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浅谈中学物理教学中如何提高学生听课兴趣

2014-09-25张登玉梁俪琼许成科陈丽

教师·中 2014年9期
关键词:麦克斯韦线框感应电流

张登玉+梁俪琼+许成科+陈丽

学生的知识来源主要是课堂教学。课堂教学质量的高低,对于为祖国早出人才、快出人才、培养高质量的人才关系重大。要提高教学质量,很重要的一点也是最起码的一点就是要提高学生听课的兴趣。兴趣是学生学习活动中一个极重要的心理因素,从心理学观点看,只有引起学生兴趣的事物,才能使其注意并产生记忆。教学作为一门艺术,其核心问题是激发起学生的强烈兴趣,否则将是教学的失败。爱因斯坦说得好:“兴趣是最好的老师。”兴趣对学生主动地去猎取知识,获得优良成绩,以至将来在科学上取得成就,都是一个重要的推动力量。但学生对某门课程的学习兴趣,不是天生的,也不会自发产生,教师必须在教学过程中设法培养。教师在课堂教学中要始终有积极的情感,因为教师情绪饱满、精神抖擞,便会对学生产生强烈的感染力,唤起学生对物理概念和规律的情感体验,使学生的注意力高度集中,在头脑中形成有感情色彩的记忆印象,在愉快的气氛中对物理产生兴趣。

提高学生听课兴趣主要应注重以下五个方面:

一、善于提问

讲授平均速度和即时速度时,可引入“乌龟与兔子赛跑”的故事:乌龟比兔子先跑到山头,可见乌龟比兔子的平均速度大,可是大家都知道兔子比乌龟跑得快。由此可见,用平均速度描述两者的快慢是粗略的、不准确的,要精确描述物理运动快慢,也就是物体运动时间间隔尽可能取短一些,从而引出即时速度的概念。

又如在介绍激光的应用时,可向学生提问:“在哪部电影中利用激光做成了武器(《珊瑚岛上的死光》),哪部电影提到了激光在医学上的应用(《人到中年》),它用到了激光的哪些特性?”接着要学生举出一些例子,教学中激发兴趣,调动学生学习的兴趣,是启发学生思考而提出问题的原动力之一。物理课上丰富多彩的实验演示、教学活动、验证定律或习题求解,都可以调动学生的学习兴趣。我们可以帮助学生构成新的物理知识的框架,引导学生主动寻找问题,激发学生探索解决问题的兴趣。讲授“自由落体运动”中影响物体下落快慢的因素时,一般都会认为物体越重下落越快。我们可以设计简单可行的实验,先用两支大小不同的粉笔从相同高处落到讲台上,学生会发现

两支粉笔是同时落在讲台上,用事实纠正了通常的错误认识。当然,物体下落的快慢与物体的重量无关,结论是在无阻力(真空)情况下得出的。

二、重视演示实验

物理是实验学科。首先,教学中一定要做好教材中所有的演示实验,让学生通过实验理解物理概念,掌握物理规律,从而激发学生的学习兴趣。其次,可设计一些趣味实验,因为百闻不如一见,百见不如一做。教师应尽量创造条件,让学生亲自去做实验,同时鼓励学生自己设计,独立完成教材中介绍的家庭实验和小实验,这样可使学生感觉物理就在我们身边,日常生活离不开物理。

为了激发学生学习物理的欲望,教师必须充分发挥课堂演示实验的作用。对初中学生,特别要注意实验形象、鲜明和生动。

例如讲“电现象”时,老师可以事先准备好已带电的泡沫塑料块,走进教室后将它放置一同学头上使其“怒发冲冠”,一定能很快吸引学生,他们肯定有兴趣了解“这是为什么”。做电路实验时,最好用大型的示教板,显得直观鲜明。再以“沸腾概念”教学为例,对于水烧开的过程,教师应该引导学生观察水开的全过程:“加热前有无气泡?加热过程中气泡的部位如何?气泡怎么变化?剧烈程度如何?温度是否继续上升?”

在讲解“内能的利用和热机”时,演示用液化气电子点火枪和胶卷暗盒制作的电子枪。盒内滴有少量的乙醚或酒精。盖好暗盒,点火时暗盒飞出,并发出震耳的响声,大大激发学生的学习兴趣,教学效果也会非常好。教师在教学过程中应该使学生尽可能多地获得成功体验,这些成功体验是学生学习过程中的鼓励,它使学生获得一种满足感,并进一步对物理产生持续的兴趣。

三、注重实验探究

实验探究可使学生从自己探索和验证过程中,发现知识的内在联系,把学习知识过程变成模拟发现过程。

例如,高中“电磁感应现象”,为了揭示电与磁的关系,可以让学生分组做六个实验:

(1)磁铁不动而线框运动时产生感应电流;

(2)线框不动,磁铁运动时产生感应电流;

(3)磁铁和线框一同运动时没有电流;

(4)整个线框在匀强磁场中运动时没有感应电流;

(5)磁场发生变化时,静止的线框中产生感应电流;

(6)线框的四边在磁场之外(四边所处磁场可认为为零),线框里磁场发生变化,仍可在静止的线框中产生感应电流。

从前三个实验得出线框和磁场之间有相对运动时才有感应电流。第四个实验观察到整个外线框在匀强磁场中运动时没有感应电流,但在外线框运动到磁场边缘时,线框里的磁场发生了变化,又产生了感应电流。因此,根据现象观察和分析推理,得出磁场变化是产生感应电流的原因,而不一定要求线框和磁场之间有相对运动。第五个实验说明前面的结论是正确的。第六个实验进一步证明只要磁场发生变化,就能使磁场外线框产生电流。

四、适当穿插科学家事迹和科学史典故

麦克斯韦电磁理论是一个重要内容。把电磁理论的建立和麦克斯韦的治学态度及其为科学献身的精神结合起来讲,效果较好。麦克斯韦电磁理论的建立,很重要的一步是位移电流概念的引出,而位移电流概念是麦克斯韦研究电容器充电放电时传导电流不连续性提出的。麦克斯韦在深入研究法拉第电磁感应定律之后引进了涡旋电场概念,即变化的磁场激发出涡旋电场,他认为必然会有相反的过程存在,即变化的电场要激发起涡旋的磁场。向学生强调指出麦克斯韦的成功说明了科学的机遇只属于有准备的头脑。

还可向学生介绍麦克斯韦虽对物理学做出了巨大贡献,但是他的理论不为当代人所认识和理解。他晚年潦倒,妻子多病,但他坚持宣传自己发现的真理。他有时讲演受到冷落,最少只有两个人听他讲大课,一个是美国的研究生,一个是后来电子管的发明人佛莱明,而体弱多病的麦克斯韦仍精神抖擞宣讲他的电磁场理论。麦克斯韦终年只有四十九岁。

我们把麦克斯韦的事迹与电磁理论结合起来讲,学生们感到电磁理论不再是枯燥的数学公式,而是有血有肉似乎可以捉摸到的东西。学生们不但学到了具体的麦克斯韦电磁理论,更重要的是从麦克斯韦为科学献身的精神里受到启发和鼓舞。从效果上看,我们觉得适当引进一些科学家的事迹是必要的。

科学史典故的讲述,可以激发学生求知的欲望。学生的求知欲提高了,对听课也就会感到有兴趣。

讲授“狭义相对论”这一章节时,可向学生介绍一段1899年除夕之夜欧洲著名科学家新年聚餐会的轶事。大会主席开尔文(绝对温标确立者)发表新年贺词时说:“19世纪已将物理学大厦全部建成,今后物理学家的任务是修饰完美这座大厦了……”但他接着谨慎地指出:“在物理学的天边仍有两朵小小的令人不安的乌云,一朵是热辐射紫外灾难,一朵是迈克尔逊-莫雷实验。”学生听了以后,自然想知道一下“乌云”到底是怎么回事?

作为物理教师,我们除了有较扎实的数理基础外,还应懂得一些天文、地理、生物、历史、文学、教育学等方面的知识。

我们在讲授“变化磁场产生涡旋电场”时举了我国古代沈括所著《梦溪笔谈》中的一个例子,书中记录了一次关于雷暴的神奇故事,大意是:一次雷暴(球形闪电)在室内发生,当时墙上挂了一把宝刀,闪电之后发现坚硬的钢刀被化成铁水流出,然而木制的刀鞘却完整无损。一般用火烧东西都是先烧着物体的外表后烧着里面,当时人们对此感到十分惊骇,但却无法解释。当学生产生极大兴趣时再引导他们进行分析:发生闪电时空间出现高频变化的电磁场,必然在金属的宝刀上产生很强的涡流发热致使宝刀熔化成铁水,而木制刀鞘电阻很大,虽然也处在高频变化的电磁场中,但感应出的涡流却十分微弱,故安然无恙。我们进一步提到近代的高频感应冶金炉与此出于同一原理,学生们便恍然大悟。

五、让学生思考一些容易混淆的问题

在讲授“电磁现象的普遍规律”这一章时,我们提出这样一个问题让学生思考:有一铜圆盘,它在均匀的磁场B中以角速度ω逆时针转动,圆盘半径为R。如果用两个电刷分别与圆盘中心O和其边缘一点A相连接,那么就构成一台简易的发电机,求它产生的动生电动势?这本来是一个比较简单的问题。我们可以把圆盘想象为无数条类似于OA的铜棒并联而成,所以所求的电动势就等于每一根类似于OA的棒在转动时所产生的动生电动势。容易求出这个电动势为(BωR2)÷2。但是,如果换个角度,从法拉第电磁感应定律来看这个问题,就得出不同的计算结果。因为铜盘在转动过程中,穿过它的磁通量πR2B始终没有发生改变,所以铜盘上的感生电动势就应该为零。为什么出现如此矛盾的结果?学生对这类问题比较感兴趣,他们会认真思考、互相讨论、各抒己见,课余还到图书馆查找资料。通过解答这个问题,学生们不仅掌握电动势等基本概念,对电磁感应定律也会有新的认识。实践证明:结合教材提出一些容易混淆的问题让学生思考,既提高了学生听课的兴趣,也提高了学生分析问题和解决问题的能力。

参考文献:

张凤英.中学物理教学中注意力的培养.江苏教育学院学报(自然科学版),2011(06).

郭 强.高中物理教学中如何培养学生提问能力的步骤及策略.中学数理化:学研版,2011(10).

中华人民共和国教育部制订.普通高中物理课程标准(实验).北京:人民教育出版社,2003.

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