關于磁場生活現象鴿子 [知識的水平遷移在靜電場教學中的具體運用]

來源:辦公制作 發布時間:2019-06-19 04:12:39 點擊:

  摘要:遷移定義為舊學習對新學習的影響,或舊知識對新知識的同化,而把所學知識推廣到其它類似的情境中去叫水平遷移。教學中大量利用水平遷移能使所學的知識范圍擴大,開闊學生的眼界。物理知識的遷移在中學物理教學中極為普遍,也是非常重要的。文章以高中物理靜電場教學為例,結合自身教學經驗,提出了水平遷移在物理中運用的一些觀點,希望能為廣大同行們提供一種借鑒。
  關鍵詞:水平遷移;靜電場;運用
  一、分析教材特點,發揮教師主導作用
  靜電場一章是整個電學的基礎,其內容有兩個特點:一是許多概念、規律,如場的概念、電場強度、電勢能、電勢等,不是人們的感官所能直接感受到的;其二是許多知識跟力學知識有密切的聯系,即舊知識對新知識影響的因素較大。這就需要教師發揮主導作用,分析教材,根據教材特點,設計遷移目標,研究知識的遷移規律,使學生不斷增強能力,以促進知識的有效遷移。
  二、辨認和抓住問題的突出特征,使遷移順利進行
  靜電場的一個最基本特征是:電場力對電荷所做的功和路徑無關,只決定起點和終點的位置,即靜電場是一個保守力場,或稱有勢場 。與此相類似,力學中重力場(重力場實際上是引力場)也是保守力場,即重力做功只與起點和終點的位置有關,而與路徑無關。
  著名物理學家楊振寧教授也曾說過“庫侖定律是模仿萬有引力定律而得出的”,可見,物理學家們也極為重視這種遷移方式。的確,從公式形式上看,萬有引力定律:F=G 與庫侖定律:F=K有著驚人的相似之處,它們都是平方反比律。緊緊抓住上述兩個問題的突出特征,將重力場中重力做功、重力勢能等理論遷移到靜電場中電場力做功、電勢能等問題中來。實踐證明,這對開拓學生思維,啟迪學生求異思維能力是很重要的,并取得了良好的效果。
  三、有意識、有目的引導是遷移成功的關鍵
  在講電場一章前言時,我就有意識的介紹了“場”這一物理學中的重要概念,把重力場與靜電場這一同一類型的概念提出來,加以類比,一并說明。即它們都是“場”,是空間中不依賴于我們的感覺而客觀存在的東西,正如教材中闡述的“在一位現代物理學家看來,‘場’正像他所坐的椅子一樣是客觀存在的”。盡管在力學中,教材并沒有直接提出重力場,但在重力及萬有引力的敘述中,重力場這個概念已經“呼之欲出,躍然紙上”了,并且教師在教學中,一般都引入了重力場的概念。因此,學生對此是能夠接受的,教學實踐也證明了這點。
  在電勢能教學中,把這種水平遷移更加明朗化,把重力場與靜電場中的情形一一類比,如下表1所示:
  表1 重力場與靜電場中的類比
  并指出“共性”與“個性”的差異。強調:就功和能的關系來講,電場中的情形跟重力場中的情形完全相似,但由于存在兩種電荷,電場力既可以是引力,也可以是斥力,因此,電場力做功的問題要復雜一些,即正電荷順著電力線移動,電勢能減少;負電荷逆著電力線移動,電勢能減少。
  通過這節課的類比教學,幫助學生形成了清晰的物理圖象。學生不再如以往那樣,對“電場力做功、電勢能減少,克服電場力做功,電勢能增加”的關系感到困惑,能夠自覺的依據重力做功,重力勢能的變化情況加以形象的理解,正確地得出結論。而更重要的是,學生的知識遷移能力得到了提高,并變為主動。這也為學生下面的知識如“電勢”、“電容”等概念的如法炮制鋪平了道路。
  在電勢u=??/q的教學中,回顧了密度ρ= m/v、電阻R=u/I,電場強度E=F/q這些類似的物理量,它們都具有相同的特征:如密度是物質的基本特性,它與物質量的多少和物體的體積無關;電場強度是反映電場的特性,與q與F無關等,使物理概念得到水平遷移,即這些量都是用兩個可測物理量的比值來定義的,用類比法,順利地引出了電勢概念。
  在電場中選取一個標準位置,定為零電勢點,則某點與零電勢點的電勢差就是該點的電勢。如圖:
  取C為零,則uA=uAC,uB=uBC,BA間的電勢差uBA= uB-uA。
  這種處理方法,便學生感到最頭疼、“難”和“亂”、呼聲最高的電勢及電勢差問題有了一個形象的類比圖景,基本上避免了諸如:“正電荷在該點,電勢為正,而負電荷電勢為負”、“電量大、電勢高”或“電勢能大,電勢高”的常見錯誤,收到了良好的效果。
  參考文獻:
  [1]王淑萍.淺談新課程下如何提高高中物理課堂教學質量[J].學周刊,2012(30).
  [2]魏越峰. 淺議新課程下的高中物理教與學[J].新課程(教育學術),2011(07).
  (作者單位:云南省文山市第一中學)

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