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浅谈物理教学对中职学生能力的培养

2015-08-15吴洪成

新课程 2015年12期
关键词:楞次定律感应电流灯泡

吴洪成

(江苏省淮阴中等专业学校)

物理学是一门理论性和实用性都很强的科学,它不仅对社会生产力起到了巨大的推动作用,而且对人的思维发展也产生了巨大的影响。下面我从三个方面谈谈物理教学对学生能力培养的感受和体会,以供同仁斧正。

一、物理教学对学生的科学素养的培养

物理学知识是人类在实践中形成的,并用概念、原理构成的完整的理论体系。因此,准确理解物理学中的概念原理是学好物理的第一步。那么,如何准确理解物理学的概念和原理呢?

1.对所学的概念原理要咬文嚼字,准确理解其内涵

例如,学生学习楞次定律时,一要读懂楞次定律的内容,品味其内涵;二要学会应用该定律解决实际问题。楞次定律的内容是:“闭合线圈中产生的感应电流方向,总是要使它的磁场阻碍引起感应电流的原磁场的变化。”这一定律表述虽然很短,但内容很丰富,这使得理解能力较差的学生一时半会要真心领会掌握其内涵还是比较困难的,教学中,本人为了让学生能准确理解楞次定律的含义,先从演示实验入手,根据实验现象,逐字逐句解释楞次定律的内容实质。

课前,我把准备好的线圈与电流计连接好,在实验中,我把磁铁插入线圈或把磁铁从线圈中抽出的瞬间,学生发现了电流计发生偏转,这说明闭合导体回路中产生了感应电流,如果磁铁插入线圈后静止不动,或磁铁与线圈以同一速度运动,就说明闭合导体回路中没有电流产生。因为磁铁插入线圈或从线圈中抽出的瞬间,由于线圈内部磁感线条数的增减,线圈内部的磁通量发生变化,回路中就产生感应电流;当磁铁与线圈没有相对运动,即穿过回路的磁通量不变化时,线圈回路中没有感应电流。如果磁铁在线圈中不断地插入、抽出,会发现电流计的指针不断地摆动,这说明磁铁插入、抽出时产生的感应电流方向不一致,进一步实验会发现感生电流方向既与磁体的磁极有关,又与线圈的绕向和磁极的运动方向有关。这就给学生提出一个问题:感应电流方向与磁体的磁极、磁体的运动方向与线圈的绕向是什么关系呢?这就是楞次定律要回答的问题。

楞次定律是楞次经过广泛的实验和精心的思索揭开的电磁感应的奥秘,楞次定律告诉我们“磁”生“电”是一种瞬时效应,即“磁”生“电”是发生在磁通量变化的瞬间。

楞次定律是用来确定感应电流方向的定律,它具有普遍运用性。因为楞次定律适用于一切电磁感应现象。如何应用楞次定律确定感应电流方向呢?楞次定律是一个比较抽象的定律。其实质是根据感应电流和磁场作用——阻碍引起感应电流的原磁通量的变化,来判定感应电流的方向。根据楞次定律的内容,首先要明确原来磁场的方向,其次要明确穿过线圈内部的磁场的变化情况,即原磁场在线圈内部是增强的还是减弱的抑或不变的,如原磁场在线圈内部是增强的,则产生感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;如原磁场在线圈内部是减弱的,则产生感应电流的磁场方向与原磁场方向相同;如原磁场的强弱不变,则不产生感应电流,这就是楞次定律内容中的“阻碍变化”的含义。从某种意义上说,楞次定律内容可以简单地叙述为“增—反,减—同”四个字,即原磁场增加,感生磁场方向与之相反;原磁场减弱,感生磁场的方向与之相同。最后利用安培定律来确定感应电流的方向。即当原磁通量增加时,感应电流取什么方向才能使它的磁场阻碍原磁通量的增加;磁通量减少时,感应电流取什么方向才能使它的磁场阻碍原磁通量的减少。

通过这样边做边讲,能极大地激发学生学习物理的兴趣和求知欲望,把学生从“死记硬背”中解放出来,使学生了解从实验事实出发,经过对实验结果的分析、综合、归纳、演绎而得出的物理规律的科学方法,在潜移默化中培养学生学习物理和掌握物理理论的能力。

2.真正培养好学生的理论接受能力,对概念、原理的定性理解还是不够的,还必须培养学生掌握物理量定量计算的方法

在物理学诸多计算方面,有关定量计算较难的就是矢量运算,为此有经验的物理老师除了对物理学的研究方法的教学十分重视外。例如,对物理模型的阐述,由简单到复杂,由个别到一般,由现象经过分析、归纳、演绎到理论、规律的研究方法的阐述等,贯穿于教学的始终,还把矢量的运算简化成代数运算的方法教给学生,这有利于提高学生运用教学知识处理物理问题的能力。

3.在物理理论教学过程中,适当地开设一些科技专题讲座

这样将开阔学生视野,对学生认识物理学与科学技术的关系,提高学生学习物理的兴趣,激发学生学习物理的热情都是大有裨益的。如我们曾开设过超声波的应用、传感器知识、超导体的知识和应用等讲座,都对学生学好物理具有很大的推动作用。

二、物理教学对学生实验能力的培养

物理学既是理论科学又是实验科学,实验对于学生理解物理学的基本知识,培养学生科学探究能力、创新意识和实践能力都具有十分重要的作用,通过学生亲手实验可以使学生了解物理学的应用,并学会运用所学知识解释一些物理现象,解决一些实际问题,因此物理学在教学过程中应注重对学生实验能力的培养。

譬如,我在教电阻的串、并联特点后取60W/220V和40W/220V灯泡各若干,让学生亲手实验,观察两只灯泡串、并联使用时亮度变化情况,并回答电灯的亮暗是由什么决定的问题。通过学生亲手做实验,清楚地观察到以上两只不同的灯泡并联使用时60W灯泡较亮,而串联时是40W的灯泡较亮的事实,这是为什么呢?让学生根据电阻串、并联的知识去解释,学生根据所学知识理论很容易得出结论:比较灯泡是亮还是暗不是看电压的大小(并联时两只灯泡电压相等)即不是看灯泡的电流大小(串联时两只灯泡上的电流相等),而是看灯泡上的实际功率的大小。学生通过电阻串、并联知识分析出60W/220V和40W/220V两种灯泡并联时,60W灯泡实际功率大于40W灯泡的实际功率,而串联时,40W灯泡的实际功率大于60W灯泡的实际功率。通过这个简单的实验,让学生不仅提高了动手操作能力,而且提高了学生对电阻串、并联特征的分析能力,实现了从死记概念原理到概念原理的分析与理解运用上的转变,也检验了物理理论的正确性。另外,我们通过让学生做伏安法测电阻实验,既提高了学生运用电流表、电压表、万用表的能力,也通过内接法和外接法的实验结果的比较,学生学会了测量误差的大小及误差的来源分析,学生自己也能总结出减小测量误差的方法和条件。总之,通过实验可以培养学生各种能力,如通过实验,可以培养学生自学能力;通过实验,可以培养学生的观察能力和手脑并用能力;通过实验,可以培养学生的思维能力;通过小组实验,还可以培养学生的合作能力和交往能力。实验是一种综合能力培养过程,正因为学生实验有诸多好处,有百利无一害,物理教学中为了让学生学好理论,运用理论,激发学生学习物理兴趣,培养学生的科学态度和科学精神,适当增加实验内容和实验次数,发展学生的实验能力是很有必要的。

三、物理教学对学生实践能力的培养

“学了知识不应用,等于耕地不播种”这句话对于我们职高生尤为适用,因此教职高生的物理老师要尽可能地让物理知识与社会实践有机地结合起来,让学生把学到的物理知识应用到自己的生活、工作中去。理论联系实际、学以致用,让学生在学中用、用中学,培养学生的终身学习意识,从而提高学生的实践能力。为了让学生有尽可能多的社会实践机会,我们学校采取了以下措施:

1.组织和动员学生参加省市级创新大赛活动

借助于一年一度的创新大赛的活动平台,可以最大限度地激发学生的创造性,充分发挥学生的独立性和自主性,让学生有更大的自由空间,学生可以根据自己的兴趣、爱好和需要,按照自己的思路和构想发明出自己得意的参赛作品,在这个活动中,学生的作品得奖不得奖我认为是次要的,重要的是通过这次大赛的活动,充分挖掘出学生的潜能,培养学生全面发展科学素养和提高学生综合实践能力。诚然,我们也经常有学生经过自己的深思熟虑,创造出的作品在大赛中获奖,有的学生还能获得发明创造专利。这其中既有发现的乐趣和成功的喜悦,又有挫折和失败的考验。这大概也是学生成长的必经过程吧。实践出真知这是颠簸不破的真理。

2.师生组成家电维修服务队

我们学校由物理老师、机械老师、电子老师和部分有关的学生组成家电维修服务队,义务帮助学校和教职工修理各种家电,服务队成立几年以来,维修过各种小家电,如:电视机、电冰箱、洗衣机、微波炉、电风扇、电水瓶、变压器和电动机等等,还参与过照明电路的安装和日光灯的维修,总之我们是遇到什么修什么。在维修过程中,遇到故障,师生共同查找、共同探究能解决问题的方法,在一次次失败和成功的维修过程中,很多学生已成为家电维修能手。这也能有效地培养学生学以致用、理论联系实践的能力,活跃学生学习物理的思路。

3.安排学生暑期实习

我们职校与省内40多家企业有合作关系,每年暑假都安排学生进企业实习。在安排的过程中,我们有意让机电专业与电子专业学生进入与本专业相同或接近的企业实习,如机电专业学生一般进电机厂实习,电子专业学生进无线电厂实习,这叫专业对口实习。在假期实习中,不仅能提高学生的实践操作能力,而且能使学生深刻认识到学好科学理论的重要性和必要性,使学生回到教室听课更加刻苦、更加有目的性的。这无形中就促进了学生学习物理、热爱物理、用物理的学习态度,实现了从“要我学”到“我要学”的转化,激发了学生的学习内在动机。

总之,在科学技术飞速发展的今天,物理教学要跟上时代的步伐,遵循“实际、实用、实效”的原则,坚持以能力为本,推进素质教育的精神。在物理教学中,物理科学思维方法是学生获取知识、提高能力的桥和船,它能为学生的成功创造更多的机会和途径,为学生遨游知识天空插上腾飞的翅膀。通过物理学深入详细地分析、综合、归纳、演绎、借助观察、实验、理想化模型、图像、等效、类比、假说等一系列物理科学方法的学习和应用,能培养学生的观察能力、实验能力、分析能力和解决问题的能力,促进学生自我发展,提高学生的科学素养(包括科学知识、科学方法、科学思想、科学精神),增强学生的创新意识,为学生学习后续课程,学习现代科学技术知识和从事现代化建设打下必要的基础。

阎金铎,郭玉英.中学物理教学概论[M].3版.高等教育出版社,2009(12).

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