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電磁場(chǎng)與電磁波的學(xué)習(xí)心得
我們?cè)谝恍┦虑樯鲜艿絾l(fā)后,可以記錄在心得體會(huì)中,這樣能夠培養(yǎng)人思考的習(xí)慣。很多人都十分頭疼怎么寫(xiě)一篇精彩的心得體會(huì),下面是小編整理的電磁場(chǎng)與電磁波的學(xué)習(xí)心得,歡迎大家分享。
《電磁場(chǎng)與電磁波》作為通信工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)骨干學(xué)科,其重要性不言而喻,但該課程體系嚴(yán)謹(jǐn),公式繁多,推導(dǎo)復(fù)雜,概念抽象。在學(xué)習(xí)時(shí)因難以理解而倍感困難。并且需要一定的物理及高數(shù)基礎(chǔ),不然學(xué)起來(lái)就更像學(xué)天書(shū)。
在現(xiàn)代電子技術(shù)中,不論是通訊、廣播、電視、導(dǎo)航、雷達(dá)、定位、遙感、測(cè)控、以及電子對(duì)抗系統(tǒng),還是家用電器、工業(yè)自動(dòng)化、地質(zhì)勘探、電力設(shè)施、交通運(yùn)輸、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域,都直接或間接地涉及到電磁場(chǎng)與電磁波的有關(guān)內(nèi)容。本課程的最大特點(diǎn)就是數(shù)學(xué)推導(dǎo)與分析較多,理論性較強(qiáng),內(nèi)容抽象,涉及了大量繁瑣的計(jì)算和證明,對(duì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)有較高的要求。課程中雖然涉及了部分中學(xué)階段的電磁學(xué)知識(shí),但在此基礎(chǔ)上又有延伸和拓展,并以一種全新的方式呈現(xiàn)在我們面前(微分或積分形式)。但也僅僅是從其數(shù)學(xué)意義的角度上進(jìn)行的,其間并未過(guò)多涉及其具體的工程應(yīng)問(wèn)題,使得在學(xué)習(xí)時(shí)依舊存在著一些理解上的障礙。同時(shí),電磁場(chǎng)與電磁波存在于四維空間當(dāng)中。對(duì)于習(xí)慣了三維空間的我們來(lái)說(shuō),引入既抽象又難理解的四維空間,無(wú)疑又給我們的學(xué)習(xí)帶來(lái)了更大的困難。此外,書(shū)中還匯聚了多達(dá)數(shù)十位科學(xué)家的畢生研究成果,如麥克斯韋方程組,法拉第電磁感應(yīng)定律,安培定律,達(dá)朗貝爾方程,海姆霍夫定理,坡印廷定律等,不勝枚舉。更值得一提的是:這些知識(shí)的年代跨度可達(dá)數(shù)百年。由此,課程的特點(diǎn)也就更加顯而易見(jiàn):即難學(xué)、難懂。
電磁場(chǎng)與電磁波課程體系嚴(yán)謹(jǐn),公式繁多,推導(dǎo)復(fù)雜,概念抽象,難以理解。因此我在學(xué)習(xí)之前樹(shù)立了一個(gè)正確的學(xué)習(xí)態(tài)度,即使難學(xué)難懂,還要根據(jù)本課程的特點(diǎn)有針對(duì)性的采取一些科學(xué)的學(xué)習(xí)方法對(duì)這門(mén)課各個(gè)擊破。
此外書(shū)中還頻繁涉及到高等數(shù)學(xué)和線(xiàn)性代數(shù)的內(nèi)容,比如旋度的計(jì)算就涉及到了線(xiàn)性代數(shù)中行列式的計(jì)算,散度和梯度的計(jì)算又涉及到了高等數(shù)學(xué)中的有關(guān)知識(shí)。本課程有大量的電磁學(xué)公式,而課本中針對(duì)這些公式的大量繁雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和證明又常常使我們無(wú)所適從,一頭霧水。在解決實(shí)際問(wèn)題的時(shí)候,根本無(wú)法抓住問(wèn)題的本質(zhì)所在,依舊會(huì)無(wú)從下手。
在以往其他專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)中,總是對(duì)計(jì)算能力有著較高的要求,結(jié)果則往往是在考試時(shí)僅僅套了套公式,按了按計(jì)算器而已。雖然成績(jī)較高,但是收獲卻不大。然而在電磁場(chǎng)與電磁波這門(mén)課程當(dāng)中,真正應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是對(duì)概念的理解,而并非計(jì)算和推導(dǎo)。對(duì)概念不僅要知其然,還要知其所以然,這樣在實(shí)踐中才能真正應(yīng)用所學(xué)知識(shí)來(lái)解決問(wèn)題?v然在實(shí)際工程應(yīng)用中會(huì)伴隨著大量復(fù)雜的、且有一定精度要求的計(jì)算,但這些計(jì)算完全可以交給功能強(qiáng)大且效率極高的電子計(jì)算機(jī)來(lái)完成。在追求效率和速度的今天,在某些工程應(yīng)用中使用手工計(jì)算明顯不合時(shí)宜,因此不必拘泥于計(jì)算的問(wèn)題。此外,過(guò)于繁雜的計(jì)算反而會(huì)掩蓋概念的本質(zhì)。對(duì)于計(jì)算,我們認(rèn)為應(yīng)該充分利用好現(xiàn)代計(jì)算工具,如各種數(shù)值計(jì)算軟件和專(zhuān)業(yè)的電磁場(chǎng)與電磁波分析軟件,熟練掌握它們的使用方法,培養(yǎng)現(xiàn)代工程實(shí)踐能力才是正確的方向。
電磁場(chǎng)與電磁波課程中有許多內(nèi)容比較抽象,比如:電磁波的極化現(xiàn)象,時(shí)諧電磁場(chǎng),電磁波在空間的傳播等內(nèi)容。若只是研究課本上的理論,不僅十分枯燥而且不易理解掌握。此時(shí)應(yīng)該遵循由感性到理性的認(rèn)識(shí)規(guī)律,合理運(yùn)用的電子課件,把抽象的內(nèi)容形象化,具體化。
在《電磁場(chǎng)與電磁波》的學(xué)習(xí)過(guò)程中,必須學(xué)會(huì)一點(diǎn)點(diǎn)化解,比如學(xué)習(xí)電場(chǎng)時(shí),先從點(diǎn)電荷開(kāi)始,到線(xiàn)電荷,再到面電荷,最終到體電荷。從它所產(chǎn)生的電場(chǎng)類(lèi)型開(kāi)始,由靜電場(chǎng)到時(shí)變電場(chǎng),即Maxwell方程組中的第二,第四方程。從它所產(chǎn)生的磁場(chǎng)類(lèi)型開(kāi)始,由恒定磁場(chǎng)到時(shí)變磁場(chǎng),即Maxwell方程組中的第一,第三方程。在有關(guān)電流的部分,同樣可以以點(diǎn)帶線(xiàn),以線(xiàn)帶面地來(lái)研究點(diǎn)電荷,線(xiàn)電流,面電流以及相應(yīng)的電流密度等各種特性。而后又可以采用歸納法,從Maxwell方程組出發(fā)來(lái)反思靜態(tài)場(chǎng),把靜態(tài)場(chǎng)歸結(jié)為時(shí)變場(chǎng)的一種特殊情況。
該課程學(xué)習(xí)難度較大,公式概念不易理解,知識(shí)體系難以把握。但這并不意味著就沒(méi)有辦法取得理想的學(xué)習(xí)效果。我相信,只要結(jié)合自身實(shí)際,采用科學(xué)的,行之有效的學(xué)習(xí)方法,仍舊可以取得理想的效果。最后還應(yīng)該特別值得注意的是:就算是遇到難點(diǎn),也千萬(wàn)不能放棄,要多和別人交流,多問(wèn)問(wèn)題,最后依然會(huì)成功地理解這本書(shū)的。
拓展:電磁場(chǎng)與電磁波物理教學(xué)反思
麥克斯韋電磁場(chǎng)理論是電磁學(xué)的最核心內(nèi)容,其地位相當(dāng)于經(jīng)典力學(xué)中的牛頓運(yùn)動(dòng)定律所處的地位,所以它是本節(jié)教學(xué)中要重點(diǎn)突出的內(nèi)容。但是由于其內(nèi)容非常抽象,學(xué)生要深刻理解它比較困難,因此,在教設(shè)計(jì)上要把握好三個(gè)方面:第一,內(nèi)容如何定位。對(duì)學(xué)生來(lái)講,知識(shí)掌握的要求程度定位在定性了解的層面上。第二,如何化抽象為形象,考慮從多個(gè)層面突破教學(xué)中存在的知識(shí)抽象的難點(diǎn)。其一,實(shí)驗(yàn)探究層面突破——利用身邊豐富的電磁波教學(xué)資源,來(lái)認(rèn)識(shí)電磁波的廬山真面目,化抽象為具體。其二,媒體層面上突破——利用多媒體,建立與機(jī)械波形成相類(lèi)似的電磁波形成的認(rèn)識(shí)過(guò)程,呈現(xiàn)電磁波的形成過(guò)程“看不見(jiàn)”的另一面,化抽象為形象。其三,情感、興趣…等角度。第三,考慮如何轉(zhuǎn)變教學(xué)方式與學(xué)習(xí)方式。利用探究式教學(xué)方式,還原認(rèn)識(shí)事物的原來(lái)面目。麥克斯韋從理論出發(fā)大膽預(yù)言電磁波的存在——這是一個(gè)偉大的猜想!是一個(gè)很好從理論上進(jìn)行科學(xué)探究案例。
要達(dá)到以上的目標(biāo),下面就本人對(duì)這一節(jié)課在的教學(xué)前與后所引發(fā)的思考作一闡述。
一.創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)探究情境,引發(fā)學(xué)生探究欲望
電磁波對(duì)學(xué)生而言,既熟悉又陌生。雖然人們天天都離不開(kāi)它,但是學(xué)生對(duì)它的廬山真面目還是霧里看山。如何創(chuàng)設(shè)一個(gè)情境,引發(fā)學(xué)生思考,從而把本質(zhì)的問(wèn)題暴露出來(lái),這是我課前一直琢磨的問(wèn)題。首先,我考慮的是所設(shè)計(jì)的情境要有哪些方面的要求?——盡可能是實(shí)驗(yàn)情境、真實(shí)性要強(qiáng)、簡(jiǎn)單熟悉生活化、現(xiàn)象明顯、可操作性強(qiáng)、參與面廣、最好能帶給學(xué)生驚喜、與電磁波有密切聯(lián)系等。于是我想到了用收音機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)的方案,但是如何用收音機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)能揭示電磁波本質(zhì)問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)構(gòu)想,卻費(fèi)了我不少心思。后來(lái),從電燈的開(kāi)與關(guān)時(shí),收音機(jī)出現(xiàn)“喀喀”干擾聲得到啟發(fā)——這個(gè)情境就是一個(gè)絕妙的情境!所以我在這節(jié)課引入環(huán)節(jié)上,要求每一位學(xué)生自帶一臺(tái)小收音機(jī),上課時(shí)要求學(xué)生打開(kāi)收音機(jī)并調(diào)節(jié)到中波無(wú)臺(tái)處,然后請(qǐng)每一個(gè)學(xué)生用一根導(dǎo)線(xiàn)與一只舊干電池,配合收音機(jī)做兩次實(shí)驗(yàn)。
第一次實(shí)驗(yàn)。在靠近收音機(jī)處,讓導(dǎo)線(xiàn)的一端與干電池一個(gè)電極始終接觸,導(dǎo)線(xiàn)另一端與電池的另一個(gè)電極斷斷續(xù)續(xù)接觸(如圖甲)。第二次實(shí)驗(yàn)。讓導(dǎo)線(xiàn)的兩端與干電池兩個(gè)電極持續(xù)接觸(如圖乙)。實(shí)驗(yàn)后請(qǐng)學(xué)生描述現(xiàn)象,學(xué)生發(fā)現(xiàn)只有斷斷續(xù)續(xù)接觸干電池時(shí),收音機(jī)中才發(fā)出“喀喀”聲,而導(dǎo)線(xiàn)兩端持續(xù)接觸電池電極時(shí)收音機(jī)中卻無(wú)“喀喀”聲。此時(shí),學(xué)生的表現(xiàn),并不是十分驚訝。ǹ赡茉谄綍r(shí)生活上學(xué)生有感受過(guò)類(lèi)似現(xiàn)象),我也不動(dòng)聲色。只是以平常心,泛泛地提了一個(gè)問(wèn)題,
如何解釋上述現(xiàn)象?
問(wèn)題一出,學(xué)生就開(kāi)始了議論,并且大多認(rèn)為,因?yàn)橛须娝杂小翱Α甭。議論的焦點(diǎn)大多集中在第一個(gè)現(xiàn)象上,對(duì)第二個(gè)現(xiàn)象沒(méi)多大注意。至此,我感覺(jué)到學(xué)生觀察、思維中存在的不足已經(jīng)暴露出來(lái)了,學(xué)生沒(méi)有抓住關(guān)鍵現(xiàn)象進(jìn)行比較、進(jìn)行思考。現(xiàn)在該到了教師在“學(xué)生——現(xiàn)象之間”應(yīng)起的“穿針引線(xiàn)”作用時(shí)候了,于是我及時(shí)拋出了一個(gè)問(wèn)題:“兩次實(shí)驗(yàn)同是所謂有‘電’,為什么現(xiàn)象是:一次有聲一次無(wú)聲!”學(xué)生為之一震!先前不以為然的臉部表情卻一掃而光!取而代之的是滿(mǎn)臉的困惑。隨后在課堂上引發(fā)了學(xué)生探究問(wèn)題的極大興趣和欲望,達(dá)到了預(yù)期的效果——即激發(fā)學(xué)生更深一層的思考,進(jìn)入理性思考?xì)夥罩小?/p>
二、抓住問(wèn)題,引發(fā)猜想,相互印證,揭示本質(zhì)
上面從現(xiàn)象出發(fā),從現(xiàn)象引發(fā)出問(wèn)題,把學(xué)生推到問(wèn)題之中,這是從現(xiàn)象向本質(zhì)思考的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。關(guān)鍵問(wèn)題呈現(xiàn)出來(lái)之后,引發(fā)猜想是探究中重要環(huán)節(jié)。但是從哪一個(gè)角度進(jìn)行分析,引出猜想?
于是,我設(shè)置了如下關(guān)鍵詞請(qǐng)學(xué)生造句
收音機(jī)電波愛(ài)拼才會(huì)贏
學(xué)生輕松地給出了大致相同答案:電波傳到收音機(jī),收音機(jī)中一曲《愛(ài)拼才會(huì)會(huì)贏》催人奮進(jìn)。
學(xué)生的答案,顯然,達(dá)到我要引導(dǎo)的方向,即收音機(jī)發(fā)出聲音與電波的存在聯(lián)系在了一起。收音機(jī)能檢驗(yàn)出是否存在電波。
于是我設(shè)置如下一組問(wèn)題
問(wèn)題1:上述第一次實(shí)驗(yàn),收音機(jī)中發(fā)出“喀喀”聲意味著什么?
學(xué)生一下子意識(shí)到,斷續(xù)接觸,有電波產(chǎn)生(學(xué)生更熟悉用電波一詞來(lái)表達(dá)電磁波)。
問(wèn)題2.導(dǎo)線(xiàn)接通意味著什么?斷開(kāi)又意味著什么?斷斷續(xù)續(xù)接觸又意味著什么?
學(xué)生間的討論交流、相互提問(wèn)很是熱烈,其中心不外是,電路中電流發(fā)生了變化。收音機(jī)與斷續(xù)接通的電路之間存在空間上阻隔,“為何它們心有靈犀一點(diǎn)通”?它們之間聯(lián)系的橋梁是什么樣?——是電波,電波究竟是什么?討論中,終于有學(xué)生切入到電流周?chē)写艌?chǎng),電流變化,電路周?chē)艌?chǎng)發(fā)生變化的認(rèn)識(shí)!半娏髯兓⒋艌(chǎng)變化、收音機(jī)、喀喀聲、電波”等關(guān)鍵詞在學(xué)生認(rèn)識(shí)過(guò)程中形成了思考鏈條。把學(xué)生的思維推向了高潮,即從簡(jiǎn)單的現(xiàn)象,讓學(xué)生對(duì)電磁波產(chǎn)生似乎有了“頓悟”感覺(jué),但又疑惑重重,在朦朧中學(xué)生頭腦里有了如下猜想
猜想:變化的磁場(chǎng)就是電波?或者變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生了有電波?
這是從一個(gè)現(xiàn)象的某個(gè)觀察角度所引發(fā)的猜想。如果能夠從不同的現(xiàn)象、不同的角度進(jìn)行觀察、思考、猜想,讓不同的猜想互相碰撞或相互印證,無(wú)疑對(duì)探究的深入推進(jìn),從而尋找更為普遍規(guī)律的猜想十分有意義。
正是基于這種的認(rèn)識(shí),在接下來(lái)的教學(xué)環(huán)節(jié)中設(shè)計(jì)了另一個(gè)實(shí)驗(yàn)探究情境——演示一個(gè)電磁感應(yīng)現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)如右圖所示。第一次在A線(xiàn)圈通入直流電,B中小燈泡不亮(如圖甲)。第二次在A中通入交流電,B中小燈泡發(fā)光(如圖乙),這實(shí)驗(yàn)在交流電教學(xué)中做過(guò),學(xué)生很熟悉。如果問(wèn)學(xué)生,為什么第二次小燈泡發(fā)光,第一次不發(fā)光。學(xué)生回答肯定是,因?yàn)榈诙未磐堪l(fā)生了變化,第一次磁通量沒(méi)有變化。這個(gè)看似完美的回答,卻沒(méi)有揭示問(wèn)題的本質(zhì)。科學(xué)探究的關(guān)鍵恰恰就在于能否從平凡現(xiàn)象中找到不平凡之處,能否從別人沒(méi)有看出問(wèn)題的地方看出問(wèn)題。在這個(gè)探究環(huán)節(jié),為了達(dá)到這個(gè)目的,在后續(xù)教學(xué)行進(jìn)過(guò)程,學(xué)生在討論中、在困惑中、在希望中,我時(shí)不時(shí)地拋出了預(yù)先設(shè)置的如下探究引導(dǎo)問(wèn)題。
問(wèn)題1:小燈泡發(fā)光,意味著什么?——學(xué)生很快意識(shí)到B環(huán)中有電流。
問(wèn)題2:B環(huán)中的有電流又意味著什么?——相互討論之后,認(rèn)識(shí)到是電子的定向移動(dòng)。
問(wèn)題3:什么力驅(qū)動(dòng)B環(huán)中電子做定向移動(dòng)?——學(xué)生感到困惑,但是學(xué)生從電子帶電這一特征,還是猜想電子可能是受電場(chǎng)力的驅(qū)動(dòng)作用。
問(wèn)題4:電場(chǎng)力需要電場(chǎng)存在,A中電流只產(chǎn)生磁場(chǎng),哪電場(chǎng)又從何而來(lái)?——這個(gè)問(wèn)題是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。也是一個(gè)疑惑不已的問(wèn)題,一番討論之后,終于有個(gè)別學(xué)生將信將疑地猜測(cè),難道是磁場(chǎng)產(chǎn)生了電場(chǎng)?
此時(shí),有學(xué)生立刻反駁,第一次A中電流也產(chǎn)生了磁場(chǎng),如果磁場(chǎng)產(chǎn)生了電場(chǎng),那第一次情況下,B中也應(yīng)該有電流,小燈泡也應(yīng)該會(huì)亮。
學(xué)生之間激烈爭(zhēng)論著,學(xué)生之間不同的思想火花互相碰撞著,終于有學(xué)生看到第一次與第二次實(shí)驗(yàn)差別之處,正是這種差別的認(rèn)識(shí),學(xué)生的認(rèn)識(shí)得到了提高,猜想往前推進(jìn)了一步,意識(shí)到可能是變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生了電場(chǎng)。
盡管還有不少學(xué)生感到不可思議,但我提醒學(xué)生將第一個(gè)探究情境中的猜想與第二個(gè)情境中的猜想作一對(duì)比,學(xué)生立刻感覺(jué)到兩個(gè)情境中所引發(fā)的猜想有不謀而合之處。相互印證,學(xué)生疑惑頓開(kāi),感覺(jué)分析有道理,變化磁場(chǎng)應(yīng)該會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)。
有了認(rèn)識(shí)上的突破,我“乘勝追擊”,通過(guò)電場(chǎng)與磁場(chǎng)現(xiàn)象的類(lèi)比分析,學(xué)生很快大膽提出了相反的猜想,即變化的電場(chǎng)也應(yīng)該會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。
為了論證這一猜想正確性,我建議學(xué)生能否設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。學(xué)生你一言我一語(yǔ)提出各自的想法,終于有了一個(gè)設(shè)計(jì)芻型,經(jīng)老師完善之后,其實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示。原理是電子感應(yīng)圈產(chǎn)生的交變電壓加到兩平行金屬板上,兩板之間產(chǎn)生了一個(gè)交變的電場(chǎng),若交變的電場(chǎng)產(chǎn)生了變化磁場(chǎng),則置在其中的線(xiàn)圈中應(yīng)有感應(yīng)電流,串在線(xiàn)圈中的微安表指針要發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
原理分析完畢,我忙于器材的連接,教室一片寂靜,學(xué)生的目光聚焦在我的一舉一動(dòng)之上,從學(xué)生臉部表情,讀出了學(xué)生焦急期待的心情。我接通電子感應(yīng)圈電源的瞬間,投影到大屏幕上電流表的指針果然發(fā)生了偏轉(zhuǎn),一種期待成功的心愿得到的實(shí)現(xiàn),發(fā)自?xún)?nèi)心的激動(dòng),學(xué)生暴發(fā)出陣陣掌聲,師生情感交流得到了升華,探究氣氛達(dá)到一個(gè)高潮。至此,學(xué)生深信無(wú)疑麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的正確性。
三.發(fā)揮傳統(tǒng)媒體和多媒體的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)作用
電磁波的形成過(guò)程的“細(xì)節(jié)”用真實(shí)的實(shí)驗(yàn)是無(wú)法展現(xiàn)的,它是看不見(jiàn),摸不著。也圖多媒體展示電磁波的形成過(guò)程。
因?yàn)檫@一點(diǎn),所以它神秘、抽象。故考慮用多媒體技術(shù)在這一方面的優(yōu)勢(shì)來(lái)彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)的不足。在這一教學(xué)環(huán)節(jié),利用電磁振蕩現(xiàn)象設(shè)計(jì)了一段多媒體動(dòng)畫(huà)(大致如上圖所畫(huà)),來(lái)大致摸擬電磁波的形成和傳播過(guò)程。因?yàn)槭怯弥饚饾u向兩側(cè)淡出的表現(xiàn)手法,呈現(xiàn)出由近及遠(yuǎn)的緩慢傳播過(guò)程,所以對(duì)幫助學(xué)生形象地建立電磁波的形成過(guò)程有很大好處。
如何探究電磁波傳播的速度問(wèn)題是我教學(xué)中考慮的另一個(gè)問(wèn)題,情境設(shè)計(jì)的難度相當(dāng)大,原因是電磁波的速度等于光速,通常的傳播距離都很有限,無(wú)法覺(jué)察到電磁波速度這一問(wèn)題。于是我巧妙地應(yīng)用兩地電視現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)播這一情境來(lái)解決這一問(wèn)題。我錄制一段錄像在課堂上播放,場(chǎng)景是:中央電視臺(tái)節(jié)目主持人與深圳記者之間的現(xiàn)場(chǎng)股評(píng)報(bào)導(dǎo)場(chǎng)面。其中有中央電視臺(tái)主持人和深圳記者同在一個(gè)電視畫(huà)面上的鏡頭,每主持人向記者提出問(wèn)題后,記者反應(yīng)都明顯滯后,學(xué)生能估測(cè)出交流的滯后時(shí)間大約有1s左右,這種反應(yīng)上滯后,學(xué)生能感受到不是來(lái)自人生理的因素。于是我抓住這個(gè)現(xiàn)象,給了學(xué)生一個(gè)提示,即兩地間的電視信號(hào)是通過(guò)同步衛(wèi)星傳輸?shù),并且用多媒體動(dòng)畫(huà)展示了傳輸過(guò)程(大致如上圖所示的畫(huà)面)。之后,我提出如下問(wèn)題
問(wèn)題1:這現(xiàn)象說(shuō)明了什么?——電磁波傳播有一定的速度。
問(wèn)題2:已知同步衛(wèi)星的高度為3.6×107m,能否利用這個(gè)現(xiàn)象,估算出電磁波的速度大。
學(xué)生動(dòng)筆做了計(jì)算,主要有如下兩種表現(xiàn),老師適時(shí)做了點(diǎn)評(píng)。
第一種:V=S/t≈2×3.6×107m/1s=7.2×107m/s——錯(cuò)!
第二種:V=S/t≈4×3.6×107m/1s=1.4×108m/s——正確!
學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)過(guò)光學(xué)基本知識(shí),知道的光速大小是3.0×108m/s,電磁波的速度估算值與光速數(shù)量級(jí)相同,學(xué)生很是驚奇!是巧合還是有內(nèi)在聯(lián)系?由此引發(fā)了學(xué)生更深層次的猜想:電磁波的速度與光速是否相等?光是否也是電磁波?
四.教后幾點(diǎn)反思
這是一節(jié)公開(kāi)課,在正式上課之前,在教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)上花了比較長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行了思考與推敲,方案可以說(shuō)是變了又變,改了又改,在前前后后的反反復(fù)復(fù)的實(shí)踐中,有了很多感悟。歸納起來(lái)有如下幾點(diǎn)感受頗深。
公開(kāi)課最后的亮相,其實(shí)不是最重要的。最重要的是緊張準(zhǔn)備的過(guò)程中,對(duì)教學(xué)有了更多的思考和深刻的領(lǐng)悟,對(duì)自己有了精益求精的要求。而這些內(nèi)容和體驗(yàn)在書(shū)本中是難以深刻讀懂的,F(xiàn)在留于形式的種種繼續(xù)教育該怎么做?該追求什么樣效益?值得反思。所以我個(gè)人認(rèn)為公開(kāi)課、觀摩課之類(lèi)的活動(dòng)是青年教師成長(zhǎng)的最好實(shí)踐平臺(tái)之一。
探究教學(xué)活動(dòng)最重要是什么?引發(fā)學(xué)生猜想的問(wèn)題可能是最重要,這個(gè)問(wèn)題應(yīng)該恰到好處地、巧妙地的設(shè)置在一個(gè)情境中,讓問(wèn)題有血有肉,不是一個(gè)干吧吧的問(wèn)題,否則就激不起學(xué)生興趣,學(xué)生能有進(jìn)一步探究的動(dòng)力嗎?
探究教學(xué)中最難的是什么?可能是猜想。它需要細(xì)心的觀察、獨(dú)到的視角、認(rèn)真地思辨、豐富的想象等等。所以教學(xué)中 如何培養(yǎng)學(xué)生的猜想能力對(duì)培養(yǎng)的學(xué)生各種綜合能力有很好的啟迪作用。
探究教學(xué)中學(xué)生最喜歡是什么?可能是各種實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。好的實(shí)驗(yàn)不僅能揭示出現(xiàn)象背后的本質(zhì),更重要的是能深深吸引學(xué)生的注意力,能引發(fā)學(xué)生思考,能用最有力的證據(jù)說(shuō)明問(wèn)題——事實(shí)勝于雄辯。能給學(xué)生以會(huì)心的微笑,甚至是一種心靈的震憾!
探究教學(xué)中對(duì)教師最具挑戰(zhàn)的是什么?探究教學(xué)活動(dòng),更多的是強(qiáng)調(diào)學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性。因此課堂上會(huì)出現(xiàn)很多來(lái)自學(xué)生中的各種各樣問(wèn)題,老師如何面對(duì)這些問(wèn)題?是避而不答,還是迎難而上,這是兩種截然不同的態(tài)度。探究教學(xué)活動(dòng)需要的就是教師要傾聽(tīng)學(xué)生中不同聲音,回避問(wèn)題,還算是探究教學(xué)嗎?所以面對(duì)問(wèn)題,如何應(yīng)對(duì)?是探究教學(xué)中教師面臨的最大挑戰(zhàn),它要求教師要有豐富的知識(shí)儲(chǔ)備和經(jīng)驗(yàn)積累,教師的專(zhuān)業(yè)化成長(zhǎng)不是一句空話(huà)。
探究教學(xué)活動(dòng)學(xué)生最需要是什么?最需要的是時(shí)間。課堂上給學(xué)生更多的活動(dòng)時(shí)間、交流時(shí)間、思考時(shí)間,給學(xué)生以信任。否則探究活動(dòng)至多是留于形式,而不是教與學(xué)方式的根本轉(zhuǎn)變。
科學(xué)探究教學(xué)活動(dòng)給教學(xué)管理者帶來(lái)的最大擔(dān)心是什么?上級(jí)主管部門(mén)如何評(píng)價(jià)教學(xué)問(wèn)題。從長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)看,探究教學(xué)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力無(wú)疑是大有好處的。但由于探究教學(xué)活動(dòng)與課時(shí)之間有矛盾,會(huì)打破傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)節(jié)中的種種應(yīng)試訓(xùn)練。所以,目前的教學(xué)評(píng)價(jià),能適應(yīng)新的課堂教學(xué)改革嗎?評(píng)價(jià)從來(lái)就是一種激勵(lì)機(jī)制,沒(méi)有合理的評(píng)價(jià)機(jī)制做保證,教學(xué)改革會(huì)面臨各個(gè)方面的阻力。
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