摘 要:本文從教師網(wǎng)絡(luò)教研群中討論的一道題目出發(fā),旨在強(qiáng)調(diào)問題的發(fā)起者不是教學(xué)中的弱者,恰恰相反,他們是對(duì)教學(xué)有著一絲不茍、精益求精追求的強(qiáng)者。有問題藏著掖著或許可以掩蓋一時(shí),長久下去,很可能會(huì)丟掉作為人民教師的尊嚴(yán)。在平臺(tái)上勇于發(fā)表自己的看法和觀點(diǎn),即便這些見解有時(shí)是片面的,但正是得益于這種片面,才促進(jìn)了大家對(duì)問題深層次的認(rèn)識(shí)和理解,最終導(dǎo)向正確的結(jié)果。
關(guān)鍵詞:?jiǎn)栴}討論;網(wǎng)絡(luò)平臺(tái);質(zhì)疑思辨;能力提升
1 引言
當(dāng)下學(xué)校主要通過分科組集體備課的形式組織教學(xué)調(diào)研活動(dòng),并以組建網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)交流群的方式實(shí)現(xiàn)信息的實(shí)時(shí)共享。為了進(jìn)一步提升教師的專業(yè)教學(xué)水平,加快信息溝通,各學(xué)科還會(huì)組建校際交流群、縣(區(qū))級(jí)學(xué)科交流群,甚至于更高層級(jí)的學(xué)科交流群。本文以順德區(qū)高中物理交流群中針對(duì)一道題目的討論,淺談筆者在促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展、提升教學(xué)能力方面的一些思考。
2 問題的提出與討論
張老師(問題提出者)在人教版物理選修3-2第四章“電磁感應(yīng)”內(nèi)容的教學(xué)中,由于對(duì)感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)形成感應(yīng)電流的微觀機(jī)理認(rèn)識(shí)不清,他對(duì)一道物理選擇題的物理情景感覺較生疏,為了不誤人子弟,張老師決定將題目傳至筆者所在區(qū)的物理教研群中,希望能得到其他教師的指導(dǎo)和幫助,原題如下。
用一段橫截面半徑為r、電阻率為ρ、密度為d的均勻?qū)w材料做成一個(gè)半徑為R(rR)的圓環(huán)。圓環(huán)豎直向下落入如圖所示的徑向磁場(chǎng)中,圓環(huán)的圓心始終在N極的軸線上,圓環(huán)所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。圓環(huán)在加速下滑過程中某一時(shí)刻的速度為v,重力加速度為g,忽略其他影響,則(" )。
A. 此時(shí)在圓環(huán)中產(chǎn)生了(俯視)順時(shí)針方向的感應(yīng)電流
B. 圓環(huán)因受到了向下的安培力而加速下落
C. 此時(shí)圓環(huán)的加速度a=B2vρd
D. 如果徑向磁場(chǎng)足夠長,則圓環(huán)的最大速度vm=ρdgB2
許多熱心的教師積極參與了對(duì)該題目的討論。該題目傳至區(qū)教研群之后,部分教師發(fā)表的看法和觀點(diǎn)摘錄如下。
教師1:對(duì)于這個(gè)問題的圓環(huán)中是否存在感應(yīng)電流,我只會(huì)用切割磁感線的方法來解釋,想不明白怎樣運(yùn)用磁通量的變化來分析并解決這個(gè)問題。
教師2:我也很想知道,在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)是否都可以用磁通量的變化來解析呢?
教師3:雖然我無法準(zhǔn)確構(gòu)建出問題中磁體的真實(shí)磁場(chǎng)分布,但題中已給我們提供了俯視的磁場(chǎng)分布圖形,在下落的過程中,用導(dǎo)體環(huán)切割磁感線產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的思路,結(jié)合右手定則,容易判斷出圓環(huán)中產(chǎn)生了(俯視)順時(shí)針方向的感應(yīng)電流。但要用感生電場(chǎng)來分析,從圖中可看出線圈平面和磁場(chǎng)方向是平行的,因此線圈中似乎沒有磁通量穿過,進(jìn)而也就沒有磁通量的變化,產(chǎn)生不了感應(yīng)電流,但這與用動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)分析的結(jié)果又相矛盾?還請(qǐng)高手指教。
教師4:這道題我們以前在備課組討論過,我認(rèn)為題中所說的磁場(chǎng)在現(xiàn)實(shí)中是不存在的,要產(chǎn)生圖中的磁場(chǎng)必須要有磁單極子,模型如圖1所示。但到現(xiàn)在還沒找到磁單極子,因而這道題的討論只有理論意義,沒有實(shí)際意義。
教師5:這種磁場(chǎng)肯定存在,比如將兩個(gè)U形磁鐵背靠背放置就可以模擬這種磁場(chǎng),模型如圖2所示,其磁感線是封閉的曲線。
教師6:兩個(gè)背靠背的U形磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)分布和原題中的磁場(chǎng)分布是類似的,但當(dāng)圓環(huán)下落時(shí),從磁體的外圍看穿過圓環(huán)中的磁感線總數(shù)應(yīng)是減少的。圓環(huán)中的磁通量減少,應(yīng)產(chǎn)生俯視逆時(shí)針方向的感應(yīng)電流。而按圓環(huán)切割磁感線的解題思路來分析,將產(chǎn)生(俯視)順時(shí)針方向的感應(yīng)電流,兩者情況截然相反,這讓我懷疑原題就是一道錯(cuò)題。
教師7:揚(yáng)聲器中的磁場(chǎng)就與題中提到的磁場(chǎng)相似。我小時(shí)候曾經(jīng)把家里唯一的收音機(jī)中的喇叭拆了玩,看到里面的磁鐵就做成題中的這樣。
教師8:這個(gè)問題之前我一直沒想明白,但今天看了幾位老師的討論和解釋后,深受啟發(fā),現(xiàn)在大概明白了。教師6解釋了圓環(huán)下落時(shí)磁感線總數(shù)的減少,但只注意到了鐵芯和線圈之間的部分,因磁感線是封閉的曲線,某時(shí)刻穿過圓環(huán)的磁通量可以形象地用穿過圓環(huán)的磁感線的條數(shù)來形容,圖3中圓環(huán)在位置1時(shí),垂直向上穿過圓環(huán)的磁感線條數(shù)只有2條,圓環(huán)下落到位置2時(shí),垂直向上穿過圓環(huán)的磁感線條數(shù)增加為4條,圓環(huán)下落到位置3時(shí),垂直向上穿過圓環(huán)的磁感線條數(shù)增加為6條。因此,在整個(gè)下落過程中,圓環(huán)中的磁通量是增加的,依據(jù)楞次定律,可確定圓環(huán)中由于磁通量的變化引起的感應(yīng)電流為(俯視)順時(shí)針方向。這與依據(jù)右手定則判定的圓環(huán)因?qū)w邊切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向是一致的。
張老師:謝謝各位老師的討論和分享,大家集思廣益,使我對(duì)這一問題有了全面的認(rèn)識(shí)和深刻的理解,增強(qiáng)了我走上講臺(tái)的底氣和信心。也更激發(fā)了我今后虛心求教的勇氣和決心。
討論交流還在繼續(xù)……教師8的發(fā)言已將提出的問題闡述得較為清晰了,得到了教師們的認(rèn)同和點(diǎn)贊。
3 問題討論給我們的啟發(fā)
上述是日常教學(xué)中的一個(gè)小問題,張老師提出后,共有8位老師積極參與了討論,并各自提出了寶貴的見解。
張老師這種虛心求教的精神和對(duì)待教學(xué)問題一絲不茍的態(tài)度值得眾人學(xué)習(xí)。張老師若只是為了應(yīng)付教學(xué),從圓環(huán)導(dǎo)體邊切割磁感線的角度也能引導(dǎo)學(xué)生找到正確的答案。但若有學(xué)生進(jìn)一步追問如何從磁通量變化的角度去理解該問題,老師只能含糊其詞,這顯然是不應(yīng)該的。
綜合幾位發(fā)言老師的結(jié)論,有的老師認(rèn)為張老師提出的問題也是自己遇到的困惑,只是沒有勇敢地提出來,問題只能繼續(xù)積攢下去。同時(shí),也有老師對(duì)問題的認(rèn)識(shí)存在片面性,但正是這種片面性啟發(fā)了大家的進(jìn)一步思考,最終形成了正確的結(jié)論。因此,應(yīng)當(dāng)大力倡導(dǎo)教師間的相互學(xué)習(xí)和交流,鼓勵(lì)教育工作者主動(dòng)放下所謂的清高,遇有疑惑時(shí)能主動(dòng)提出,虛心求解。這樣做不僅不會(huì)損害自己作為教師的尊嚴(yán),反而能夠成為教師提升自身能力和形象的最佳途徑。教學(xué)工作是創(chuàng)造性的工作,只有深入理解了自己要傳授的知識(shí),教師才能游刃有余地教給學(xué)生,才能形成具有自己特色的教學(xué)風(fēng)格。獲得“改革開放40周年先鋒人物”稱號(hào)的于漪老師曾倡導(dǎo)“一輩子做老師,一輩子學(xué)做老師”,筆者認(rèn)為其要義也在于此。教學(xué)沒有最好,只有更好,只有虛心求教,不斷增長自己的知識(shí)和才干,才能成為更好的老師。
4 全面系統(tǒng)地學(xué)習(xí)和領(lǐng)會(huì)好課程資源
在平時(shí)的教學(xué)中,教師應(yīng)當(dāng)注重對(duì)課程資源的學(xué)習(xí),并加強(qiáng)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)器材結(jié)構(gòu)和工作原理的認(rèn)識(shí)和理解。實(shí)際上,手搖發(fā)電機(jī)、磁電式儀表、揚(yáng)聲器等實(shí)驗(yàn)教具及生活中的某些電器設(shè)備,都是利用了電磁間相互作用的工作原理工作的。線圈和磁鐵間產(chǎn)生的特殊磁場(chǎng)一般是通過軟鐵將永磁體的磁場(chǎng)重新分布得到的。以實(shí)驗(yàn)室的手搖發(fā)電機(jī)(見圖4)為例,其線圈空間內(nèi)部的磁場(chǎng)就是由條形磁鐵通過軟鐵導(dǎo)磁產(chǎn)生的。如圖5乙所示[1],實(shí)驗(yàn)室中的磁電式電表則是利用U形磁鐵通過側(cè)壁的軟鐵和線圈中心軸線上的軟鐵,在線圈空間內(nèi)形成徑向分布的磁場(chǎng)。
有的老師對(duì)上述討論的選擇題中設(shè)置的磁場(chǎng)分布感到比較陌生,主要是因?yàn)樗麄冊(cè)谄綍r(shí)的教學(xué)中對(duì)于一些細(xì)節(jié)性的物理知識(shí)點(diǎn)關(guān)注不足。實(shí)際上,這種磁場(chǎng)分布就是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)揚(yáng)聲器線圈所在空間的磁場(chǎng)分布。如圖6所示的圓形永磁體和中心圓柱狀的軟鐵組合在一起,圓柱狀軟鐵和中空?qǐng)A形磁體的空隙中形成了徑向分布的磁場(chǎng),線圈懸于該磁場(chǎng)中,當(dāng)音頻電流流過線圈時(shí),會(huì)受到安培力作用而產(chǎn)生振動(dòng),帶動(dòng)紙盆發(fā)聲。在人教版物理實(shí)驗(yàn)教科書選修3-2第四章第4節(jié)“法拉第電磁感應(yīng)定律”設(shè)計(jì)的問題與練習(xí)中,第4小題就是基于動(dòng)圈式揚(yáng)聲器的特點(diǎn)提出的。[2]要解決這一問題,就必須清晰地了解線圈周圍空間的磁場(chǎng)分布,這也要求教師先行一步,弄清磁場(chǎng)的分布規(guī)律和成因。
教師的學(xué)是為了更好地教,因此,教師應(yīng)是自身發(fā)展的積極構(gòu)建者。學(xué)習(xí)的途徑有很多,其中,教師間搭建的非正式交流學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),是教師學(xué)習(xí)提升的重要組成部分。在這樣的平臺(tái)上,教師可以主動(dòng)參與,及時(shí)發(fā)表自己的觀點(diǎn)和看法,即便這些見解有時(shí)是片面的,但正是這種不完善、不正確的觀點(diǎn),才進(jìn)一步激發(fā)了大家的參與熱情和激烈思辨,這樣的討論和思辨對(duì)每一位平臺(tái)上教師的學(xué)習(xí)和提升都是有益的。當(dāng)在教學(xué)中遇到自己較為生疏的內(nèi)容時(shí),教師不藏著掖著,大膽求教、虛心求學(xué),這樣才能更好地拓寬自己的知識(shí)面,豐富和提升自己的教學(xué)能力。筆者期待有更多教師參與這種非正式的教研交流平臺(tái),同時(shí)也希望平臺(tái)的建設(shè)能得到主管教學(xué)機(jī)構(gòu)和專家的支持與幫助,共同助力中小學(xué)教師的專業(yè)提升,促進(jìn)教育教學(xué)事業(yè)更好更快地發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]人民教育出版社 課程教材研究所 物理課程教材研究開發(fā)中心.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書 物理 選修3-1(第3版)[M].北京:人民教育出版社,2010:93.
[2]人民教育出版社 課程教材研究所 物理課程教材研究開發(fā)中心.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書 物理 選修3-2(第3版)[M].北京:人民教育出版社,2010:17-18.