高一物理教学中电场的知识要点分析

发表时间:2020/7/31   来源:《中国教师》2020年第17卷6期   作者:都君宁
[导读] 物理作为高中学科体系的一门重要课程,

         摘要:物理作为高中学科体系的一门重要课程,主要培养学生科学精神和探究能力。电场是高中物理学科中比较难的知识内容,也是高考的重要考点。为了激发学生学习兴趣,提高学习效率,教师要对电场知识进行要点分析,以新课标理论为指导,结合学生学习特点和认知水平,采取科学的教学措施,优化教学过程。
         关键词:物理;电场;知识要点
         电场知识在现代科学技术中有着举足轻重的地位和作用,学生通过电场知识学习可以加深对世界的物质性和物质运动的多样性的认识。电场知识的学习需要学生运用之前所学的力和能力等模块的知识,再加上电场是客观存在的一种特殊的形态,比较抽象,学生在学习过程中会存在很大的难度,特别对于刚刚接触电场知识的高中生而言,如何采取有效措施帮助学生理解知识要点,是一名高中物理教师重点思考的课题。为此,在新课程大背景下,教师需要根据电场知识框架和结构特点,以典型例题为辅助,深入分析知识要点,加深学生理解与记忆,提高教学时效性。
一、教材中电场知识的相关分析
         高中阶段关于电场的教学主要以“静电场”为研究对象,其涉及到电场本身的知识主要包括电荷、电荷的相互作用、电场强度、电场线、电势差、电势、电场力做功等。除此之外还包括电容以及电容器的应用等知识。但在新课标改革中,对电场强度、电势能和电势、电势差的要求比较高,因此重点分析这些知识要点。
         在教学中首先需要让学生知道电荷间的相互作用是通过电场发生的,并明确“场”是物质存在的形式之一。以此为基础学习电场强度以及与电场强度相关的计算,认识电荷电场和匀强电场。很多学生在练习以及考试中习惯用电场强度的定义式进行问题计算,但学生对“场”的理解只是停留在概念层面,并没有从感性角度进行理解,这也充分反映了电场的图式在学生头脑中建立比较困难,为此,很有必要对电场的要点知识进行相关分析。
(一)关于电场线
         电场线是电场学习的基础,针对此部分知识,新课标要求学生了解什么是电场线,能够利用电场线描述电场,学会通过实验的方式模拟电场线过程,加深对电场和电场线分布的深入认识。通过采取一系列教学措施,帮助学生摆脱“电场产生电场线,存在电场的地方一定有电场线,一定要能把电场线描绘出来才证明此处有电场”的错误认识。
(二)关于电势能
         笔者通过教学经验发现,大多数学生在计算过程中能够清楚的认识到电场力做功与电势能改变的关系,但在电场力做功与电势能改变的关系理解上还需要进一步融会贯通。新课标改革要求教师引导学生经历电势能概念建立的过程,了解电场力做功特点以及电场力做功与电势能改变的关系,明确电势能的相对性。
(三)关于电势、电势差
         新课标要求学生在了解两者概念的基础上,体验用比值定义物理量的方法。知道电场线与等势面的关系,能够区分几种典型静电场的等势面形状和特点,并可以运用电势差定义是进行有关计算,明晰电势差、电势、电势能间的区别和联系。
二、影响学生电场知识学习的相关因素
         其一,教师方面,首先自身要对电场的存在、性质以及处于其中物体的作用有清晰的认识,了解相关概念,并清楚各概念之间的关系。教师对教学内容的清晰认知关系到学生学习的正确性。此外,教师教学方法的灵活性关系到学生学习的有效性,教师不能将物理知识强制灌输给学生,需要结合学生实际,采取启发引导的方式,帮助学生理解。
         其二,学生方面,该方面的影响因素主要包括三大方面,①物理学习兴趣,兴趣越高的学生学习动机越稳定,在演示实验中对知识的理解也会更加深刻,抽象记忆和有意记忆方面的能力会比较高,甚至可以从中总结相关规律,推到公式。

②物理学习的思维特征,高中生思维正处在一个过渡期,受这一时期思维不稳定的影响,学生对于抽象的电场知识理解会比较困难,影响后续学习。这就需要教师注重对学生抽象思维和独立思维的培养,增强思维能力。③学生个体差异,学生作为独立存在的个体,彼此之间存在着一定的思维、能力以及认知差异,这些差异会反映到物理电场知识学习中,影响电场图式的建立。
三、高中物理教学中知识要点教学分析
(一)以概念教学为载体,分析静电现象基本规律
         “概念是思维的脑细胞”,人的任何思维过程都离不开概念。在物理学科中,概念是物理基础知识中不容易学习和掌握的内容。虽然高中学生的抽象记忆和有意记忆能力已经有了很大的提高,但其实他们对于直观和感性的事物还是有相当程度的依赖。因此,概念教学的优化不容忽视。静电现象基本规律的分析属于概念类型的知识,教师在教学过程中要以概念教学的方式方法为载体,引导学生掌握元电荷、电荷守恒定律等内容。由于学生在初中物理学习中就已经接触过电荷量的概念,拥有一定基础,对此部分知识在理解和吸收上相对比较容易。教师需要围绕重点优化教学设计。
         笔者认为,在教学实践中,教师可以首先利用板书展示与静电现象相关的知识框架,使学生能够以框架为支撑,形成一个完整的知识体系。其次,在理解的基础上对课后阅读资料进行探究,扩充知识储备,更好的达到预期教学效果,让学生更加全面地认识静电现象的基本规律。
(二)深入分析电场力性质,强化教学有效性
         放入静电场中的电荷一定受到电场力的作用,电场力指所有电场对电荷的作用力。而库仑力专指点电荷之间作用的电场力,因此,电场力包含库仑力。在高中物理教学中,库伦力学习按排在电场力之前,主要涉及到库仑定律以及基本公式F=kq1q2/r2。在教学实践中,教师首先引导学生咸咧哦级合规理解库仑定律的概念以及适用范围和条件:电荷处于真空中、两个点电荷。此外,还要考虑到特殊形式:两个均匀的带电球体相互作用。通过库仑定律学习,运用场强叠加原理,引导学生学会推导电场强度的大小与方向,为电场力性质的理解奠定基础。电场力性质涉及的内容比较多,像电场强度定义式、点电荷场强公式、匀强电场场强公式等,这也是此部分知识的核心。为了帮助学生形成感性认知,强化理解,教师可以利用多媒体技术,具体形象得展示定义式以及公式推导过程,更好地促进学生对知识的掌握。
(三)全面分析电场能性质,突破知识要点
         电场能性质可以描述为:放在静电场中的电荷一定具有电势能。其中,电势是描述电场能特性的物理量,电荷在电场中放置的位置不同,所具有的电势能也不同。电场能性质涉及到电场力做功、电势差、电势、电势能等基础知识,了解各物理量之间成立的关系,是分析电场能性质的前提。
         首先,理清电势与电势差的概念,特别注意电场力做功公式中W=qU中的U指电场中两点的电势差,并不是指某点的电势。其次,掌握电场力做功与电势能变化的关系,注意电场中的电荷有正有负,而且电场力做功与路径没有直接关系。在分析中借助高考例题加深学生理解,清楚考查方向,明白知识的重要性。
结语:综上所述,电场知识作为高中物理教学的难点之一,在教学实践中对知识要点进行分析非常重要,不仅可以突破难点,掌握重点,还可以构建完善的知识框架。并以此为基础,制定出科学有效的教学策略,更好的启发与引导学生理解电场知识本质,了解各知识间的联系,学会运用知识分析问题与解决问题,提高教学实效性。
参考文献:
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