有学者曾说:教育重要的不是获得知识,而是发展思维能力,教育无非是将一切已学过的东西都遗忘时所剩下的东西。而“剩下的东西”中包括研究解决问题的能力[1],这是物理学科核心素养的重要组成部分。涡流现象是电磁感应的一个重要补充,在生活中有很多应用,它进一步揭示了闭合回路磁通量发生变化是磁生电的实质,其重要性不言而喻。由于涡流概念较为抽象,这就要求学生在学习这一概念时需要有较高的思维能力。
涡流部分的主要学习内容是:了解涡流及其成因、涡流的热效应和机械效应等。人教版《高中物理(选修3-2)》中对该部分内容的编写主要体现了三方面的教学意图:第一,开门见山地提出涡流的概念,即线圈附近的导体中会产生一种像水中旋涡一样的电流,即涡流;第二,通过举例分析促进学生涡流概念的形成,所举之例为冶炼合金钢的真空冶炼炉;第三,介绍电动机、变压器线圈防止或者减小涡流危害的实例,教材中也给出了变压器硅钢片的示意图,在一定程度上能够起到巩固物理概念的效果。
在新概念的建立过程中,教材中的电动机、变压器线圈等实例在生活中容易找到,而真空冶炼炉则是工业生产中常用的,生活中很难碰到。学生难以切身体会,因而无法形成物理概念和物理观念。在笔者看来,真空冶炼炉、电动机线圈、变压器线圈、探雷器4个案例,无法很好地激发学生的好奇心和求知欲,若能在教学中直观地呈现“涡流”这一物理现象,就能更好地体现教材的编写意图。
苏州市吴中区金山高级中学赵研老师以“涡流、电磁阻尼和电磁驱动”为主题的公开课让笔者耳目一新。为了使学生能深入理解和牢固掌握涡流的物理概念,他在教学该内容时发挥创造力,利用日常生活中常见的器材,设计了多个来源于生活的趣味小实验,取得了较好的教学效果。本文通过演示赵研老师的趣味实验开展教学实践。
一、涡流物理概念的建立
二、涡流在生活中的应用
三、结语
以上实验取材方便,操作简单,创设的物理学习情境生动,效果显著,更好地诠释了导体中的涡流概念。实验虽然是为了建立“涡流”这一概念而设计的,但学生通过接触生活中的实际案例,可以很快地将所学的知识迁移到新的生活情境中。将类似小实验穿插进教学过程中,既可以加深学生对原理的深度理解,还能够将实验原理灵活应用于解决生活中的实际问题,学习效果显然比机械记忆要好。此外,有趣而直观的小实验不仅渗透了物理文化素养,还激发了学生学习和研究物理的好奇心和求知欲,培养了学生建构模型的意识和能力,使学生在学习知识的同时,还能够正确认识科学、技术、社会、环境之间的关系,建立保护环境、促进可持续发展的责任意识,从而进一步促进学生的物理学科核心素养的形成和发展[3]。
参考文献
[1] 颜少芬,付丽萍.基于科学思维能力培养的高中物理教学设计—以“安培力的方向”教学片段为例[J].物理教师,2019(5):6-9.
[2] 沈榴.理科考试研究指向学生思维能力培养的“体验式”物理教学—以“涡流电磁阻尼和电磁驱动”为例[J].理科考试研究,2021(19):46-48.
[3] 教育部.普通高中物理课程标准(2017年版)[S].北京:人民教育出版社,2018:6.
张志岩1 徐新兵1 赵研2 1.江苏省苏州市吴中区甪直高级中学 2.江苏省苏州市吴中区金山高级中学 |