電磁部分教學研究的論文
[摘要]物理教學既要發(fā)展學生的智力，又要培養(yǎng)學生的能力。只要運用科學的方法將知識傳授給學生，加強學生的實驗?zāi)芰妥詫W能力的培養(yǎng)，調(diào)動學生的學習積極性，就能提高教學質(zhì)量。
[關(guān)鍵詞]物理教學電磁學電磁場電路
物理教材中所闡述的內(nèi)容主要是經(jīng)典物理學的基礎(chǔ)知識，這些理論是建立在牛頓時空觀的基礎(chǔ)上，以力學、電磁學為重點。本文就電磁學部分的教學談?wù)勛约旱挠^點。
一、電磁學的知識體系
電磁運動是物質(zhì)的一種基本運動形式。電磁學的研究范圍是電磁現(xiàn)象的規(guī)律及其應(yīng)用，其具體內(nèi)容包括靜電現(xiàn)象、電流現(xiàn)象、磁現(xiàn)象、電磁輻射和電磁場等。為了便于研究，把電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象分開處理，實際上，這兩種現(xiàn)象總是緊密聯(lián)系而不可分割的。透徹分析電磁學的基本概念、原理和規(guī)律以及它們的相互聯(lián)系，才能使孤立的、分散的教學變成系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的教學。對此，應(yīng)從以下三個方面來認真分析教材。
1.電磁學的兩種研究方式
整個電磁學的研究可分為以“場”和“路”兩個途徑進行。只有明確它們各自的特征及相互聯(lián)系，才能有計劃、有目的地提高學生的思維品質(zhì)，培養(yǎng)學生的思維能力。
場是物質(zhì)的相互作用的特殊方式。電磁學部分完全可用場的概念統(tǒng)一起來，靜電場、恒定電場、靜磁場、恒定磁場、電磁場等，組成一個關(guān)于場的體系。
“路”是“場”的一種特殊情況。物理教材以“路”為線的框架可理順為：靜電路、直流電路、磁路、交流電路、振蕩電路等。
“場”和“路”之間存在著內(nèi)在的聯(lián)系。麥克斯韋方程是電磁場的普遍規(guī)律，是以“場”為基礎(chǔ)的，“場”是電磁運動的實質(zhì)，因此可以說“場”是實質(zhì)，“路”是方法。
2.認識物理規(guī)律
規(guī)律體現(xiàn)在一系列物理基本概念、定律、原理以及它們的相互聯(lián)系中。
物理定律是在對物理現(xiàn)象做了反復(fù)觀察和多次實驗，掌握了充分可靠的事實之后，進行分析和比較，找出它們相互之間存在的關(guān)系，并把這些關(guān)系用定律的形式表達出來。物理定律的形成，也是在物理概念的基礎(chǔ)上進行的。
“恒定電流”一章中重要的物理規(guī)律有歐姆定律、電阻定律和焦耳定律。歐姆定律是在金屬導電的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的，對金屬導電、電解液導電適用，但對氣體導電是不適用的。歐姆定律的運用有對應(yīng)關(guān)系，電阻是電路的物理性質(zhì)，適用于溫度不變時的金屬導體。
“磁場”這一章闡明了磁與電現(xiàn)象的統(tǒng)一性，用研究電場的方法進行類比，可以較好地解決磁場和磁感應(yīng)強度的概念。
“電磁感應(yīng)”這一章，重要的物理規(guī)律是法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律。在這部分知識中，能的轉(zhuǎn)化和守恒定律是將各知識點串起來的主線。本章以電流、磁場為基礎(chǔ)，它揭示了電與磁相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化的重要方面，是進一步研究交流電、電磁振蕩和電磁波的基礎(chǔ)。電磁感應(yīng)的重點和核心是感應(yīng)電動勢。運用楞次定律不僅可判斷感應(yīng)電流的方向，更重要的是它揭示了能量是守恒的。
“電磁振蕩和電磁波”一章是在電場和磁場的基礎(chǔ)上結(jié)合電磁感應(yīng)的理論和實踐，進一步提出電磁振蕩形成統(tǒng)一的電磁場，對場的認識又上升了一步。麥克斯韋的電磁場理論總結(jié)了電磁場的規(guī)律，同時也把波動理論從機械波推進到電磁波而對物質(zhì)的波動性的認識提高了一步。
3.通過電磁場所表現(xiàn)的物質(zhì)屬性，使學生建立“世界是物質(zhì)的”的觀點
電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象總是緊密聯(lián)系而不可分割的。大量實驗證明，在電荷的周圍存在電場，每個帶電粒子都被電場包圍著。電場的基本特性就是對位于場中的其它電荷有力的作用，運動電荷的周圍除了電場外還存在著磁場。磁體的周圍也存在著磁場，磁場也是一種客觀存在的物質(zhì)。磁場的基本特性就是對處于其中的電流有磁場力的作用�？茖W實驗證明電磁場可以脫離電荷和電流而獨立存在，電磁場是物質(zhì)的一種形態(tài)。
運動的電荷（電流）產(chǎn)生磁場，磁場對其它運動的電荷（電流）有磁場力的作用，所有磁現(xiàn)象都可以歸結(jié)為運動電荷（電流）之間是通過磁場而發(fā)生作用的。麥克斯韋用場的觀點分析了電磁現(xiàn)象，得出結(jié)論：任何變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場，任何變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場。按照這個理論，變化的電場和變化的磁場總是相互聯(lián)系的，形成一個不可分割的統(tǒng)一場，這就是電磁場。電磁場由近及遠的傳播就形成電磁波。轉(zhuǎn)從場的觀點來闡述路。電荷的定向運動形成電流，產(chǎn)生電流的條件有兩個：一是存在可自由移動的電荷；二是存在電場。導體中電流的方向總是沿著電場的方向，從高電勢處指向低電勢處。導體中的電流是帶電粒子在電場中運動的特例，即導體中形成電流時，它的本身要形成電場又要提供自由電荷，當導體中電勢差不存在時，電流也隨之而終止。
二、以知識體系貫穿始終，使理論學習與技能訓練相融合
1.場的客觀存在及其物質(zhì)性是電學教學中一個極為重要的問題。電場部分是學好電磁學的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。電場強度、電勢、磁感應(yīng)強度是反映電、磁場是物質(zhì)的實質(zhì)性概念。電場線、磁感應(yīng)線是形象地描述場分布的一種手段。
2.電磁場的重要特性是對在其中的電荷、運動的電荷、電流有力的作用。在教學中要使學生認識場和受場作用這兩類問題的聯(lián)系與區(qū)別，比如，場不是力，電勢不是能等。場中不同位置場的強弱不同，可用受場力者受場力的大�。ǚ较颍└涮卣魑锢砹康谋戎祦砻枋鰣龅膹娙醭潭�。在電場中用電場力做功，說明場具有能量。通常說“電荷的電勢能”是指電荷與電場共同具有的電勢能，離開了電場就談不上電荷的電勢能了。
3.認真做好演示實驗和學生實驗，使場抽象的概念形象化，通過演示實驗是非常重要的措施。把各種實驗做好，不僅使學生易于接受知識和掌握知識，也是基本技能的培養(yǎng)和訓練。安排學生自己動手做實驗，加強對實驗現(xiàn)象的分析，引導學生從實驗觀察和現(xiàn)象分析中來發(fā)展思維能力。從物理學的特點與對中學物理教學提出的要求來看，應(yīng)著力培養(yǎng)學生的獨立實驗?zāi)芰妥詫W能力，使知識的傳授和能力的培養(yǎng)統(tǒng)一。
4.培養(yǎng)學生綜合運用所學物理知識去分析和解決問題的能力。學習電磁學首先要抓住場和路這兩個方面，使學生正確理解基本概念，切實掌握基本規(guī)律。解答綜合題時，首先應(yīng)搞清不同的運動形式或不同的物理過程是怎樣聯(lián)系在一起的。一般聯(lián)系渠道有兩條：一是力，二是能，從而形成兩條解題思路。從力的角度考慮，全面分析受力情況，并和運動狀態(tài)的改變聯(lián)系起來。從能的角度來考慮，緊緊扣住能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，從而引導學生認識能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的正確性和普遍性，使學生明確：能量的不同形式，就是物質(zhì)運動的不同形式；能量由一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式就是物質(zhì)運動由一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式；能量不能創(chuàng)生也不能消滅，這就是運動的不可消滅性。
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