化解抽象概念突破电场教学难点的探讨

【摘要】中学物理电场教学因涉及多个抽象概念而或为难点，在教学中应设法将抽象的概念规律形象化，才能有效突破难点。

【关键词】电场 抽象 难点 实验 类比

电场概念很抽象，难点也较集中。初学时学生对电场强度、电势差、电容、电势等概念的理解有不少困难。高中生的抽象思维能力还不成熟，其形象思维能力在思维功效上仍占主导地位。所以在教学中应设法将抽象的概念规律形象化。如何让学生理解本章概念，掌握本章的研究方法，是解决电场中问题的难点。为了有效突破一难点，笔者就以下教学做法和大家探讨。

一、利用演示实验形象化概念，激发学生积极性

演示实验能使学生尽可能地有真切的感受。例如在库仑定律教学中，可重现库仑研究的小实验。为增强实验效果，我做了以下改进：为提高稳定性，将单线摆改成双线摆；由于小球较重，演示现象不明显，可用一发泡塑料球，用铅笔在其四周涂一层石墨粉代替。做实验时可让学生猜想与哪些因素有关，并试着让学生给出研究的方法，最后教师引导得出用控制变量法，分别控制电荷量和电荷间距离，寻找点电荷间的作用规律。在改变电荷量时，可巧妙地采用两相同小球相互接触电荷量平分的方法。这样学生不仅掌握了研究方法，而且会非常认同自己实验得出的结论。

再如对电容器是容纳电荷的容器学生不易理解。在教学中用演示实验可生动地展现。具体做法如下：取一大的音响耦合电容，未充电时，用一根导线将两极短接，无电火花产生；用电池给电容器充电后导线将两极短接，立即发生火花放电，同时伴声响，使学生在感官刺激后理解电容器可容纳电荷这一结论。

二、利用身边现象与生活常识将概念、规律形象化，激发学习兴趣

把抽象概念形象化、生活化，有化枯燥为有趣的功能。例如为了让学生接受“电场”，可以在教学导入的时候提出：任何物理学行为甚至社会行为都存在于一定的背景之中，如运动发生的背景是时空，打篮球需要篮球场，开会需要会场，考试是在考场中进行的，打仗的地方叫战场等等，那么电荷间发生相互作用的地方叫什么呢？学生通过类比式思考不难回答出“叫电场”。这样让学生自己归纳出来的“电场”，就容易使学生消除对原来陌生的概念在心理上的排异反应。

三、利用科学方法将规律形象化，降低理解台阶

类比是通过不熟悉的事物与熟悉的事物进行比较，通过两类事物之间在某些方面的相似或相同，推出它们在其他方面也可能相似或相同的一种科学的思维方法。它能培养学生的创造能力，从而能使概念通过类比方法得以形象化。在电场中可以使用类比的地方很多。笔者归纳为以下几个方面：

1 比值法定义物理量的方法类比。电场中有很多物理量是由比值定义的，如电场强度E，电势差U，电势φ，电容C。在教学过程中我引导学生把电势差与电场强度等概念与初中时学生已经理解的密度、电阻等物理量的定义作类比，从而让学生明白描述电场本身性质的物理量，只与电场本身有关，而与检验电荷无关，并且定义式是用来计算大小的。

2 静电场概念建立时与重力场的类比

①万有引力与库仑力类比

②电势差与高度差类比，高度与电势类比。

③电场力做功特点与重力做功类比。

④电势能与重力势能类比。

3 物理模型建立类比。点电荷与力学中质点进行类比：都是物体的形状和大小在研究的问题中可以忽略不计。

4 电场线与磁场线类比。学生在初中时已经知道磁感线的一些基本知识。在电场线的教学中适当地把它与磁场线进行类比，可以使学生对电场线更容易理解。

5 带电粒子在匀强电场中的偏转与平抛运动类比。带电粒子在匀场电场中的偏转运动是匀变速运动，其运动情况与重力场中的平抛运动很相似，故习惯称之为类平抛运动。把带电粒子在匀强电场中的运动与平抛运动类比对学生掌握其运动规律十分有效。我们可以从解决问题的思想方法上类比：运用运动的合成和分解的思想方法来解决问题。还可以从运动学公式的类比：两种运动的运动学公式全部相同。

6 重视类比不同之处，进一步加深新概念的认识。类比注重两事物间相似之处，但电场中的类比也有不同点。教学中应注意引导学生学会从物理量、物理规律和物理方法的比较中找到不同点。例如，电荷有正负之分，质点只要考虑质量；库仑力有吸力和排斥力，万有引力只有引力；因电荷有正负两种，所以导致其电场力和能的性质与重力及重力势能有很多不同；在带电粒子做类平抛运动中的匀速运动的方向不一定水平，加速度与平抛运动的重力加速度不同等等。

综上所述，电场教学中只有配合多媒体，合理利用形象化教学降低学生接受知识的难度，学生在电磁学学习过程中才能开个好头，为以后的学习打好坚实、有效的基础。