(xué)過(guò)的電學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，對(duì)電與磁的相互作用與相互聯(lián)系進(jìn)行了揭示，既有效拓展了前面學(xué)過(guò)的電學(xué)知識(shí)，同時(shí)又對(duì)后面有關(guān)電能知識(shí)的學(xué)習(xí)夯實(shí)了基礎(chǔ)，并對(duì)電與磁的三個(gè)核心概念進(jìn)行了構(gòu)建。 “電與磁”的三個(gè)核心概念，是聯(lián)系初中電與磁諸多概念、規(guī)律的關(guān)鍵，對(duì)電與磁的全部?jī)?nèi)容進(jìn)行了濃縮，并對(duì)電與磁的本質(zhì)進(jìn)行了揭示。

初中學(xué)生受制于自身的思維發(fā)展特點(diǎn)，還不具備直接理解事物間內(nèi)在聯(lián)系的能力。而通過(guò)“電與磁”核心概念的學(xué)習(xí)進(jìn)階的構(gòu)建，可幫助學(xué)生深刻領(lǐng)悟各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，進(jìn)而更透徹地理解電與磁的知識(shí)，為學(xué)生可持續(xù)學(xué)習(xí)提供了資源。

二、“電與磁”核心概念學(xué)習(xí)進(jìn)階的構(gòu)建

（一）學(xué)習(xí)進(jìn)階一：核心概念“磁場(chǎng)”的學(xué)習(xí)進(jìn)階

“磁場(chǎng)”的核心概念主要是由三部分內(nèi)容構(gòu)成，既“磁現(xiàn)象”“磁場(chǎng)”和“地磁場(chǎng)”，而這一部分是初中電與磁知識(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，能為學(xué)生奠定牢固的知識(shí)基礎(chǔ)，更好地理解后續(xù)的電磁現(xiàn)象和電磁聯(lián)系知識(shí)。本部分內(nèi)容能建立磁場(chǎng)的概念，使學(xué)生熟悉和掌握生活中的電磁現(xiàn)象，幫助學(xué)生深刻感悟磁場(chǎng)這種看不見(jiàn)、摸不著的物質(zhì)。利用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行感知，并透過(guò)事物的現(xiàn)象認(rèn)識(shí)其本質(zhì)。在小學(xué)階段，學(xué)生已經(jīng)涉及到一些簡(jiǎn)單的磁現(xiàn)象，并逐步積累了有關(guān)磁體的磁性、磁極等方面的知識(shí)，擁有了豐富的感性經(jīng)驗(yàn)，所以比較容易開(kāi)展下一步的學(xué)習(xí)。而初中階段關(guān)于此磁的全新的內(nèi)容是用磁感線描述磁場(chǎng)的存在。由于初中生對(duì)“場(chǎng)”這個(gè)概念首次接觸，所以學(xué)習(xí)起來(lái)具有較大的難度。而通過(guò)核心概念“磁場(chǎng)”的學(xué)習(xí)進(jìn)階的構(gòu)建，能幫助學(xué)生更好的掌握該方面的知識(shí)。

1.通過(guò)觀察和探究實(shí)驗(yàn)，以生活中常見(jiàn)的磁現(xiàn)象為著眼點(diǎn)，對(duì)磁如磁性、磁極、磁極間的相互作用，以及磁在生活中的廣泛運(yùn)用進(jìn)行分析，并對(duì)電磁的一些基本性質(zhì)進(jìn)行總結(jié)和思考。

2.從磁場(chǎng)的基本性質(zhì)出發(fā)，如放入其中的磁鐵產(chǎn)生力的作用，對(duì)“磁場(chǎng)”這一特殊物質(zhì)存在的真實(shí)性進(jìn)行感知。

3.將若干個(gè)小磁針?lè)胖迷跅l形磁鐵周?chē)瑢?duì)磁針N極的不同指向進(jìn)行觀察，表示磁場(chǎng)具有方向性，并說(shuō)明是如何規(guī)定磁感線的方向的。

4.在此基礎(chǔ)上，對(duì)于條形磁鐵、蹄形磁鐵周?chē)拇艌?chǎng)，用鐵屑進(jìn)行形象地展現(xiàn)，對(duì)磁場(chǎng)用帶箭頭的曲線進(jìn)行描述，而這些帶箭頭的曲線就叫磁感線，作為一個(gè)物理概念，磁感線是對(duì)磁場(chǎng)的描述，更好地啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生，能對(duì)學(xué)生抽象思維能力進(jìn)行培養(yǎng)。

5.在磁場(chǎng)的作用下，磁針恒指向南北，表示地球本身就是一個(gè)大磁體。

通過(guò)以上“磁場(chǎng)”核心概念的學(xué)習(xí)進(jìn)階的構(gòu)建，對(duì)學(xué)生可能經(jīng)歷的思維過(guò)程進(jìn)行了展現(xiàn)，從之前模糊的生活經(jīng)驗(yàn)，逐漸進(jìn)階為對(duì)“磁”這一物理概念的準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)。通過(guò)對(duì)磁場(chǎng)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，將學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣激發(fā)出來(lái)，進(jìn)而能對(duì)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力進(jìn)行培養(yǎng)。

（二）學(xué)習(xí)進(jìn)階二：核心概念“電生磁”的學(xué)習(xí)進(jìn)階

核心概念“電生磁”包括了以下方面的知識(shí)：電流磁場(chǎng)的基礎(chǔ)知識(shí)和電磁鐵及其應(yīng)用。在教科書(shū)的基礎(chǔ)上，對(duì)磁場(chǎng)、電生磁的關(guān)聯(lián)充分利用，并由此對(duì)“電生磁”的學(xué)習(xí)進(jìn)階進(jìn)行構(gòu)建：

1.學(xué)習(xí)其他電磁現(xiàn)象，如電流的磁效應(yīng)。利用奧斯特實(shí)驗(yàn)，在學(xué)習(xí)磁體、磁場(chǎng)的前提下，啟發(fā)學(xué)生認(rèn)真觀察小磁針的變化，并對(duì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因進(jìn)行解析。讓學(xué)生充分地意識(shí)到小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，由此充分認(rèn)識(shí)電與磁之間的相互關(guān)系。

2.電與磁的基礎(chǔ)知識(shí)為安培定則，安培定則的重點(diǎn)是通過(guò)對(duì)通電螺線管的磁場(chǎng)的研究，為下一步的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，深入了解電磁場(chǎng)及其應(yīng)用方面的知識(shí)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，對(duì)通電螺線管外部的磁場(chǎng)分布情況就行探究和總結(jié)，通過(guò)師生交流，將安培定則總結(jié)出，并通過(guò)舉例的方式，對(duì)安培定則進(jìn)行說(shuō)明，由此對(duì)本節(jié)的知識(shí)難點(diǎn)進(jìn)行化解。

3.引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)，研究和分析電磁鐵磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)，通過(guò)相關(guān)現(xiàn)象的分析，總結(jié)結(jié)論。

4.與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，對(duì)電磁繼電器的結(jié)構(gòu)介紹之后，對(duì)電磁繼電器的工作原理進(jìn)行剖析。

5.做好通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行觀察和分析，并總結(jié)相關(guān)結(jié)論。

6.通過(guò)實(shí)驗(yàn)、分析、作圖的三種方式，對(duì)通電線圈在磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)動(dòng)情況進(jìn)行探索，分析線圈剛轉(zhuǎn)過(guò)平衡位置時(shí)的受力情況，以找到解決問(wèn)題的更好方法。