运用物理图景实现高中电磁学的高效学习

摘 要：在高中物理课程中，电磁学知识虽然主线清晰，但具体细节较为凌乱。在学习电磁学相关知识时，通过寻找电与磁的相关性和统一性，并结合电磁的实际应用，将大大提高同学对于电磁学知识的整体掌握水平。本文总结了以往电磁学学习的三种主要途径，并着重介绍了通过物理图景实现高中电磁学知识的高效学习的基本方法，进而让身为学生的我们能够更好地理解与应用电磁学的基础知识。

关键词：电磁学；物理图景；高效

物理作为高中课程的重要组成部分，如何更好地掌握物理知识，提高自己运用物理知识解决实际问题的能力，对于个人的发展具有重大意义。电磁学知识是高中物理学习的重要模块，同时也是高考的必考点。在电磁学的学习过程中，由于知识过于抽象，难以直观感受，电磁学的学习过程较为困难。因此，找到一种化抽象为形象、吸引学生兴趣的方法，对同学们掌握电磁学相关章节的知识以及构建完整的知识框架具有重要的现实意义。本文首先总结了高中阶段常见的三种学习电磁学的有效途径，并基于此提出了结合物理图景实现高中电磁学高效学习的三种途径，为中学生学习电磁学以及电磁学教学过程具有一定的参考价值。

一、 高中电磁学学习的途径

通过对以往关于高中电磁学教学研究的总结发现，主要存在三种途径满足学生对于知识学习的要求。一是基于基础应用出发，不断提升学习兴趣；电磁理论的相关知识复杂而抽象，很难直观地感受电场以及磁场的存在，以及磁感线等抽象含义的理解，因此在实际的学习过程中，需要结合日常生活之中的电磁学应用，通过身边的电磁现象，调动兴趣，提升学习积极性的同时加深对于知识的理解。二是注重知识层次衔接本身的连续性；电磁理论完备而优美，其前后知识的逻辑性极强，因此在学习过程中，必须注重前后知识的衔接，针对各个阶段的知识进行层层推进，更有利于知识的系统与框架式掌握。三是注重电与磁理论之间的相互联系；电与磁总是相生相伴，因此对电磁的联系需要针对性学习，注重两者之间的相互转化与相互作用，结合了解课本中的具体章节进行学习。通过这三种途径，才能让我们逐渐地能将理性认识和感性认识相互结合起来，构建出完整的电磁理论知识，进而推动后续的学习，提高解决电磁学相关问题的能力。

二、 高中电磁学物理图景学习的有效路径

物理图景是人脑对在所认知的物理规律的基础上，构建出物理模型的心智图景，一般情况下以示意图、曲线图、知识框图等实际图景为主，外化的实际图景和脑中的心智图景相互作用形成动态结构体系。针对高中物理学科而言，构建出清晰的物理图景应作为学生学习的目标，并且也需要满足物理知识的基本规律要求。在学习过程中，无论是利用哪一种方式，都无法离开物理图景这一目标的支持，否则会使物理学习显得苍白无力，最终迷失在错综复杂的概念、定律、题目之中。因此，构建物理图景，对于物理知识，尤其是对于抽象的电磁理论的学习，具有十分重大的意义。本文将物理图景学习电磁理论的有效途径分为以下三种。

（一） 利用实际物理情境增强对电磁理论的感性认识

大量生动形象的物理过程和物理现象，会让我们对电磁学知识产生出一种感性认识，这些物理过程和物理现象统称为物理情境。物理情境是基本的物理图景元素，通过实际感受或者想象某种物理情境，可帮助我们更为直观形象地认识较为抽象复杂的电磁理论，同时也能培养我们的形象思维能力，从而进一步形成电磁理论的知识框架。在正式学习电磁学知识阶段，我们所接触到的电磁物理现象并不多，或者说对其缺乏敏感性，没有意识到电磁物理现象的存在，这就导致我们对于电磁理论缺少基础的感性认识，极不利于电磁课程的学习。因此课堂之中物理情境的作用就显得尤为重要，可以使我们产生一种身临其境的感觉，点燃我们的兴趣点，从而提升学习积极性。具体做法有以下两种。

第一，在新课引入学习方面，就可以与物理较为前沿的科技、生活实例相互结合，通过教师所创设的情境，拉近我们与电磁学之间的距离，使我们对生活之中的电磁现象产生极强的兴趣，进而提升学习的积极性。如，为什么在冬天我们脱毛衣时会产生电火花、电磁炮是什么原理、航母的电磁弹射等等诸多有趣而生动而充满趣味的情境，引出相关的知识。通过这一部分生活材料来创设情境，就符合从生活走向物理的宗旨，更为重要的是能够帮助我们丰富对于电磁理论的感性认识，最终加深对于电磁学的认识，进而建立出清晰的物理图景，提供有效的依据以及事实基础。

第二，通过课堂中的演示实验、相关的视频资料等来引入物理情境的。实验情境是物理情境的重要组成部分，对于电磁理论中一些简单的实验，如楞次定律实验、安培力实验等，可以通过课上简单的实验仪器，进行演示，如果条件允许，甚至可以直接操作，这种方式将大大增强同学们的好奇心，同时产生更加深刻的记忆效果，事半功倍。同时，针对电磁理论一些前沿的应用，倘若无法实验，可通过影音等形式向同学们展示，这既能吸引同学们的眼球，又能将同学们拉入所创设的物理情境中，让抽象的电磁现象生动形象化，增强我们对于电磁学知识的感性认识。

（二） 掌握正确的物理概念是形成物理图景的基础

对于物理学科来说，要想构建正确物理图景，首先要有正确的知识框架，正确的知识框架则是建立在正确的物理概念的基础上的。物理概念并非只有在课程中才会建立，在日常生活中，我们所接触到的生活现象基本均与物理有关，而我们对这些现象的认识在潜移默化中，就会变成物理概念，如速度、重力等等，这些就是所谓的“前概念”，也就是指课程学习之前，我们腦中所认为的概念。由于前概念是个人的理解，其必然有对错之分，要想掌握正确的物理概念，首先要转变错误的前概念。一般来说，在物理概念的建构过程中，主要分为两个步骤，即错误前概念的甄别、错误前概念的修正。

1. 错误前概念的甄别

由于我们对物理概念的认识具有一定的隐蔽性，教师难以对同学理解概念的正确性进行分析，导致错误前概念的甄别具有一定的难度。错误的物理概念一般都会导致我们在做题时出错，所以通过题目或者测试的方式，能够十分准确且简单地甄别各个同学对于物理概念的理解是否准确。通过课前概念性的测试，通过口头回答、撰写答案等方式，使每一位同学都准确地表达出自己所理解的前概念以及内心的认知冲突，进而找到潜在的错误认知。在学习之中，只有对错误的前概念进行修正，教师充分了解同学们自身原有的知识结构，才能推动课堂的学习，提升课堂效率。

2. 错误前概念的修正

通过上一步骤的测试，可以甄别出同学们所存在的错误的物理概念，或者对于物理问题错误的理解，在构建物理图景过程中，最重要的步骤则是对错误概念的修正。这一步骤中，不可或缺的是教师的讲授与引导，教师在讲授与引导的过程中，要着力注重通过物理情境增强同学们对电磁理论的感性认识，因为必要的感性认识是构建正确物理概念的基础。同时，此步骤中不能仅仅依靠教师的讲解，过度讲解会导致同学们缺乏思维的积极性与主动性，只是一味地接受，不利于物理概念的掌握。通过小组讨论的方式可以很好地解决这一问题，教师抛出某个问题，这个问题可以是与生活经验产生矛盾的物理问题，之后由同学们按照自己的理解对问题的结果进行预测，然后分小组对这一问题进行讨论，讨论过程中同学们主动参与其中，各种思想与想法相互碰撞，引起思维结构方面的冲突，同时同学们互相争论的过程中更有可能会意识到自己的错误出在何处，讨论的最后，教师给出正确的解释，纠正错误概念，达到印象深刻的效果。

（三） 结合科学探究巩固物理图景

在高中电磁学知识的学习中，另外的一个学习重点就是科学探究，即探究新的知识或者是物理概念之间相互关联的学习方法，合理的科学探究，能够让学生亲身参与到知识的建构以及图景建构中去，在提升学习积极性的同时，也可以帮助思维能力和动手实践能力的提升。对于抽象的电磁学理论，科学探究能让我们切实感受电场磁场的存在。在科学探究的过程中，我们一定会运用到自己所建构的物理图景来分析相应的问题。对物理图景的运用，一是能够检验我们物理图景的正确性，巩固物理图景，二是可以帮助我们找到有效的知识发现方式，对知识或图景的运用更加熟练，在研究过程中逐渐形成正确的知识使用方式，增强我们利用物理图景解决问题的能力。同时在科学探究过程中，能够真正地使我们掌握课堂知识学习的主动权，并通过积极的科学探究逐步建构出物理图景，并通过物理图景更好地掌握电磁学理论。

三、 结论

本文首先总结了以往关于高中电磁学教学研究，发现主要存在三种途径进行电磁理论的学习：基于基础应用出发不断提升學习兴趣、注重知识层次衔接本身的连续性、注重电与磁理论之间的相互联系。并基于此提出了结合物理图景实现高中电磁学高效学习的三种途径：利用物理情境增强对电磁理论的感性认识、掌握正确的物理概念以形成物理图景、结合科学探究巩固物理图景，详细介绍了各种途径的具体实施方式，进而让身为学生的我们能够更好地理解与应用电磁学的基础知识。

参考文献：

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[2]莫金华.高中电磁学物理图景教学研究[D].成都：四川师范大学，2012.

[3]施美玲，侯恕.高中物理教学中应用物理图景理论探讨[J].物理教学探讨，2015，33（7）：28-33.

作者简介：

翟玉臣，山东省泰安市，山东省泰安英雄山中学。