高中物理论文：对“安培分子电流假设”的教学设计与反思.doc

对“安培分子电流假设”的教学设计与反思 高二物理教材第二册《磁场》一章中有一个常不容易被老师和学生所重视的知识点：安培分子电流假说。它在必修加选修版本中是一节阅读材料，在必修课本中也仅仅是一节介绍性的知识，从知识点来说并不是重点，但笔者认为对这一知识点的教学不仅仅是一种知识的传授，更重要的是在对这一知识的探求过程中，可以使学生体会到“猜想”也是解决物理问题、寻求物理规律的一种思维方式，而且是一种极为重要的创新思维形式。因此笔者在对这一知识点的教学中，并没有对其简单、草率的处理，而是进行了精心设计，让学生体会到 “猜想”思维对解决问题的重要性，对此笔者感触颇深。下面是笔者对这一节内容的教学设计和教学反思： 一、课堂教学设计 猜想1：电流产生的磁场与磁铁产生的磁场是否有相同的本质 首先让学生复习各种磁铁、电流周围的磁场线分布特点，使学生确信磁铁和电流都可以产生磁场，特别是条形磁铁和通电长直螺线管周围的细铁屑的分布情况。然后我们紧追不舍地创设这样的猜想情景：教师拿出一个暗盒，其周围放上一些细铁屑，观察细铁屑的分布象条形磁铁或通电长直螺线管周围的情况，然后让学生猜测暗盒内是条形磁铁还是通电长直螺线管？学生的无法猜测突出了这两种来源产生的磁场的相似性，从这一相似性，教师可趁机引导学生猜想它们的本质是否相同？从而为安培分子电流的引出和学习争得了有条件，也使磁现象的电本质得到了统一。 猜想2：如果分子电流的假设是正确的，那么钢锯条在磁场中应该会被磁化 如果分子电流的假说是正确的，顺着这一思路，那么一根原来没有磁性钢锯条把它放在磁场中会怎样呢？让学生运用分子电流的假说作进一步的分析、猜想。学生可以猜出：分子电流从无规则排列到有规则排列，最后产生磁性，钢锯条就能吸引其它没有磁性的铁块了。 教师趁机引导：猜想不一定是正确的，特别是象分子电流这种看不见、摸不着的微观领域更难把握，要证明猜想的结论是正确的，最好的方法是用实验来检验利用猜想的结论推理得到的宏观现象是否会发生，若能发生，则猜想的分子电流假设是正确的；若不能发生，则我们的猜想是错误的。因此我们可以用这样简单的实验来验证：把钢锯条放在磁铁附近一段时间，或在一磁极上蹭几下，再用它去吸引曲别针，看一看能否把曲别针吸引起，就能检验我们猜想的正确性了。 学生对这种解决问题的方法感到非常新奇，教师可再进一步引导：一个推理、一个实验的证明并不具有普遍性的意义，它必须接受多个推理、多个实验的检验，甚至所有与之有关的实验及现象的检验。从而趁机引出猜想3。 猜想3：如果分子电流的假设是正确的，那么怎样把已磁化的物体去磁呢？ 教师继续提问：如果分子电流的假说是正确的，那么怎样才能使原来有磁性的钢锯条要失去磁性呢？学生会说让分子电流的排列重新打乱。教师紧接着问：你猜猜看能用哪些方法打乱分子电流的规则排列？并要求设计相应的简单实验来验证。这一活动引起学生积极地去猜想和实验设计，拉开了发散思维的一幕，把课堂气氛推向高潮。 根据分子电流的假设，学生对此问题提出了种种不同的猜想方案。 学生甲：不断敲打、振动钢锯条，使分子电流取向混乱。相应实验设计：使劲的敲打已磁化了的钢锯条，然后再去吸引曲别针，引力明显减小。 学生乙：既然敲打可以使钢锯条去磁，那么，加热也可以达到这一目的。相应实验设计：让已磁化的钢锯条固定在铁架台上，并让它吸引起数枚曲别针，然后对已磁化了的钢锯条进行加热，发现吸起的曲别针数目随着温度的升高而减小。 …… （还有很多很多，但都跟甲、乙两位学生想法大同小异，这里就不一一说明了）。看到这些现象，学生自然就明白是去磁的结果，又一次说明了安培分子电流假设的猜想是正确的。 猜想4：继续猜想去磁的方法 教师诱惑性地问：大家把思维再发散一点，看看还有没有其它方法呢？……此时学生沉默了，课堂内一点声音也没有。这是我设计了这样一个学生活动：请一个小组的学生朝一个方向排成一列，听老师的口令向后转、向后转……，开始学生还不以为然，可后来随着我口令的越来越快，问题就出来了，一会儿学生的队伍就乱了，面朝各个不同方向。到此教师启发性地引导学生猜想：能不能使分子电流也做这样的运动呢？用什么方法使分子电流做这样的运动呢？ 这一下吊起了学生的胃口，一边猜想一边做实验验证找答案。一段时间后，突然有学生提出：把已磁化了的钢锯条一会儿放在磁铁N极上方，一会儿放在S极上方，且来回快速移动，不就能达到这一目的了吗。同学们被他的这一提醒，立刻恍然大悟。不约而同地用实验去试验，结果这种方法比前几种效果都好，学生高兴地笑了。 此时教师不失时机地向学生介绍这种方法在实际生活中的应用：交流去磁法。并进一步向学生提出课堂中的最后一个问题：使用磁铁应注意哪些事项？让学生去思考，去总结，去交流，让这堂课划上一个预期的句号。 二、教学反思： 反思1：重结果，更重过程。 “分子电流假设”这一知识点就整个高中物理来说，虽不是一个重要的内容，但利用这一知识获得的过程，可让学生领略物理学解决问题的又一思维方法。在平时的教学中，我们不是经常告戒自己和学生，要重结果，更重过程吗？那我们还有什么理由可以放弃这一节课的教育呢？同时，通过这一堂课的教学，也让我深深体会到教材不再是死板的，不一定课本规定的内容要祥细地教，而课后小实验、选学的内容、阅读材料部分就可以少讲或放弃，我们可以根据实际的需要、根据学生的情况进行灵活处理，该祥细的祥细，该略的就略，只有这样才能处理好高中教材内容多，时间紧的矛盾，也只有这样才能更好地体现行教学大纲及新课程标准的要求。 反思2：“猜想”是创造性思维的开端。“猜想”是学生的好奇性、求知欲的一种体现，只有当他对某个问题或现象感兴趣而又的找不到合理的解决办法时，才会又这种积极的想法，这也符合中学生的心理和生理特性，中学生正处在体力、脑力迅速发展的高峰期，他们有旺盛的求知欲，他们爱思考、喜争论、敢探索，当然猜想也能给学生带来更宽更广的暇想的空间。猜想是物理学研究问题和解决问题的一种重要方法；“猜想”也是一种创造性的思维形式，牛顿曾说过：“没有大胆的猜想就不可能有伟大的发现”。古今中外任何一个理论的产生都有其孕育的过程，任何科学学说的出现，开头都是大胆的猜想，例如，麦克斯韦凭借超凡的直觉，大胆的提出“涡旋电场”的假说，后来成为电磁场理论的基石；再如，爱因斯坦凭借天才的直觉，大胆提出了“光速不变原理”等……。 反思3：“猜想”的结论必须接受实践检验。学生在平时的学习和解题中，也经常会对某些问题进行猜测，但对自己猜想得到的结论正确与否往往提心吊胆，不知怎么证明，有的干脆不证明，变成了想当然。因此如何正确运用“猜想”思维是学生比较欠缺的，是在平时的教学中要加强的地方。我们要反复告戒学生：猜测既具有创造性，也具有或然性，是思维的起点，而不是终点。因此我们既要大胆，又要谨慎，对各种猜测都要持有批判的态度，严格加以检验、修正、取舍。正如波利亚曾所说的“你的猜想可能是对的，但是把一个逼真的猜测当作已被证明的真理来看待是愚蠢的。你的猜测也可能是错的，但是把一个逼真的猜测完全弃之不顾也同样是愚蠢的。” 反思4：类比、联想是激发“猜想”的良好通道。类比是根据两事物在某方面的相似性，推论它们在其它方面也可能有相同的思维活动，联想是指遇到问题联想与之相似或相关的事物，进行分析、比较，从而寻求答案的心理过程。物理学中许多理论就是运用类比、联想，进一步发展到猜想得到的，如惠根斯的波动理论就是其中之一。在教学中，我们应该根据两物理量（或过程）的相似性，指导学生去类比、去联想，从而激发猜想，激发学生的创造性思维。 总之，“猜想”是物理学中十分重要的思维方法之一，重视猜想能力的培养，必然会调动学生学习物理的积极性，发展创造性思维，提高学生的素质，有利于创造型人材的培养。 4