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在物理教学中如何开展探究性学习

2008-08-05周静枫

中学理科·综合版 2008年5期
关键词:感应电流磁场探究性

周静枫

实施素质教育的核心是培养学生的创新意识和实践能力,这就要求我们改变妨碍学生创新能力培养的教学观念.创设教学情境,尝试一种给学生独立思考,有足够思维空间的新型教学模式——开展探究性学习.本文就如何通过物理概念和物理实验探究教学开展探究性学习谈谈体会.

一、通过物理概念探究教学,开展探究性学习

物理概念是从大量同类物理现象和物理过程中抽象出来的.所提示的是客观事物的共同性质和本质特征,是构成物理理论的细胞.怎样才能纠正在学习物理概念时学生所习惯的死记硬背、盲目理解的学习弊端呢?探究性学习教学模式指出,应按照学生认知规律,以学生为主体,以方法为主线,以实验为手段、倡导主动参与、亲身体会,通过建立概念的一般方法来理解和形成物理概念.

例如,高中物理“自感”的概念的教学.

(1)首先提出探究性问题:当一个回路里的螺线管上电流发生变化时,能产生感应电动势吗?

(2)介绍实验电路图和实验装置;

(3)让学生根据已有的电磁感应知识去猜想通、断电时应出现的现象;

(4)然后让学生注意观察演示实验检验学生的猜想;

(5)再让学生讨论分析实验结果;

(6)最后在教师的启发下共同归纳出产生这一现象的原因,从而建立自感的概念.这样进行概念探究的教学不仅调动了学生学习的积极性,更重要的是使学生体验到了一种研究问题的方法,即“提出问题-进行猜想-实验探究-分析论证-形成概念”.

比如,“洛仑兹力”概念的教学可进行如下探究程序:

(1)首先分析安培力产生的一个必要条件是导体中的自由电荷应定向移动;

(2)提出安培力是大量运动电荷所受磁场力合力的宏观表现的假说;

(3)再用电子射线管加磁场后电子束偏转的方向可用左手定则判定的事实,验证了假设的正确性;

(4)设计出金属导电的微观模型,从F=BIL出发,用数学方法推导出,f=qBv;

(5)通过安培力与洛仑兹力大小、方向、产生条件的比较,找出安培力与洛仑兹力的内在联系,确定了判断洛仑兹力方向、电荷运动方向、电荷的电性和磁感应强度方向之间关系的法则,使学生从中感悟到洛仑兹力的概念形成过程和方法,即“问题-假说-实验验证-物理模型-数学推导-类比分析-形成概念”.

二、注重探究性实验教学,指导探究性学习

在教学过程中,通过开展探究性实验教学有利地激发了学生的兴趣,培养了学生的主体意识和创新能力.让学生通过观察测量活动和归纳概括的思维方式来建立物理概念和认识物理规律,同时训练一定的实验技能,在探求实验结论的过程中,学生积极性高,较好地激发学生通过手脑并用探求知识的欲望和培养了学生观察、归纳、概括能力.

对于演示实验,教师应该努力创造条件,增加学生主动参与实验的机会,对于一些演示实验,教师通过精心设计将其转化为探究性实验.比如“楞次定律”是电磁学一个重要定律,教师普遍感到难教,学生感到难学,尽管老师在课堂演示,但学生由于被动接受使感性认识不深刻,造成对定律理解不透,时常出错.如果在课堂上让学生亲自动手探索其中奥妙,既能达到提高教学质量,又能培养学生思维能力的目的.下面就以这一课题为例,探讨一下探究性实验教学.

1.创设情境,提出研究课题

新的教学内容可以由一个个问题呈现出来,这样学生的学习动机起源于情境变化的刺激,教师尽量创设问题情境,给学生造疑,使其产生浓厚的兴趣,针对本节课,可以设计以下几个问题:

①产生感应电流的条件是什么?

②用所给的实验器材能否产生感应电流?如果能,请设计电路,并证明电流的存在.

③引起闭合线圈中磁通量变化的方式有几种?

④产生感应电流是否也产生新的磁场?如果是,能否通过实验器材用所学的知识判断产生的磁场的方向?

⑤通过实验研究由感应电流产生的磁场B′和产生感应电流原磁场B磁通量变化之间关系.

2.设计实验方案

先让学生对所提出的问题进行讨论,提出解决问题的实验方案,教师在提问过程中适当加以引导和总结,在实验前,要求学生一定要判断好原磁场的磁通量变化及电流表指针偏转情况,判断线圈的绕向和感应电流磁场方向,根据研究问题顺序先画出电路图,列出实验表格.

3.归纳实验结论,总结物理规律

实验完成之后,从表格和图中比较出感应电流产生的磁场与引起感应电流的原磁场的磁通量变化总是存在着阻碍作用,不是简单的相反,更不是阻止,而是磁场方向上有“增反减同”的变化.这样学生由感性认识上升为理性认识,最终豁然开朗,理解了“楞次定律”中的前因后果,既加深了对知识的理解,又使学生的积极性、主动性、创造性得到了极大的发挥,并且能深化知识,用于实践.

总之,中学物理的探究性学习,必须符合探究性学习特点,适应于不同学生的认知规律;立足课堂教学,发挥实验优势,才能在实际的教学中得以实施,以完成建设创新型社会所需求的创新型人才的培养任务.

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