福建省莆田第八中學 林德棋

魯科版物理課程設計中對于磁場教學提出了嚴格的要求，學生不僅需要熟練掌握磁場的相關概念，也要進行實際問題的解決和相關物理量的計算。有關磁場問題的處理不同于一般的物理問題，不僅需要熟練掌握公式，也要結合幾何關系，求半徑、計算帶電粒子的運動問題，因此這一章的教學存在種種挑戰(zhàn)。

一、情境教學在物理磁場教學中的意義

所謂情境教學，指的是利用課堂以外的環(huán)境，實現(xiàn)與學生互相融合的教學方法。這個環(huán)境的選取比較自由，可以是人為環(huán)境，也可以是客觀存在的環(huán)境，如果所應用的環(huán)境更加形象，那么所取得的效果也會更加顯著。情境教學的手段在于憑借生動形象的情境激發(fā)學生的學習興趣，其符合新課程改革之下的教學要求，通過情境創(chuàng)設可以極大程度上促進學生對實際物理問題的理解與思考。綜合情境教學在物理教學中的運用，其好處主要有以下方面。

（一）解決理論與實踐相互脫節(jié)的問題

傳統(tǒng)物理教學在“磁場”一章中，偏向于純理論知識的講述。由于電磁場概念比較抽象，單純的講述很難使學生從根本上理解相關概念，而通過物理情境的創(chuàng)設可以簡單地解決這一問題。情境教學的實施將有效解決目前教學中理論與實踐相互脫節(jié)的問題，關鍵在于將理論知識與現(xiàn)實生活相互聯(lián)系，這樣就可以將復雜抽象的物理知識形象化，使學生深度理解物理概念。以法拉第電磁感應定律為例，在純理論教學中，對于這一定律的解釋只是說磁通量變化產(chǎn)生感應電動勢，而對于其實質(zhì)內(nèi)涵卻很少解釋，這就加大了學生的理解難度。但是如果在授課過程中能夠?qū)⒎ɡ诎l(fā)現(xiàn)電磁感應的過程講述給學生，比如指出在開關的閉合瞬間會引起電流計指針的轉動，這就是電磁感應現(xiàn)象，通過與實際相聯(lián)系，將極大地降低學生的理解難度，也會使課堂充滿樂趣。

（二）具有極強的時效性

情境教學通過物理情境的創(chuàng)建使學生參與到課堂教學中，由于情境的創(chuàng)設需要不斷地更新教學內(nèi)容，這就從根本上優(yōu)化了授課的時效性。磁場是物理學研究的一個重要方向，并且在不斷地更新前沿知識，這些都將滲透到高考當中。由于課本的更新速度緩慢，這就要求教師及時將前沿科技理論在課堂上傳授給學生。通過物理情境的創(chuàng)建，教師可以及時更新教學內(nèi)容，使傳授的物理知識具有極強的時效性。當前高考對于物理新觀念的考查力度在逐年加大，針對“磁場”這一節(jié)，對磁懸浮列車的考查多有體現(xiàn)，通過情境教學的引入，可以及時給學生展示磁懸浮的工作原理。這樣的教學模式緊跟物理前沿的發(fā)展理論，通過物理情境的引入使學生認識到科技的不斷突破，同時也提升了其學習興趣。

（三）針對性強，激發(fā)學生的學習興趣

情境教學還有一個明顯的特點就是針對性強，教師在施教過程中通過情境的創(chuàng)設可以及時發(fā)現(xiàn)學生的問題所在，并且實施相應的解決措施。學生通過融入教師所設置的情境，可以從生活實際出發(fā)去感受物理模型的優(yōu)勢所在。情境教學通過簡單通俗的物理情境，可以使學生理解抽象的物理概念，具有良好的實踐意義。在情境教學中，情境并不是復制實體，而是通過對于實境的模擬，充分激發(fā)學生的學習與練習興趣。

二、情境教學在高中物理磁場教學中的應用現(xiàn)狀

情境教學法是目前被廣泛認可的一種教學模式，已經(jīng)運用到了多個學科的教學之中，并且取得了不錯的成效；但是其在物理教學中的運用還不是特別廣泛，仍然存在種種不足。

（一）情境教學形式單一，缺乏創(chuàng)新

在很多教師的觀念中，情境教學并不是一種最優(yōu)的教學手段，教師只把它當作一種活躍課堂氛圍的手段，沒有從根本上將其列入教學活動中，這就使得情境教學的形式單一，缺乏相應的創(chuàng)新模式。情境教學的核心在于多元化情境的創(chuàng)建，在此基礎之上創(chuàng)新模式，使教學內(nèi)容更加精彩。目前在“磁場”一章的情境教學模式運用中，普遍存在情境教學形式單一的問題，具體表現(xiàn)在課件內(nèi)容單一化，只是單一的物理概念、公式介紹以及對于定理的解釋，再加上例題分析與應用，在教學這些內(nèi)容的實際過程中象征性地引入相應情境，并且情境大都集中于習題與例題之中，這種情境模式的應用顯然是單一化且缺乏創(chuàng)新感。磁場作為一種抽象性的物質(zhì)形式，直接對其進行理論知識講述顯然是枯燥乏味的，在情境創(chuàng)建中應當更多地關注對這些理論知識情境的創(chuàng)設，而僅僅在例題中加以運用顯然達不到相應的教學目的。創(chuàng)新性的缺乏使得情境教學與傳統(tǒng)教學沒有什么不同之處，失去了情境教學的根本目標。

（二）情境內(nèi)容與教材內(nèi)容聯(lián)系不夠緊密

針對情境教學的時效性特點，隨之而來的就是在情境創(chuàng)設中對課本知識的脫離。情境模式的關鍵在于創(chuàng)新，但是所有的創(chuàng)新都應該是有一定的理論基礎，隨意地逾越這一理論，將使得創(chuàng)新內(nèi)容毫無意義。如今的情境教學中存在盲目創(chuàng)新、脫離物理課本的現(xiàn)象，這種情境模式的運用顯然也不科學。物理課本是諸多專家共同創(chuàng)造的知識結晶，情境模式的運用應當建立在課本理論知識基礎之上，然后進行創(chuàng)新與應用。目前有教師在情境設計時所運用的情境模式過于“高大上”，甚至涉及大學物理的問題，尤其是在磁場中大量運用微積分模型，這一情境的創(chuàng)設將給學生的正確理解帶來困難。

（三）沒有充分建立起磁場知識的聯(lián)系

情境教學模式在磁場教學中應當建立起緊密的聯(lián)系，“磁場”這一章知識點分散，從磁場的產(chǎn)生、磁場的基本特征、磁感應強度、磁現(xiàn)象的電本質(zhì)、磁場的方向與磁感線到安培定則的提出，這幾個環(huán)節(jié)緊緊相扣；但是在情境設置中很難做到將這些知識點相互串接起來，而是偏向于每一節(jié)獨立性的情境創(chuàng)建。如果情境模式不能做到知識點之間的相互關聯(lián)，將很難達到應有的效果。目前許多教師由于是初次接觸情境教學的應用，對于如何更好地做到知識點之間的相互串接還有很大的缺陷，常常表現(xiàn)為不同知識點之間都比較獨立，這樣就使情境的代表性大打折扣。比如在進行磁感線與電場線的相互比較時，如果用各自獨立的情境對于二者的異同點進行分析，學生將很難認識到二者的本質(zhì)區(qū)別。

三、情境教學在高中物理磁場教學中的應用措施

（一）創(chuàng)設問題情境，明確磁場物質(zhì)性

結合高中物理教學目標，課堂教學的效果好壞與其所設立的物理情境密切關聯(lián)，創(chuàng)設問題情境是構建情境教學的第一步。在問題情境的構建中應當遵循針對性、指導意義的情境選取原則；同時為了更好地吸引學生的學習興趣，教師在問題情境設置當中應當注重趣味性，這樣可以很好地達到解決教學難題的目的。與此同時，教師應當充分結合磁場教學中的重難點問題，因為問題情境的制定與課堂知識結構密切相關。教師在熟知學生以及磁場教學現(xiàn)狀的基礎下可以設立合適的問題情境，引導學生去探索。設立合理的問題情境，可以使教學課堂取得良好的效果。

以“磁感線”一節(jié)教學為例，引入磁場的物質(zhì)性特點之后，為了更加形象地描述磁場，教師應當引導學生提出問題：既然知道了磁場的存在性，那么如何刻畫它的分布呢？這時便可以引入法拉第所提出的有關磁感線的概念。通過實驗中鐵屑在磁場中被磁化的性質(zhì)來形象地表示出磁感線的形狀，這樣學生就從物質(zhì)層面上對于磁感線有了一個初步的認識。通過對于磁感線的刻畫，學生就可以了解到磁感線的作用，明白磁感線上任一點的切線方向就是該點的磁場方向，根據(jù)磁感線分布的疏密程度，可以定性地反映出磁場的相對強弱。這種假想的磁感線引入方法，在磁場教學中具有重要意義，通過定性的分析，為以后定量的計算磁場強度打好了基礎。問題情境的創(chuàng)設，極大地促進了學生對于物理模型的充分認識。

（二）創(chuàng)設實驗情境，探究電磁感應

物理作為自然科學，它的很多結論都是通過實驗探究得出的。在物理教學中，實驗教學任務是重要的一部分，實驗教學對學生來說是最好的探究性學習方法。在“磁場”這一章的教學之中，實驗情境的設置是做好教學工作的關鍵所在。教師通過相關實驗情境的設立，引導學生觀測實驗現(xiàn)象，可以發(fā)現(xiàn)“電生磁，磁生電”的物理現(xiàn)象，從而認識電磁感應的相關知識。

以“奧斯特的電流磁效應現(xiàn)象”這一節(jié)的教學為例，在預習時教師應當讓學生提前搜集電流磁效應的相關現(xiàn)象，并且做好相應的記錄。在正式上課時通過邀請學生講述對電流磁效應的初步認識，做好開課前的熱身工作。教師通過聆聽學生的預習情況，做好相應的部署工作，在實驗過程中先進行分組，將實驗器材準備完善，做好“磁懸浮”小實驗的準備工作。教師及時解決學生在實驗探究過程中所遇到的種種問題，并且同學生一起解釋實驗現(xiàn)象?！盀槭裁葱〈裴槙l(fā)生偏轉？小磁針的偏轉方向與地磁場、吸鐵石有何種對應關系？在不通電流的情況下，小磁針還會偏轉嗎？”通過解決這些問題，就可以很自然地得出電流磁效應的實驗結論：任何通電導線周圍都會產(chǎn)生磁場。這種現(xiàn)象也就是著名的“電流的磁效應”。研究了“奧斯特的電流磁效應現(xiàn)象”，就進一步創(chuàng)設“安培定則”的實驗情境，即通過右手螺旋定則，判斷感應電流的方向，從而建立起不同理論知識之間的相互關聯(lián)。

（三）創(chuàng)設生活情境，探究日常磁現(xiàn)象

創(chuàng)設生活情境是情境教學的重要組成部分。物理理論知識的教學源于生活實際，對于物理理論的研究就是從生活出發(fā)，最后反作用于生活。就高中物理磁場教學而言，它與現(xiàn)實生活有著密切的聯(lián)系，我國早期的指南針就用到了磁場的相關理論?！盀槭裁粗改厢樋梢灾该鞣较颍俊边@就要求學生對地磁場有一個理性的認知，教師可以形象地將地球創(chuàng)立為一個物理情境——磁鐵模型，明確其磁場線分布情況，從而有效探明指南針的工作原理，加深學生的印象。針對指南針指南、鴿子千里歸巢這些現(xiàn)實現(xiàn)象，就可以非常順利地聯(lián)想到磁場的相關概念，對于磁場的客觀存在也有了間接證明。同時也要注意磁感應強度的矢量性質(zhì)，在運算過程中除了考慮其大小以外，也要注意其方向性。通過立體圖形情境的構建，使學生熟練掌握直線電流、環(huán)形電流以及通電螺線管的安培定則使用方法。通過立體幾何模型的構建，再借助于實物的相類比，使學生提高理解程度。

（四）創(chuàng)設物理模型，解決實際問題

“磁場”一章知識點多，內(nèi)容難度大，是高考命題分值最大的一部分。通過相關物理模型的構建，可以幫助學生有效理解與掌握重難點內(nèi)容，達到情境教學的目的。以磁場中帶電粒子的偏轉為例，電荷進入磁場，在磁場的作用下發(fā)生偏轉，洛倫茲力提供其偏轉的向心力，因此其磁場中運動的核心公式就是qvB=mv2/r,從而可以得出r=mv/qB的核心公式。掌握好這一公式就可以解決大部分偏轉類問題，將物理問題轉化為幾何問題，即通過找出幾何關系，求出粒子做圓周運動的半徑，就可以求出磁感應強度B，進而解決周期問題與方向問題。創(chuàng)立偏轉模型后，進一步延伸到回旋加速器、質(zhì)譜儀等，了解先進的物理前沿理論。在電磁感應當中，應當建立“磁通量”的物理情境，即電磁感應的本質(zhì)原因在于磁通量的改變，從而進一步提出法拉第電磁感應定律，使學生的認知層層遞進，對于知識有系統(tǒng)化的把握。對于磁場的疊加原理應當建立起矢量運算的情境，將實際問題抽象為相應的物理量，利用平行四邊形定則或者三角形法則進行矢量的疊加，實現(xiàn)幾何與運算的結合，使磁場運算類問題的難度大大降低。物理模型的創(chuàng)建是解決物理問題的重要思想，在情境創(chuàng)設中應當格外關注。

綜上所述，在魯科版高中物理教學中，“磁場”一章的教學內(nèi)容多、難度大，想要做好這一章節(jié)的教學工作絕非易事。磁場本身作為一種肉眼無法觀測的物質(zhì)，很難使學生從本質(zhì)上認識到磁場的物質(zhì)性，而研究置于磁場中的磁體、帶電導體的難度更大。在新課改下，情境教學的提出與應用給“磁場”一章的高效性教學帶來了新的方式，通過相關情境的創(chuàng)設，可以將復雜的物理概念形象化，加強學生的理解與掌握。教師在教學中應當善于運用物理情境的創(chuàng)建，通過問題情境、實驗情境以及物理模型的構建，促進“磁場”這一章節(jié)教學任務的順利完成。