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高中物理教材电磁感应部分的物理学史内容比较


2008 年第 11 期               物理通报               物理教学讨论

高中物理教材电磁感应部分的物理学史内容比较
范佳午
( 北京师范大学教育学院  北京   100875)

   《普通高中物理课程标准》在 “教科书编写建 议” 中指出 :教科书的内容应重视科学的发生过程 . 教

科书 “既应对科学过程所凝练 、 升华的科学思维方 式和科学研究方法有较为精到的展示 , 让学习者汲 取前辈科学家科学思维和研究方法的滋养 ; 也要以 鲜活的资料弘扬其科学精神和献身于科学的意志品 质 , 使学习者受到生动的情感态度与价值观的熏陶 和感染 , 有利于健全人格的养成 . ” 概括地说 , 就是 应发挥物理学史培养学生科学思维 、 方法和情感态 度价值观的功能 . 电磁感应是具有重大意义的科学 发现 《课程标准》 , 在选修模块 3 - 2 ( 一)“电磁感应” 内容标准 ( 1) 指出 :收集资料 , 了解电磁感应现象的 发现过程 , 体会人类探索自然规律的科学态度和科 学精神 . 本文从培养学生科学思维 、 方法和情感态度 价值观的角度 , 对人教版 、 鲁科版 、 沪科版 、 粤教版 、

教科版五套 《高中物理选修 3 - 2》 教材中电磁感应 部分的物理学史内容进行比较分析 .
1  五套教材中电磁感应部分的物理学史内容比较

  如表 1 前三列 , 其中详述其工作的科学家指的 是他的工作的具体内容或失败的具体原因 , 而不是 根据字数的多少判定是否属于详述 . 例如人教版中 , “安培也曾将恒定电流或磁铁放在导体线圈附近 , 试 图 ‘感应’ 出电流 , 种种尝试均无所获” 由于说明了 , 导致安培探索失败的实验内容上的具体原因 “将恒 定电流或磁铁放在导体线圈附近” 虽然只有一句 , 话 , 我们将其归类为详述其工作 . 而 “科拉顿的实验 研究也遗憾地与成功擦肩而过”由于没有说明如何 , “遗憾的与成功擦肩而过” 不将其归类为详述其工 , 作 . 法拉第是电磁感应现象的发现者 , 是五套教材描

表 1  五套教材电磁感应部分的物理学史内容比较与分析
提到的科学家 人 教 法拉第 、 科拉顿 、 安培 版 详述其工作的科学家 及出现的位置 对法拉第的描述 培养科学思维 、 培养情感态度 方法的体现 价值观的体现 ①、 ③、 ②、 ⑤、 ⑥、 ⑧、 ⑦、 ⑨

法拉第 ( 正文 、 科学足迹 ) , 发现 电 磁 感 应 的 艰 难 过 ①、 ④ ②、 安培 ( 正文) 程、 生平和贡献 、 轶事

鲁 法拉 第 、 拉 顿 、 全部 ( 正 文 ) , 法 拉 第 的介 发现 电 磁 感 应 的 艰 难 过 科 安 科 ①、 ③、 ②、 ④ 培、 菲涅尔 、 亨利 绍还出现在信息窗中 程、 生平和贡献 版 沪 法拉第 ( 正文 ) , 科拉顿 、 安 法拉 第 、 拉 顿 、 科 安 发现 电 磁 感 应 的 艰 难 过 科 培、 亨利出 现 在 信 息 浏览 ①、 ⑤ ②、 培、 亨利 程、 生平和贡献 、 轶事 版 中 粤 法拉 第 、 拉 顿 、 科 安 法拉第 ( 正文 、 资料活页 ) , 教 培 、 涅尔 、 拉果 、 菲 阿 发现电磁感应的艰难过程 ( 正文) 安培 版 沃拉斯顿 教 科 法拉第 、 科拉顿 、 安培 版

①、 ③、 ②、 ④、 ⑤、 ⑥

①、 ③、 ②、 ④、 ⑤、 ⑦ ⑥、

①、 ②

①、 ③、 ②、 ⑤

法拉第 ( 正 文 、 外 阅 览 、 发现 电 磁 感 应 的 艰 难 过 课 ①、 ④ ②、 小资料) , 科拉顿 ( 小资料) 程 、 生平和贡献 、 轶事

①、 ③ 、 ②、 ④、 ⑤、 ⑦、 ⑥、 ⑧、 ⑨

   注 :表 1 中 ①、 …⑨详见下文 . ②、

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2008 年第 11 期               物理通报               物理教学讨论

述的重点 , 我们将对法拉第的描述单独列出 , 做细致 的比较 . 五个版本的教材都介绍了法拉第发现电磁 感应的艰难过程 . 法拉第进行了长达 10 年的不懈努 力 , 经历了实验 、 、 失败 再实验的艰难历程 . 其中人教 版、 鲁科版 、 沪科版教材将法拉第探索磁生电过程中 的失败和失败原因单独列成段 , 教科版用一句话提 到了 “意识到过去的失败原因在于一直在稳定的磁 场中去寻找电流”粤教版没有明确提到法拉第多次 , 失败的原因 . 对法拉第的描述中的 “轶事” 指的是当 时的英国财政大臣 、 某贵妇人问法拉第他的发现有 什么用的两个故事 .“轶事” 反映了科学研究的非功 利性和科学发现在最初时可能不知道它的具体功 用 , 但在将来可能对社会进步 、 经济发展产生重大影 响.
2  对培养学生的科学思维 、 方法的功能的分析

科拉顿 、 安培等人的探索 , 法拉第进行 10 年的不懈 努力 , 经历了实验 、 、 失败 再实验的历程 . 体现了科学
) 发现过程是艰难的 ( ① . 科学家也会经历重重失败 , ) 他们伟大 , 但并不高不可攀 ( ② . 人教版 、 教科版教

材特别提到了 “法拉第的日记中记录的失败” 和麦 克斯 韦 的 论 述 …… 也 告 诉 我 们 不 成 功 的 经 验 “ …… ; 人教版 、 ” 鲁科版 、 沪科版教材将法拉第探索磁 生电过程中的失败和失败原因单独列成段 . 法拉第
) 最终取得成功 , 与他顽强执著 、 锲而不舍 ( ③ 的精

神是密不可分的 . 鲁科版 、 沪科版 、 教科版教材对 “科 拉顿的遗憾” 的介绍体现了机遇对科学发现有影响
( ④ . 五套教材都提到了法拉第 ) “在线圈通电或断电

的瞬间”发现了感应电流 , 鲁科版提到了亨利 、 沪科 版提到了安培和亨利 、 粤教版提到了安培让 “真理从 眼皮下溜走” — ——没有充分注意微小的新现象 , 体
) 现了敏锐 、 细心对科学观察的重要性 ( ⑤ . 这些同

  五套教材都提到了奥斯特发现了电流的磁效 应 , 掀起了对电磁现象研究的热潮 . 法拉第 、 科拉顿 、 安培等科学家纷纷投身于磁生电的探索和实验当 中 . 人教版 、 教科版教材还提到法拉第在投身探索磁 生电之前研究了电磁学研究进展的概况 , 阅读了大 量文献 . 这体现了科学是社会建构的产物 , 需要很多
) 科学家的共同努力 ( ① . 五套教材都提到电流磁效

“科拉顿的遗憾” 也从另一个角度说明了科学发现 的艰难 . 人教版 、 鲁科版 、 沪科版 、 教科版教材都提到 了法拉第在发现了电磁感应现象之后并未止步 , 而 是继续实验 , 深入探究 , 其中沪科版教材的叙述尤为 详细 . 这体现了法拉第严谨认真 , 不断求知 , 深入探
) 索的精神 ( ⑥ . 人教版 、 沪科版教材对 “轶事” 的介

应发现后 , 人们猜想可以 “由磁产生电”体现了科学 ,
) 是逻辑和想象的融合 ( ② . 鲁科版教材提到菲涅耳

绍反映了 :科学研究的非功利性和科学发现在最初 时可能不知道它的具体功用 , 但在将来可能可以对
) 社会进步 、 经济发展产生重大影响 ( ⑦ . 人教版 、 教

曾宣称成功地把磁转变成电 , 其他科学家重复他的 实验没有得到相同结果 , 菲涅耳的研究没有得到认
) 可 , 体现了科学研究的结果应可重复检验 ( ③ . 人教

科版教材在对法拉第生平的介绍中还体现了他出身
) 贫寒仍勤奋学习 、 勇于追求理想的精神 ( ⑧ 和淡泊 ) 名利 、 献身科学的精神 ( ⑨ .

版、 鲁科版 、 教科版教材提到了法拉第 “坚信各种自 然现象是相互关联的 , 各种自然力是统一的 、 不可毁 灭的 、 可以相互转化的”体现了科学家的一种信念 : ,
) 各种自然现象是相互关联的 ( ④ . 沪科版教材在讲

4  结果和讨论

  对五套 《高中物理选修 3 - 2》 教材中电磁感应 部分的物理学史内容的比较分析结果在表 1 中进行 了总结 ( 其中分析得出的教材培养学生的科学思维 、 方法的功能和情感态度价值观的功能被分别用数字 进行编码 , 具体的对应见每项功能后面括号中的数 字) . 需要注意的是 , 表 1 中只写出了五套教材的物 理学史分别有哪些内容 、 体现了哪些教育功能 , 但是 不同教材的这些内容有详有略 , 教育功能的体现有 的充分有的不够充分 , 这些在正文中有一定的补充 . 然而 , 是不是教材中物理学史的内容越丰富越 好呢 ? 笔者认为 , 不能说教材的物理学史内容越丰 — 25 —

述法拉第发现电磁感应时 , 详细写出了法拉第的研 究过程 :新课题的提出 —思维定势路漫长 —偶然 发现犹迷茫 —深入探究得真谛 , 向学生展示了真实 的科学研究过程和科学家的思维历程 . 在深入探究 得真谛部分 , 沪科版教材介绍了法拉第探究铁芯 、 线 圈等对产生感应电流的影响 , 体现了控制变量 、 逐步
) 深入 ( ⑤ 的科学研究方法 .

3  对培养学生的情感态度价值观的功能的分析

  五套教材都介绍了发现电磁感应的艰难过程.

2008 年第 11 期               物理通报               物理教学讨论

物理 “主干突出 、 波动前进” 教学模式的研究
李安发
( 广州市白云区江高三中  广东 广州   510450)

1  问题的提出 1 . 1  当前物理课堂教学现状

单元的重点和非重点知识 , 然后理清各重点之间及 重点与非重点之间的脉络关系 , 整合教材知识 , 让学 生尽快接触本章的核心知识 . 根据重点知识的讲解 需要 , 合理调整知识讲解的顺序和方式 . 让学生的主 要精力放在知识主干上 , 让其神经兴奋点尽快到来 , 使之在学习过程中有一种成就感 , 学习思路很清晰 . 整个教学过程要跨越非重点知识 , 将各重点知识联 系起来 , 就像一列横波在平衡位置上下穿梭 , 这种教 学模式主线突出 , 我们称其为 “波动教学模式” .
2  波动教学模式的实施策略 2 . 1  波动教学模式的基本原则

在常规教学中 , 有些教师往往机械地依赖教材 和教参 , 按部就班 , 甚至没有仔细分析该章节知识点 的脉络 , 没理出重点 , 主干和枝叶混在一起大杂烩地 推给学生 . 学生学习过程中觉得教材中处处都是重 点 ,知识比较分散 , 学习精力也随之分散 . 即使教学 中教师指出某节内容是重点 , 但由于铺垫前奏太长 , 让学生感到学习的高潮迟迟不到来 , 思维预热太长 , 神经兴奋比较迟缓 , 热情消退 , 学习效果大打折扣 . 如何分析重点 , 理清知识脉络 , 让学生尽快触摸 到主干知识 , 让学生思维尽快到达 “最近发展区”是 , 物理教师应该思考的问题 .
1 . 2  波动教学模式的基本理念

分析重点 , 理清脉络 , 削枝强干 , 直捣龙宫 , 跨越 穿插 , 纲举目张 .
2 . 2  波动教学模式的操作方法
( 1) 去掉细枝末节 , 找出章节的重点 , 理清各重

《物理课程标准》 指出 : 教师是教学活动的组织 者、 引导者与合作者 , 要根据学生的具体情况 , 对教 材进行再加工 , 创造性地设计教学过程 , 要让学生获 得成功的体验 , 树立学好物理的信心 . 在实际教学过程中 , 我们尝试打破教材中按部 就班的教学模式 , 在一个单元教学之前 , 首先分析该 富 , 所反映的培养学生科学思维 、 方法和情感态度价 值观的功能越多 , 就一定越好 . 理想的状态是 , 用尽 量简洁的语言叙述物理学史 , 尽量充分的体现其教 育功能 . 另一方面 , 教材只是课程资源的一部分 , 在 教学过程中应充分发挥各种课程资源和教师的作 用 . 教师在教学时应根据其使用的教材和教学目标 , 将教材中物理学史的教育功能充分发挥出来 , 必要 时可以向学生点明其中体现的科学思维 、 方法或情 感态度价值观 , 也可以适当补充一些物理学史内容 . 参考文献
1  中华人民共和国教育部制定 . 普通高中物理课程标准
( 实验) . 北京 :人民教育出版社 , 2003

点知识之间及重点与非重点知识的联系 例如 “多彩的物质世界” 这一章 , 核心知识是密 度的计算和测量 . 质量物理意义 、 质量的大小及单位 换算是为密度的计算服务的 ; 天平的使用方法是为 密度的测量做准备的 . 所以这章的重点是密度 , 而质
2  课程教材研究所 , 物理课程教材研究开发中心 . 普通高

中课程标准实验教科书物理选修 3 - 2 . 北京 : 人民教育 出版社 , 2007
3  中学物理教材编写组 . 普通高中课程标准实验教科书物

理选修 3 - 2 . 济南 :山东科学技术出版社 , 2007
4  束炳如 , 何润伟 . 普通高中课程标准实验教科书物理选

修 3 - 2 . 上海 :上海科技教育出版社 , 2005
5  广东基础教育课程资源研究开发中心物理教材编写组 .

普通高中课程标准实验教科书物理选修 3 - 2 . 广州 : 广 东教育出版社 , 2005
6  陈熙谋 , 吴祖仁主编 , 马惠英本册主编 . 普通高中课程标

准实验教科书物理选修 3 - 2 . 北京 : 教育科学出版社 ,
2006

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