三、指导学生进行思维加工是完成规律教学的中心环节
以实验为基础,使学生获得丰富的感性认识是十分必要的。但是, 感性认识不经过理性加工,就不可能抽象出物理本质,感性认识不可能自然而然上升到理性认识。而如果学生只是记住了规律的结论,缺乏对得出规律的理性加工过程的参与和思考,那么就不能掌握规律,学生的认识水平和思维能力也难以提高。因此,使学生完成从感性认识到理性认识的过程,是规律教学的中心环节。
学生从感性认识到理性认识是一个“飞跃”,是认识过程中最困难的阶段,要实现这一“飞跃”,就需要带领学生对感性认识进行分析、归纳、概括和抽象。学生的参与和积极思考是十分重要的,如果教学中不注意这一点,而是在介绍有关感性材料后,由教师包办代替,甚至简单给出结论,要学生记住,那么学生的认识往往还停留在感性阶段,或者感性的东西和理性的东西在他们的头脑中处于分离状态,则学生就没
有完成认识上的质变,对规律的理解就是表面的。
学生能否积极参与到得出规律的全过程,取决于教师的教学设计。有关的实验何时做,在什么环节提出怎样的问题,在何时进行引导,在何时让学生思考,怎样帮助学生区分本质和非本质的东西,这些都要安排好。要做到水到渠成,由学生自己得出结论。
例如,在进行“法拉第电磁感应定律”教学时,可安排以下几个主要环节:
第一,由于本节的教学内容属于重点知识,且有难度,因此安排学生课前预习教材有关内容,使学生对所学的内容有大致的了解。这样在授课时学生就能很快“入境”,即很快进入实质性问题,从而提高教学效率。在此基础上,针对重点和难点内容提出思考问题:“对于图 37(1) 所示的情况,哪一部分导体产生感生电动势?假如断开外电路,还存在感生电动势吗?”问题的提出可以集中学生的注意力,促使学生参与。学生将自己的想法和理解与教师的启发和讲授做对比,找出异同点。这种做法有助于培养学生获取信息的能力。
图 37
第二,通过演示实验进行启发引导,可对重点和难点内容的理解起重要作用。在讲到定律内容时,要突出“磁通量的变化率”这个关键, 提出“为什么不能用磁通量的变化量来描述感生电动势的大小,而要用磁通量的变化率来描述呢?”对这个问题可通过下述演示实验来帮助学生理解。用条形磁铁演示插入和拔出螺线管(图 37(2)所示),让学生观察磁极在相同高度处快插入、快拔出和慢插入、慢拔出过程中,电流表指针的偏转情况,并提出两个问题:(1)磁通量变化是否相同?磁通量变化的快慢是否相同?(2)电流表指针
偏转角度的大小说明了什么? 学生通过观察和分析便能得出ε∝ ∆Φ ,
∆t
而不是ε∝Δφ,也不是ε∝φ,从而能够深刻理解定律的内容。
第三,通过对比,发现共性,突破难点。例如一些学生由于对φ、
Δφ、 ∆φ 的区别模糊不清,因此影响了对定律的理解.为了突破这个
∆t
难点,可引导学生进行对比,提示学生在已学过的物理量中,有一个物理量曾研究过它的变化量和变化率问题。学生能较容易想到 v、Δv、
∆φ 。在学生理解v、Δv、 ∆v 的区别的基础上,来联想φ、Δφ、 ∆φ
∆t ∆t ∆t
的不同,通过对比,便很快理解了,对于“磁通量大,磁通量的变化率
不一定大”等一些难点就迎刃而解了.又如, 对于ε = n ∆
∆t
和ε = Blvsinθ
这两个公式的区别和联系,一些学生感到不清楚。可向学生提出“要增
大感生电动势,可采取哪些措施?”引导学生将两个公式进行对比,从不同侧面找出两个公式的区别和联系,从而加深对这个公式的理解。
第四,引导学生根据法拉第电磁感应定律,亲自推导出导体做切割磁力线运动时感生电动势大小的公式。学生在推导过程中会遇到题设条件的问题,即设在Δt 时间内导体棒匀速运动一段距离。据此推理得出线框面积的变化量Δs=tvΔt 这一关键,从而使学生对所得公式的适用条件等问题有切身体会。
通过上述教学,学生被教师带进建立规律的整个过程中,学生不仅完成了认识上的“飞跃”,对规律本身有深刻的理解,而且在这个过程中,学生的分析、理解等能力很自然地得到提高。有的教师只注重在运用规律时提高学生的能力,而忽视了在建立规律过程中对学生能力的培养,没有抓住规律教学的中心环节。