高中物理選修靜電場 教學(xué)對策

靜電場教學(xué)對策

靜電場是電磁學(xué)的起始章節(jié),本章總共有24個知識點,較高層次（B）級的知識點有9個占37.5%,教材中出現(xiàn)的公式或變形公式有10個,在歷年高考試題中都是考點分布的重點區(qū)之一,見表1.

表1

近5年高考中靜電場知識所占比重

筆者對某省級重點中學(xué)高二所有理科班學(xué)生(共400人)靜電場一章的測試情況作了抽樣調(diào)查,抽樣人數(shù)142人,抽樣比率為35.5%,試卷難度系數(shù)預(yù)估值為0.75,實測值為0.58,與預(yù)期有相當(dāng)大的差距.通過試

后對試卷的定量分析以及對學(xué)生的調(diào)查訪談分析:原因主要是學(xué)生對該章的研究方法缺乏感性認識,頭腦中表象模糊,認識不足,難以上升到理性認識的階段.表現(xiàn)為對基本概念、規(guī)律一知半解,相互混淆,解綜合題型思路不明,缺乏處理手段,存在盲目性、隨意性.那么,在教學(xué)中我們教師應(yīng)采取哪些相應(yīng)對策來解決存在的問題呢?

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對策一:遵循思維發(fā)展規(guī)律,強化概念、規(guī)律的教學(xué)

1.1注重獲取知識過程的教學(xué)

概念、規(guī)律為什么引人,如何引人的,又是從哪方面來確定概念內(nèi)涵的,以及公式推導(dǎo)過程,觀察、實驗過程的教學(xué),這些過程方面的問題在平時教學(xué)中往往是弱化的.我在教學(xué)中體會到:本章引人概念的教學(xué)過程不僅要強化,放慢教學(xué)節(jié)奏,而且要突出.只有讓學(xué)生切身體會到借助舊知識,已經(jīng)不足以描述或解決所面對的問題時,才會引起學(xué)生強烈的興趣,對需要學(xué)習(xí)的概念產(chǎn)生親切感和深度的好奇心,才能產(chǎn)生恒久的內(nèi)驅(qū)力,課堂效率自然也會提高.

例如:電勢是描述電場中能的性質(zhì)的物理量,書本中的闡述過于簡單,學(xué)生學(xué)過后,對這個概念的掌握很不理想.課堂上,首先需要說明:電勢是比電勢能更本質(zhì)地揭示電場中能的性質(zhì)的物理量.為了顯化電勢的引人過程,誘使學(xué)生思維的逐漸發(fā)展,參照電場強度概念的引人,我在教學(xué)中是這樣處理的:如圖1所示,設(shè)在勻強電場中,在A、B兩點分別放人不同電量的電荷ql、q2、…qn:①同一場點A上放人不同檢驗電荷:

結(jié)論:恒量與q也無關(guān)且與A點的恒量大小不同.由此可見,該恒量在同一點相同,在不同點不同,具備這兩特性的物理量就能更深刻地反映了電場的能的本質(zhì).這時,引人這一物理量,就水到渠成了.

1.2應(yīng)用類比法,降低理解臺階本章概念難以理解的一個根源,就是所學(xué)知識的抽象性與學(xué)生具體經(jīng)驗太少所形成的矛盾.電場既看不見也摸不著,電場線、等勢面又是假想而真實不存在的,電場力、電勢能、電勢等概念更像是憑空而立的,學(xué)生缺乏了必要的理解素材和思維的落腳點.在教學(xué)實踐中,我嘗試著先讓學(xué)生完全把電場一一對應(yīng)地去參照重力場,即把物理量、規(guī)律等去類比重力場中的相關(guān)量.例如:

電場力→重力,電量→質(zhì)量,電場強度→重力加速度.電勢能→重力勢能,電勢→高度,電勢差→高度差.電場力做功與電勢能的變化關(guān)系→重力做功與重力勢能的變化關(guān)系.這樣的類比在本章出現(xiàn)的頻率是比較高的,教師在經(jīng)過課堂的點撥后,讓學(xué)生自己去多比較、內(nèi)化知識,使原本抽象的問題盡可能的形象化,效果不錯.1.3概念、規(guī)律形象化、生活化,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

物理學(xué)是借"物"說"理",物理概念是物理現(xiàn)象的本質(zhì)在人們頭腦中的反映,所以,為形成概念,首先必須給學(xué)生提供足夠的感性材料.高中學(xué)生雖然抽象思維能力有了較大發(fā)展,但形象思維能力在思維功效上仍起著舉足輕重的作用.本章的知識比較枯燥,抽象思維能力要求也很高,我們應(yīng)考慮:如何在教學(xué)中降低臺階,把握好講解的"度",不失時機的使抽象的概念或習(xí)題具體化、直觀化、趣味化,使學(xué)生在豐富的感性材料下,經(jīng)概括、歸納、抽象,生成概念、規(guī)律,抓住主要因素,近似反映客觀規(guī)律.

在講解電容的概念時,可以就地取材:茶杯中裝開水,鐵桶中無水,然后提出:如何引進一個物理量來描述它們的盛水本領(lǐng)的大小呢?從而引出描述電容器"盛"電荷本領(lǐng)大小的物理量——電容.并進一步類比總結(jié)出電容與電荷的存在與否無關(guān)等性質(zhì).這樣舉例引人、解釋規(guī)律,活躍了課堂氣氛,加深了學(xué)生對各知識點的理解,調(diào)動了學(xué)生的非智力因素,收到了很好的教學(xué)效果.

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對策二：優(yōu)化解題方法，強化題后反思2.l運用等效思想,處理復(fù)合場習(xí)題

本章涉及的綜合問題大多為力學(xué)知識的擴展,教學(xué)中要適時地將力學(xué)中的研究方法靈活地遷移到電場中,這個特點也是高考命題者所特別關(guān)注的.就問題的情境而言,當(dāng)研究對象處于復(fù)合場中(電場和重力場的疊加),機械能不守恒,解題就更棘手了.經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn),中學(xué)階段給出的復(fù)合場往往是恒定的,即重力和電場力的大小和方向均不變.從而滿足了用等效重力場來處理的基本條件.我們引進一個新的虛擬重力來替代真實的重力和真實的電場力的矢量和.在新的重力場中"機械能守恒",而"動能定理"、"動量定理"、"動量定恒定律"等基本規(guī)律的形式也更簡捷.

例如:如圖2所示,將1/2光滑圓弧軌道放人E=mg/q中,把小球從A無初速地釋放,求:小球到最低點B時,對光滑圓弧軌道壓力.

[分析和解]由于電場力、重力是恒力,我們可以引入一個新的重力場,等效替換這個復(fù)合場.即mg=qE+mg=2mg,相當(dāng)于小球只受一個新的重力作用,g'代替g,此時,g'=g+qE/m=2g在新的重力場中,"機械能守恒".得:mg'R=1/2*m*vB2,vB2=2g'R,分析小球在最低點B受力,可知:N-mg'=m*vB2R,N=3mg'.把g'=2g代人,得:N=6mg。應(yīng)當(dāng)指出的是:等效重力場契合了學(xué)生思維發(fā)展,避開了跳躍性,從而,很好地銜接了高一的力學(xué)規(guī)律.

2.2強化題后反思,注重平時積累

電場知識與力學(xué)的綜合題1996年、1997年連續(xù)兩年在高考中出現(xiàn),分值高、難度大,考生得分率低.這就要求在教學(xué)中,教師要加強題后反思的指導(dǎo).對物理知識應(yīng)用后的反思,有助于加深和擴大對基礎(chǔ)知識理解的深度和廣度,既能理順學(xué)生的思維,又能排除解決問題過程中的主要障礙,使思維有序發(fā)展.從某種意義上說,給出習(xí)題的答案僅僅是一個步驟的結(jié)束,更重要的是解題后的反思.追溯給出答案的源由,切人題的角度,碰壁后的思維轉(zhuǎn)變,摸索出合理規(guī)律的瞬時感覺,歸納出該方法是否具有推廣性,發(fā)散自己的思維去探求更好的、更美的解法以達到觸類旁通的功效,這樣做,有利于培養(yǎng)學(xué)生思維的批判性、靈活性、深刻性,有利于學(xué)生整理歸納能力的提高,有利于學(xué)生發(fā)散性思維能力的培養(yǎng)和思維的優(yōu)化.

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對策三:理清知識脈絡(luò)、適時歸納總結(jié)

與學(xué)生的交流中,深切體會到:學(xué)生在學(xué)習(xí)本章后,知識點的繁雜和零亂成了腦中的一團亂麻.對每一個知識點都有一定的理解,卻又道不清一個所以然.這也可以說是本章的教學(xué)效果差的一個焦點.教學(xué)中,宜抓住兩條主線:能量和力,梳理知識,歸納總結(jié)出本章脈絡(luò)體系.靜電場中的脈絡(luò)如圖3所示。