电势和电势差的类比物理情境教学

来源 :中学课程辅导·教师通讯 | 被引量 : 0次 | 上传用户:asd03071128
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  【内容摘要】目前大多数学生认为物理概念十分理性,一定程度上影响后续学习和概念理解。为解决“电势和电势差的类比物理情境教学”个人进行了以下探索:合理提出问题,引导学生启发概念思维;合理假设与猜想,引导学生进入物理情境;正确推理和分析,合理得出物理概念;相互沟通与合作,取长补短。
  【关键词】电势 电势差 概念思维 物理情境
  电势和电势差在高中物理教学的重要组成部分,教学内容中涵盖了电场力做功与电势能之间的关系,同时也包括电场力做功的特点。在教学中,如果学生自身具备和物理概念有关的生活经验和知识基础,则有利于学生较易地理解物理知识。本文通过运用类比物理情境教学引导学生通过探究、合作及合作的方式构建物理模型,在创设的情境中将抽象的概念结合学生已有的知识体系,进一步提高质量。
  一、合理提出问题,引导学生启发概念思维
  重力场和电场二者之间有许多地方十分相似,积极引导学生对物理世界中的物理规律进行初步认识,了解其和谐美和对称美。教师还要引导学生放宽视野,将物理中的各个现象规律联系起来有利于学生活跃思维。科学合理的设置问题能启发学生认识抽象的电场,也能在电场中引出受力和能量的教学情境,也为猜想和假设电势差、电势能及电势做好铺垫。可设置以下问题:电场的基本性质是什么;如电场会对电荷做功吗;电场力对电荷做功会不会引起某种能的变化;学生有了重力场作为基础并不会对电场太过陌生,也会产生不同的思考,发表自己不同的见解。
  二、合理假设与猜想,引导学生进入物理情境
  复习重力场相关知识目的在于让学生进入熟悉的物理情境,从而进一步对物理现象展开猜想和探究,一方面活跃了教学气氛,也能调动学生积极性。学生在解决相关电场问题时会运用现有的知识体系,此时就会凸显学生在认知方面的不足,所以教师可在课堂教学中运用类比思维鼓励学生大胆假设,充分肯定学生发表的观点,使学生的创造性和求知欲得到激发。可从以下方面实施:先引导学生,教师在教学中可先比较电力场做功和重力场做功的相同之处以及不同之处。如果发生相同的教学情境可组织学生交流有关重力场和电场知识,学生在此时会针对物理现象产生猜想和假设,教师也可趁机发起提问,如重力势能是由什么决定的能及它的特点;重力做功有什么特点;电场中的能有什么特点;在电场中电荷是否有能等。最后教师总结类比思维的推理较为主观且不充分,确认其猜想是否正确还需严格的理论推证。
  三、正确推理和分析,合理得出物理概念
  在前两个阶段探究的基础上,学生已经慢慢进入探究物理概念的情境。教师此时将学生分为不同小组进行情境讨论,双方指出优点和弥补不足。教师在整个学习过程中起到引导和启发的作用,学生则是课堂中的主角。同时需要教师借用恰当的教学时机促使学生在推证中发现问题和解决问题,尝试学习中的苦与乐。物理知识中不乏有抽象的概念课程,其中电势就是一种,利用类比推理分析电场的特点,让学生能灵活且多方位的应用和理解有关电场的知识。
  例:有关重力做功可运用类比推理出其和路径无关联;教师要明确告知学生,解决物理问题时要从简单情境着手,因此在对重力做功进行推理时可先从匀强电场分析。利用图1确定物理情境后可让学生自主展开推理。(1)电荷沿直线A运动到B,通过计算电功力做的功得到:WAB=FsABcosθ=qESAC
  此时教师对学生进行引导,让学生之间相互讨论分析,得出,电荷q会沿折线A、C、B不断从A运动至B,静电力会在线段AC上对q做功qESAC,在线段CB上电场力方向和运动方向呈垂直方向,其中电场力不做功。在整个过程中电场力做功:WAB=qESAC。学生通过推导可得知,电荷在匀强电场中会发生运动,由此说明电荷运动路径和电场力做功之间没有联系,教师可运用类似的方法证明非匀强电场,会得到相同的结论。
  四、相互沟通与合作,取长补短
  虽然类比方法能推理出新的物理概念,然而还需区别不同情境的各自特点,通常当学生对这些物理概念学习之后,既要明确二者之间的不同,同时也要明确重力场和电场的相似之处。只有这样才能保证在应用过程中不出差错。对此就需要师生、生与生之间进行深入交流和评价,找出双方的不足,总结对方的优点和亮点,让学生体验成功的愉悦。不同小组在探究的进度和深度方面都不同,在一定时间范围内多数小组可完成探究,对此可派出相关小组成员讲解探究结果,教师和其他小组成员学生可对该小组成果开展讨论和交流。
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