肖景養(yǎng)

摘 要：通過(guò)“電場(chǎng)強(qiáng)度”這一概念的課程設(shè)計(jì)，意在提出概念課教學(xué)，應(yīng)從概念引入的必要性、如何定義新概念以及新概念的理解和應(yīng)用三方面下功夫，能更好地讓學(xué)生把握好物理概念，培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：物理學(xué)科核心素養(yǎng);電場(chǎng)強(qiáng)度;概念教學(xué)

高中物理學(xué)習(xí)中，物理概念占了很大的比重，如何理解應(yīng)用物理概念是高中物理中很重要的任務(wù)，直接決定物理學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)。物理概念的教學(xué)，教師在備課中，注意在“概念的建立過(guò)程”中花時(shí)間，下力氣，避免直接給出概念讓學(xué)生記憶。學(xué)生如果靠記憶記得概念，經(jīng)常出現(xiàn)無(wú)法把概念理解和應(yīng)用，進(jìn)而覺(jué)得物理難的現(xiàn)象，這不利于學(xué)生學(xué)習(xí)，也阻礙了物理學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)。如何讓學(xué)生深刻理解物理概念？根據(jù)學(xué)習(xí)進(jìn)階理論，學(xué)習(xí)進(jìn)階中間水平層次的學(xué)習(xí)往往代表學(xué)生的迷思概念，學(xué)生在此階段的學(xué)習(xí)有可能存在對(duì)概念的錯(cuò)誤理解。因此教師應(yīng)關(guān)注學(xué)生對(duì)概念理解的發(fā)展過(guò)程，通過(guò)選擇合適的教學(xué)策略，促進(jìn)學(xué)生完成概念轉(zhuǎn)變。為了更好落實(shí)物理概念教學(xué)，在課堂教學(xué)中，物理概念教學(xué)一般應(yīng)有這三個(gè)環(huán)節(jié)，可以使學(xué)生理解應(yīng)用遷移對(duì)應(yīng)的概念。一是應(yīng)通過(guò)物理事實(shí)的分析，讓學(xué)生感悟建立新概念的必要性;二是思考如何定義這個(gè)新概念;三是加深概念的理解，鞏固和運(yùn)用新概念。

以高中物理“電場(chǎng)強(qiáng)度”的教學(xué)為例。在備課中，首先要思考如何引導(dǎo)學(xué)生思考“為什么需要引入電場(chǎng)強(qiáng)度概念”，教師可以先演示“經(jīng)頭發(fā)摩擦過(guò)的氣球能隔空推走空易拉罐”實(shí)驗(yàn)，引發(fā)學(xué)生思考“推走”背后的動(dòng)力在哪;再根據(jù)電荷間的相互作用和庫(kù)侖定律的復(fù)習(xí)，讓學(xué)生再次體會(huì)庫(kù)侖力產(chǎn)生特點(diǎn)和條件;再?gòu)?fù)習(xí)遷移磁體間相互作用、質(zhì)點(diǎn)間萬(wàn)有引力作用，知道磁體間的相互作用靠磁場(chǎng)傳遞，質(zhì)點(diǎn)間相互作用靠引力場(chǎng)傳遞;雙管齊下，學(xué)生就不難理解“電荷間相互作用靠電場(chǎng)傳遞”。電場(chǎng)是是一種看不見(jiàn)的物質(zhì)，如何描述電場(chǎng)，自然過(guò)渡到需要一個(gè)新的物理量——電場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)描述。

第二個(gè)問(wèn)題“怎樣定義電場(chǎng)強(qiáng)度概念？電場(chǎng)強(qiáng)度的描述形式？”根據(jù)點(diǎn)電荷間的庫(kù)侖力，理解電場(chǎng)力的性質(zhì)，第一步創(chuàng)設(shè)情境：如圖1所示，把試探電荷+q先后放入由+Q（場(chǎng)源電荷）A產(chǎn)生的電場(chǎng)中的P1、P2、P3點(diǎn)，根據(jù)庫(kù)侖定律求出試探電荷所受的電場(chǎng)力，于是可知：P3點(diǎn)距Q較遠(yuǎn)，試探電荷所受電場(chǎng)力較小，P3點(diǎn)的電場(chǎng)應(yīng)較弱;P1點(diǎn)距Q較近，試探電荷所受電場(chǎng)力較大，P1點(diǎn)的電場(chǎng)應(yīng)較強(qiáng)。這里，場(chǎng)源電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的強(qiáng)弱與試探電荷所受電場(chǎng)力的大小相對(duì)應(yīng)（形成表象）。那么，能不能用試探電荷所受的電場(chǎng)力的大小來(lái)描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱呢？第二步，思維方法推進(jìn)：在電場(chǎng)中的P1點(diǎn)，放入不同的試探電荷q、q′（=2q），試探電荷所受的電場(chǎng)力大小不相同，而P1點(diǎn)電場(chǎng)的強(qiáng)弱情況應(yīng)該確定（電場(chǎng)中同一點(diǎn)電場(chǎng)的強(qiáng)弱是唯一的）?？磥?lái)，試探電荷所受的電場(chǎng)力不能用來(lái)描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱，原因是電場(chǎng)力大小不僅與場(chǎng)源電荷及點(diǎn)在場(chǎng)中的位置有關(guān)，還與試探電荷有關(guān)，放入同一點(diǎn)的試探電荷所受電場(chǎng)力的大小隨試探電荷的電荷量的變化而變化。第三步，觀察發(fā)現(xiàn)：比值與試探電荷q無(wú)關(guān)，只與場(chǎng)源電荷Q和場(chǎng)中某一點(diǎn)的位置r有關(guān);當(dāng)Q、r一定的時(shí)候，是一個(gè)恒量;場(chǎng)中不同點(diǎn)，當(dāng)r不同的時(shí)候，不同，離場(chǎng)源電荷越近r越小，比值F/q越大，電場(chǎng)越強(qiáng)，反之，r越大，比值越小，電場(chǎng)越弱。又相同的試探電荷在P1與P4所受的電場(chǎng)力大小相等方向相反，知電場(chǎng)是矢量。第四步總結(jié)：比值的大小與電場(chǎng)的強(qiáng)弱一一對(duì)應(yīng)，而且只與場(chǎng)源電荷Q和場(chǎng)中點(diǎn)的位置r有關(guān)，與引入的試探電荷無(wú)關(guān)，它反映電場(chǎng)力的性質(zhì)。因此，可以用來(lái)描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱，電學(xué)中把它定義為電場(chǎng)強(qiáng)度，用E來(lái)表示。

第三個(gè)問(wèn)題“加深理解電場(chǎng)強(qiáng)度概念，思考如何應(yīng)用電場(chǎng)強(qiáng)度概念描述真實(shí)問(wèn)題？”。通過(guò)正點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中，在離點(diǎn)電荷距離為r的點(diǎn)上放一個(gè)正試探電荷q，則由庫(kù)侖定律可得試探電荷所受的電場(chǎng)力為，又由場(chǎng)強(qiáng)定義式E=，于是得到離Q距離為r處的場(chǎng)強(qiáng)為，以此鞏固深化電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式，又變式遷移點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度的決定式，再順利過(guò)渡點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度的方向。進(jìn)一步推進(jìn)“負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)又有什么特征？”訓(xùn)練學(xué)生的遷移能力。再結(jié)合“真空中，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)分別固定著電荷量均為+Q的點(diǎn)電荷，如圖2所示，試確定其中心O和底邊中點(diǎn)D兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)。”突破“電場(chǎng)強(qiáng)度矢量疊加的原理”，在突破過(guò)程，給學(xué)生搭一個(gè)梯子“力的矢量疊加原理”，讓學(xué)生思考討論，總結(jié)提煉出電場(chǎng)強(qiáng)度矢量疊加原理。

從“概念提出必要性，如何定義，以及這個(gè)概念如何應(yīng)用”這三方面入手，再通過(guò)問(wèn)題角度入手，逐層對(duì)不同問(wèn)題剖析分解，讓學(xué)生確實(shí)體會(huì)理解物理概念，有利于激發(fā)學(xué)生的“好奇興趣”，有利于發(fā)展學(xué)生“學(xué)科素養(yǎng)”，更有利于促進(jìn)學(xué)生的“創(chuàng)造創(chuàng)新”。

本文系大田縣2018年縣骨干教師專項(xiàng)小課題《高中物理概念教學(xué)方法的研究》（立項(xiàng)號(hào)：ZXKT18006）研究成果.

參考文獻(xiàn)

[1]柯曉露：基于“學(xué)習(xí)進(jìn)階”的物理概念教學(xué)——以“超重與失重”為例[J]中學(xué)理科園地2018年06期