摘 要:在高中物理課堂的教學中,傳統(tǒng)的教學模式越來越難以適應新課程的標準,本文主要旨在研究高中物理課堂中的問題生成教學模式,探究問題生成教學能否有效地提高學生們的學習有效性和教學針對性。本文以“磁場對通電導線的作用力”一課為例,希望能夠為各位同仁的教學工作起到一定的借鑒和參考作用。
關(guān)鍵詞:高中物理;問題生成;新課標
一、 設置情境,生成問題
本文主要通過設置情境來完成問題生成教學,具體實驗如下:
(一) 實驗1
實驗前提:設置磁場,垂直放入通電導線。變量1:①電流方向保持不變,對磁場方向進行改變;變量2:②保持磁場方向不變,對電流方向進行改變。過程中對安培力的方向變化進行觀察。同時提出相應問題:①:安培力的方向和哪些因素有關(guān)聯(lián)性?②通電導線是否垂直于磁場,如何進行判定?③磁場中受到安倍力的方向?如圖1所示。
學生1:電流以及磁場的方向都是影響安倍力方向的因素,在判定中主要可以使用左手定則進行判定。左手定則具體判斷方法為:伸出左手并使左手拇指垂直于食指、中指、無名指和小拇指四指,此時必須保證其同手掌處于同一平面,磁感線由左手掌心進入,中指指尖指向電流方向,在上述操作無誤情況下,拇指指向的方向則為通電導線在磁場中收到安倍力的方向。學生2:電流方向與磁感線方向是否具有關(guān)系?學生3:安倍力方向是否與電流方向一定垂直?安培力的方向和磁感應強度的方向又有什么關(guān)系,是否也是互相垂直呢?學生4:磁感線是否必須要垂直于手心穿過?平行于手心會得到怎樣的實驗結(jié)果?
(二) 實驗2
設置磁場,通電導線平行于磁場置入,對實驗現(xiàn)象進行觀察,結(jié)合實驗1中的結(jié)論,提出問題:是否能夠求出電流為
I1,長度為L1的通電導線與磁感應強度B夾角為α,α大于0°,小于90°時,通電導線所受到的安培力的大小。如圖2所示。
學生1:電流方向及垂直于電流方向分解磁感應強度,平行于電流方向并不受力,因此可以得出,垂直于I方向受力
F=BI1L1sinα。學生2:其實不止學生1的一種算法,還可以分解電流I1,推導出F=BI1L1sinα。
二、 問題的二次設計,創(chuàng)設有關(guān)問題探究點
生成問題和個別疑難問題是課堂探究的主題。通常情況下,生成的問題比較復雜,一些問題甚至超出了現(xiàn)階段的學習范疇,因此教師必須對問題進行篩選取舍。同時教師還需要對提出的問題進行二次整合梳理,根據(jù)不同問題的難易程度、普適程度進行再設計,具體如下:
圖3 三維空間關(guān)系
問題1:①設置前提:電流方向垂直于磁感應強度方向電流方向和磁感應強度方向,圖3所示,F(xiàn)即為安培力方向,在這種情況下,安培力的方向能否使用左手定則進行相關(guān)判斷?②設置前提:磁感應強度B與電流I處于同一平面,且B、I數(shù)值不變。夾角為變量,改變?yōu)?0°,在此情況下,安倍力F的方向是否會出現(xiàn)改變?
問題2:①在電流方向、磁場方向垂直、平行時受到安培力已知的情況下,是否能夠推導出“電流為I1,長度為L1的通電導線與磁感應強度B夾角為α(0°<α<90°)時,通電導線所受到的安培力的大小”。
三、 二次生成問題探究,提高認知
通過教師二次設計出的新問題更加符合學生們的認知水平,也符合學生們的認知規(guī)律,主要具有三大特點,一是能夠充分調(diào)動學生的學習積極性,提高學生們在學習中的“主人翁”意識;二是新問題具有較強的層次性,學生在探究過程中受到的思維障礙較少;三是具有較強的針對性,有助于深層次的認知體驗。
教師提出問題1:確定α角度,大于0°,小于90°,當通電導線電流
I1、磁感應強度B的方向為α時,安培力F的方向如何進行判斷?
學生1:首先應該確定磁感應強度B以及電流I1所處于的平面,當平面確定后可運用左手定則對安培力方向進行判定,得出F垂直于平面,進而確定安培力的方向。學生2:安培力的方向垂直于磁感應強度B和電流I1的方向,磁感應強度B和電流I1的方向可以相互不垂直。教師提出問題2:把電流I1沿磁感應強度的方向和垂直磁感應強度的方向進行分解,能否得出F=BI1L1sinα。學生1:能夠得出
F=BI1L1sinα,但是分解方法錯誤,電流是標量,沒有分解意義。
參考文獻:
[1]郭衛(wèi)強.以生成問題為切入點提高物理教學有效性——“磁場對通電導線的作用力”案例分析[J].中學物理教學參考,2015(13):36-38.
[2]謝姣娣,黃樹清.淺探“思考型”學力培養(yǎng),提升物理核心素養(yǎng)——以“安培力方向”教學設計為例[J].教育科學:引文版:00002.
[3]張江寧.談小組合作學習課堂設計的關(guān)鍵——以“磁場對運動電荷的作用力”教學為例[J].物理通報,2011,40(10):97-99.
[4]吳懷軍.談如何把教的東西轉(zhuǎn)化為學的內(nèi)容——以磁場對運動電荷的作用力一節(jié)的教學為例[J].中學物理,2010(13):10-11.
作者簡介:何惠民,甘肅省平?jīng)鍪校拭C省靈臺縣第一中學。