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1、新课改下物理教学设计的尝试 -谈磁场、磁感线的课堂教学设计摘要：通过对人教版高二物理教材磁场、磁感线教学现状的困惑描述，按新课改教学要求进行课堂教学设计，着重在概念教学中体现新课改的理念，突出以学生为主体的教学模式，形成概念教学的教学策略。关键词：课堂教学 物理教学设计 新课改在新课程理念的指导下，中学物理教学既要让学生学习系统的物理知识与技能，又要训练学生科学的思维方法，更应当培养学生的科学精神与品质。这就要求教师在教学中使用探究式、发现式等的教学方法，倡导学生积极主动地参与教学过程，善于提出问题、分析问题、解决问题，改变以往的学习方式。一、教学过程中遇到的困难在现行人教版高二物理教材磁场、
2、磁感线的教学过程中，常遇到这样的困难：对教师而言：该节教材知识点多，除了课本中常见的几种磁感线的分布情况，还要补充磁感线的空间分布情况等；内容细，不但要让学生了解常见的磁感线线谱，并且要用实验来模拟以及要学会用安培定则来判断各种磁感线的分布。就学生而言：内容新，环形电流，通电螺线管是学生刚开始接触，安培定则以及用安培定则来判断磁感线的分布也是学生刚首次碰到；内容难，磁感线的分布无法直接观察，安培定则的使用空间想象要求高，在后续的学习中又经常出现平面的截面图，建立或看懂平面截面图又有一定的难度；内容多，学生总是不停的地观察教师的实验模拟，以及多种磁场分布；甚至连安培定则在不同磁场的使用时手的用法
3、也是不相同的。就教材而言：内容阐述简单，所配练习也不多，但在后面的学习中，磁场分布情况又显的十分重要，而且左右手定则的使用也很重要。如果教师只是从教材面上进行知识点的教学，让学生接受各种磁感线的分布，让学生学会使用安培定则，把课本的知识点详细的教给学生，这样只会使后面的学习举步维艰，所以我们要在新课改的指导下，在建立物理概念的过程中，应尽可能从具体事物、事例、或演示实验出发，使学生对物理现象获得清晰的印象，然后通过分析，抓住现象的本质，使学生从具体的感性认识上升到抽象的理性认识，从而形成物理概念。如让学生通过对磁感线的实验形象模拟，各种磁感线线谱的理论探究，对安培定则的总结归纳以及对磁感线的各
4、种截面图的尝试剖析。在概念的教学中，让学生参与形成概念的过程，掌握形成概念的方法，体验学习物理的乐趣，激发学习物理的热情。逐步形成热爱科学献身科学的优良品质。二、教学过程设计中的几点尝试在本节内容的教学设计中，试图想通过对教材的优化处理，以旧带新、以点带面，充分挖掘教材的内在联系，在知识的形成过程中让学生培养科学方法和习惯。在以上的目标下我尝试了下面的设计安排，受到了预期的效果。第一、设法激活学生的原认知，找准生长点，在扩展、深化的基础上构建新的认知结构。学生在初中和前面的学习过程中已经有电场、磁场、电场线、磁感线的粗略模型，不够清晰，为了能激发学生的学习兴趣，激活学生的原由认知，进行如下设计
5、尝试：为了说明磁场的物质性与客观性，设计实验一：用两辆玩具小车，分别放上两块用布或纸包着的条形磁铁，如图所示1，分别演示相互吸引与相互排斥的两个过程，通过学生观察与思考，明确了磁场的物质性与客观性，磁场存在于磁铁的周围。该实验是建立在学生的原认知的基础上，但再现的用处在于说明磁场有对别的物体力的作用。图2图1甲乙为了说明电流周围有磁场，在实验一的结论认知中-“磁场对磁铁有力的作用”的基础上重新再现著名实验-奥斯特的电流磁效应实验，发现通电导线周围也有磁场的存在，如图2所示，“导线通电后小磁针发生了偏转”。通过对该实验的的研究可让学生明白许多物理原理都在身边，都是对有思想的人准备的。并用物理学史
6、进行人文教育，以达到“情感态度与价值观”的目标。为了找到研究磁场、磁感线的方法可继续利用学生的原认知，并不断比较对电场的研究方法与思路。电场和磁场我们能直接感知吗？电场的特性是什么？磁场的特性是什么？通过对试探电荷的受力分析得到了什么？磁场又用什么去试探呢？通过对这些问题的讨论，利用了原有的电场，电场线的概念的原认知把思维迁移到磁场中来，特别要提出的是当我们无法感知和测量电场时，我们引入了试探电荷，同样我们可以用小磁针放入磁场中的方法来探究磁场（如图3），发现磁场的特性；用形象的电场线来表示电场，同样用形象的磁感线来表示磁场。通过这样的安排，使学生感觉到不是新知识而是原认知的延续，电场线和磁感
7、线等是描述场的形象图3化的载体，同时也使学生明确在以后的研究类似问题中，可引入这种试探性的物体去探索未知领域，如在后面学习中的“电学黑箱”，卢瑟福的原子核式结构等，培养了学生探索未知世界的科学胆识与品质。第二、用实验探究的方法调节学生的兴趣，通过仔细认真的观察和总结，建立新的认知结构。任何物理概念都建立在客观事实基础上，在建立物理概念的过程中，应尽可能从具体事物、事例、或演示实验出发，使学生对物理现象获得清晰的印象，然后通过分析，抓住现象的本质，使学生从具体的感性认识上升到抽象的理性认识，从而形成物理概念。图4电场线的形状是通过感应起电机与静电羽来模拟的，学生的记忆中还有很深刻的影响，分析为什
8、么可以如此来模拟？实验的出发点是什么？因为人们想形象地描述电场，而且带电物体有吸引轻小物体的特性，那么对磁场如何探究呢？磁场的根本特性是什么呢？“能使小磁针发生偏转”，“可用小磁针的受力来探究”，如图4，一枚小磁针、二枚小磁针反映的情况不全面，小磁针越多反映的情况越全面。更多的小磁针可用碎铁屑模拟磁铁周围的磁感线分布，初步了解条形磁铁和蹄形磁铁的磁场分布。132I图5通电直导线的磁场分布是重点内容。关键在于学生的观察、分析、归纳、总结。用自制的通电直导线磁感线分布演示仪演示，用投影仪分别演示3个不同位置的小磁针偏转如图5，设计表格，让学生从不同的侧面观察不同位置的小磁针偏转情况，并记录在预先设
9、计的表格中如下表：位置上下左右前后1现象2现象3现象注：小磁针的N极指向用 表示。对表格中的小磁针的N极指向进行统计与分析，并尝试用各种图形进行描绘、用各种语句进行描述，对学生的各种想法进行总结与归纳，最后用安培的右手螺旋定则去判断通电直导线的磁感线的分布。改变电流方向和改变导线放置位置再观察磁感线分布情况，然后用右手螺旋定则（安培定则）加以判断。对上述这一过程要循序渐进，要通过学生的分析、总结、归纳去发现规律，让学生感受规律的形成过程。第三、用理论探究的方法进行科学探究，启发学生的思维，体会科学研究的思想方法与手段。“理论探究也是常用的探究”，“探究式学习有多种形式，在科学课程中虽然大多数探
10、究活动需要用实验进行探究，但也有不少探究活动属于理论探究，理论探究在科学课程中也具有重要的意义”。探究活动的的探究点应放在提出问题、建立假说和设计实验方案上。为此在研究环形电流的磁感线分布时，以前是让学生观察实验模拟的情景，后用变换的安培定则去掌握分布规律，但这里很多学生就会搞不清四指和大母指的确切含义，如果这里预设这样几个问题：通电直导线变成弯曲的怎么办？环形电流是否可看成直导线？（曲线到直线）通过这些理论上的准备，让学生猜想环形电流的磁场分布的大概情况，通过如下图6的理论探究，图6这样准确的场景就出现在学生的眼前，再让每位同学用折叠式直导线对环形电流磁场分布正确使用右手螺旋定则（安培定则）
11、，并让四位同学右手螺旋定则合作表演矩形线框的磁场分布，让其他同学分析并归纳环形电流磁场分布，最后指出两者的不同表现形式及同样的规律本质。有了这些，再用实验去验证磁感线的分布。同样道理对通电螺线管的探究也如出一辙（从单个环形电流到多个环形电流即通电螺旋管）。之所以进行这样的探究活动也符合学生的认知规律和课改的要求，这不但让学生了解知识之间的联系，更重要的是通过对这些知识的探究活动，使学生体会了科学的思想方法与研究手段。这里的“原有认知结构（通电直导线的磁场分布）-理论探究-实验验证”是科学研究的基本方法，特别是在课改进行的今天，更是教学的重要手段与方法。 第四、巧妙利用多媒体，使抽象的认知结构形
12、象化、具体化。用多媒体工具进行各种磁场的空间分布与平面分布，帮助学生充分发挥空间想象，形成鲜明准确的物理图景，通过磁感线分布的形象展现，让学生体会自然界的对称美与和谐美；用动画的形式去展现安培定则的正确使用方法，特别是把在各种情况中的使用方法统一起来，用这种统一的思想方法让学生体会物理规律的完整性与物理学的完美性，提高学习物理的兴趣与积极性。三、尝试体会与反思新课改提出了教学目标的三个维度：“知识与技能”，即学习物理的概念、定律、模型、理论及实验技能等，认识物理科学对社会的影响；“过程与方法”，即经历科学探究、动手实验操作、学习科学方法、体会科学思想，形成自主学习的能力；“情感态度与价值观”，
13、即培养学习物理的兴趣与激情、感受自然界的和谐与奇妙、领悟其中的意义，养成一定的科学精神与科学态度。本节教学设计就是以这三个目标而展开的。通过重点探究通电直导线的周围的磁感线分布的这一经历和过程，了解了用已知量（小磁针的受力）去分析未知量（磁感线和磁场的分布）的科学方法；用研究电场的方法去研究磁场这一相似比较的科学方法；用通电直导线的磁场分布去探索其他（环形电流、通电螺旋管）的磁场分布的理论探究活动和方法，体会安培定则这一规律在不同情况中的相互统一的科学思想，形成了自主学习的能力。通过实验探究与理论探究的活动，培养了学生对物理世界的兴趣，从磁感线分布的形状去感受自然界的和谐与奇妙，在对安培定则的
14、总结归纳中体会相互合作，相互学习，共同完善的科学精神与认真、仔细、务实的科学态度。在以后的学习中，学生对不同情况的磁场分布十分清晰，能独立自主地分析新型的情况，建立新的模型。通过对安培定则的学习能较快的接受和使用左手定则与右手定则,如果我们在进行物理概念、规律教学的同时，能把浓缩在其中的思维历程再现，让学生沿着前人思维活动的足迹短暂而迅速的走一遍，从中体验和学习科学思维的方法,那就等于教给学生一把打开思维宝库的金钥匙,从而把物理概念、规律的教学作为帮助学生认识事物本质、训练思维能力、掌握学习方法的手段.在教学中强调的是发现知识的过程,强调的是独立解决问题的能力和主动探究的精神,强调的是学生的主
15、动发展.因此,设计教学过程时,要注重调动学生的积极性和主动性,力求从探究的角度去安排教学内容,将知识本身的严谨性逻辑性同发现知识的各种可能性有机的结合起来,使教学包含探索的因素.。所以我认为在平时的教学中要真正地让学生参与，探究 ，发现，在物理概念教学中以学生的原有认知为基础，通过对生产生活中各现象的分析，建立物理研究的模型，设计可操作的实验，通过学生的观察，现象的描述、信息的处理，归纳与总结得到结论，再进行实验验证等重过程的概念教学策略。当然，教学策略具有动态生成性、选择性、灵活性、创新性等特点，教师应根据新课改的目标、教学内容、师生实际、学校条件等因素设计课堂教学的策略，最大限度地促进学生的有效学习。 参考文献：1备课新思维，吴永军，教育科学出版社2004年6月2上海市中学物理课程标准（试行稿）主要特点，陆伯鸿，华东师范大学出版社05.13探究式学习动手做实验，郑青岳，陕西师范大学出版社2004年6月4普通高中物理课程标准（实验），中华人民共和国教育部，人民教育出版社5促进学生有效学习的课堂教学策略，吕宪军，王延玲，中国教育学刊，2006年月
