初中物理電磁學實驗資源開發及教學應用

姚糧

摘要：實驗知識的學習是非常關鍵的，不僅僅是物理學科，在生物與化學教學中，也都涉及到了實驗內容。實驗是初中生學習物理知識的基礎，也是教師展開教學的重要手段。電磁學的知識在實際教學中，很容易落入“死記硬背”的循環中，這對師生之間的教學熱情產生較大影響，也與素質教育的要求相違背。作為初中物理教師，需要強化學生對物理知識的實驗探究意識，并利用身邊的軟硬件設計出符合知識情況且與學生相關的實驗情景，從而實現甚至于超越學習目標，使學生在更輕松的情緒中展開物理學習。電磁現象是初中物理知識中較為有趣的現象之一，本文以初中物理電磁學實驗資源開發及教學應用為例，探討初中物理如何進行實驗資源開發。

關鍵詞：初中物理;資源開發;教學應用;電磁學

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A

一、初中物理實驗室課程資源的開發與利用現狀

隨著素質教育的不斷深入，現階段，各初中學校對于實驗資源都給予了必要的重視，也根據課程教學的需求，不斷增加實驗器材的儲備。學校物理實驗室中也逐步配備了相關的計算機、多媒體技術，各種網絡設備也得到了廣泛應用。但是在實施過程中，也出現了一些盲從現象。當前初中實驗室大多呈現出“倉庫式管理、簡單化服務、粗放式實驗”的現象，這就導致實驗室的效用難以得到發揮。就目前實際情況來說，初中物理實驗室資源開發與利用主要呈現出以下不足之處：

首先，學校與教師都沒有真正從課程資源的角度去對待實驗，雖然一直在對校內實驗室進行升級與優化，但是在實際課程實施中，教師仍會以實驗操作過于復雜或者學習時間緊張等問題，對應有實驗進行簡化或省略。本該學生操作的實驗，往往會采取演示實驗進行替代。雖然也將實驗應用在教學中，但是對于學生實踐能力的培養并沒有幫助。且學生參與實驗僅僅是通過觀察，這就導致占比本就不多的實驗課程，更加難以發揮作用，也與實驗室搭建的初衷相違背[1]。

其次，現階段實驗室器材主要是依據課程標準要求進行購買的，并沒有依據教學實際需求進行采購，與豐富多彩的實驗教學要求不相匹配。很多教材在實際教學中得不到應有作用，創新實驗缺缺乏必備器材能問題仍然長期存在在初中物理教學中。

最后，隨著信息化技術在教育領域的深度融合，物理實驗室的管理建設并有做到較好的信息化轉變，相關管理水平不足，這對于物理實驗這一重要的課程資源造成了一定的負面影響。

二、初中物理電磁學實驗資源開發及教學應用

初中物理中的電磁學實驗主要包含三個部分，分別是電流磁效應;通電導線在磁場中的受力，也就是電動機原理;電磁感應，也就是發電機原理。第一部分是簡單的電生磁，通電導線圍繞在磁場，后兩者的區別主要是觀察是否有電源，有電源的是電動機的原理，而無電源則是發電機的原理。在初中物理中設計的實驗，都與三者有著密切的關系，以下是有關于電磁學實驗資源開發與教學應用的案例：

（一）將磁場“可視化”

磁場是一種客觀存在的物質，但是并不能用肉眼直觀觀察到。磁場存在于磁體與磁體、磁體與電流以及電流和電流之間，是一種媒介。由于磁場具有不可見性，因此在教學中，成為學生對電磁學進行理解的難點之一。那么如何借助實驗，使其“可視化”，是教師在教學中需要思考的問題。在初中物理教學中，教師的處理辦法一般由兩種，一種是使用鐵材質的小棒進行實驗，另外一種是使用鐵屑進行實驗[2]。

這兩種方法都各有利弊，雖然在實際教學中，教師普遍更傾向于使用鐵棒進行實驗，但是從實驗客觀性的角度而言，使用鐵屑進行實驗效果更好。選擇鐵棒進行實驗的原因比較直接，主要是操作簡單，形象直觀。但是從實驗結果來說，存在一定的限制，這是因為特定空間的鐵棒分布形狀與光滑的磁感線之間，在思維理解上還存在一定的差距。而使用鐵屑，則可以更好的觀察到磁場分布并將其順利過渡到磁感線，這是其優勢。

實際教學中，使用鐵屑展開實驗的教師并不多，直接原因是因為該實驗的成功率較低，在實驗中，很難將鐵屑均勻灑出。在這樣的基礎上，為了提升實驗的成功率，教師可以借用生活中常見的調料瓶（帶有小孔的辣椒粉或者孜然粉的瓶子），事先將鐵屑存放在有辣椒粉的小孔容器里，在實驗中，輕輕的在磁體（磁石）周圍撒上鐵屑，這樣可以獲得較好的實驗展示效果。

在使用這兩種方式教學中，可以發現學生對于鐵屑實驗的興趣要高于鐵棒實驗，這將調動學生的學習興趣，使學生全身心投入到課堂學習中。使用鐵屑進行實驗也有一定的弊端，就是很難立體的對磁場進行展示，在這個時候，就可以嘗試將磁體放置在透明的瓶子中，就可以達到直觀立體的效果[3]。

（二）將電磁力“可視化”

磁場對于電流存在力的作用，這是學生非常感興趣但是也常常感到困惑的一種物理現象。在物理教材中，提供了多種電動機模型，教師在教學中，除了教材中涉及到的實驗之外，還可以額外增加部分課外實驗，來幫助學生感受電磁學的神秘魅力，并在實驗中，領悟到電磁學的精髓。以下是有關于電磁力的相關實驗：

所需器材：圓柱形的強磁體*1個，裸露銅導線*1根（選擇較粗的），干電池*1節;

實驗步驟：

1、首先將裸露的銅導線用鉗子彎成一個愛心的形狀;

2、將愛心銅導線的尾部固定在強磁體上，確保接觸良好;

3、將干電池放置在磁體上方、銅導線之中;

4、輕輕撥動銅導線，銅導線就會轉動起來了。

這個小實驗對電動機工作的原理做出了很好的展示，即磁場對電流的作用。銅導線兩個半邊的電流方向都向上，而銅導線所在位置的強磁場卻是相反的，根據左手定則，其兩邊受力方向也是相反的，這樣電動機就可以持續轉動起來了。在該實驗中中，要注意兩點，首先是強磁體的選擇，普通的鐵氧體磁體由于電阻率較大，所有導電性較差且磁性較弱，難以滿足實驗需求，因此要選擇稀土材料鐵硼制作的強磁體。其次是確保線圈的對稱性，在前期實驗中發現，如果銅導線線圈不對稱，就會很難保持持續轉動，導致實驗成功率不高。

總結：總之，在新課改與素質教育的背景下，物理實驗的基礎設施已經逐步完善，相關的實驗器材資源已經較為完善。教師在展開物理實驗教學時，可以結合生活實際以及教學需求，借助常見的資源設計出趣味性的實驗，借此來激發學生的物理學習興趣，培養學生良好的合作研究意識，并逐步培養學生養成自主學習的習慣。教師在實驗的設置上，要依據教學實際需求，除了教材中安排的實驗之外，也要進行不斷的創新，借此來提升物理實驗教學質量，同時推動學生綜合素養的提升。

參考文獻

[1]陳揚清.初中物理實驗教學方法的創新思路[J].教育教學論壇，2016（02）

[2]鄭穎.中學物理信息化課程資源開發與利用的探索[D].云南師范大學，2017.

[3]劉瑞芬.農村中學物理實驗教學的實踐與探究[D].云南師范大學，2015.