中外高中物理教材对于电磁感应章节的比较分析

严映佳

摘 要：基于物理学科核心素养的指导，本文拟对电磁感应章节的中外教材进行比较，从章首页、具体内容与教学思路等方面加以分析，以取长补短，为我国高中物理教材提供改进意见。

关键词：高中物理;核心素养;中外比较;电磁感应

随着新课改的颁布，高中物理教学越来越以培养学生的学科核心素养为基本目标。但是，我国高中物理“难繁偏旧”，与生活脱节;学生只知解题，不知应用的现状仍旧没有得到很好的改善。尤其电磁感应部分，难度大、学生在理解方面常有困难。因此，本文拟对人民教育出版社出版的高中物理《选修3-2》[1]第四章电磁感应，与美国McGraw-Hill公司出版的主流教材《Physics： Principles and Problems》[2]（以下简称《Physics》）对应的第25章Electromagnetic Introduction进行比较分析，以取长补短，借鉴优质资源，提出教学建议供参考。

一 章首页比较

人教版教材的章首页展现了三峡电厂一台发电机的转子，以一首描绘三峡的唐诗，从古人眼中的秀丽的三峡风景引向如今的三峡电厂，从而提出发电机如何发电的问题。在正式进入讲解前，引用了“电学之父”法拉第与当时英国财政大臣格拉斯的一端对话：“法拉第先生，它（电磁感应）到底有什么用呢？”“啊，阁下，也需要不了多久你就可以对它收税了。”生动而有趣，展现了电磁感应的广泛应用，同时对本章的主题有引导作用。

《Physics》的章首页直截了当的给出了内容提要（what youll learn）和学习本章的意义（why its important），与书内每个章节首页的结构都相同。与人教版相同的是，其首页也展现了一幅大坝与发电机的图片，提出大坝内的发电机如何将流水的动能和势能转化为电能的问题。由此可见，人教版教材更注重生动性和人文性，即知识的背景与引入;而《Physics》更注重目的性，即知识的构建及使用。

二 内容比较

（一）分節与每节主要知识

人教版电磁感应这一章共分了7节，《Physics》分了2节，如表1所示。

可以看出，《Physics》对电磁感应部分的很多知识点做了整合，密度非常高，其中有部分是人教版教材的下一章《交变电流》里才涉及的。《Physics》每节所含的理论知识点如表2所示。

（二）实验设计

实验是教材中非常重要的一环，它对帮助学生理解复杂的概念与规律，建立科学知识与生活实践之间的联系具有重要的意义。

人教版教材共设计了2个教师演示实验，分别位于第二节与第三节，用以探究感应电流的产生条件和总结归纳出楞次定律。另在第2、4、6、7节均设计了“做一做”环节小实验，加深学生对法拉第电磁感应定律、反电动势、自感现象与电磁阻尼的理解。具体内容如表3所示。

《Physics》共设计了3个实验，具体内容如表4。

综合比较可以看出，人教版教材实验数量多，难度小，偏重教师引导和知识铺垫，与所学内容紧密连接。《Physics》教材实验数量少，难度大，偏重学生自主探究，和对所学知识的扩展与提升。

（三）例题与习题

综合以上三点比较，人教版教材偏重知识的引导和背景铺垫，其难度较简单，方便学生总体把握知识体系和架构，而《Physics》偏向于直接展开对知识点的讲解，难度较大。

三 基于STSE视角下的教学思路比较

教学思路，体现的是一本教材对于某一知识体系，与如何让学生更容易地接受这样一个体系的总体把握。电磁感应章节历来是高中物理教学的重难点，让学生与知识点之间建立联系，把握思路;同时了解其对日常生活的作用，培养学生的核心素养，是教材必须具备的功能。

人教版教材从物理学史的角度出发，用整一节的篇幅讲述了奥斯特发现电生磁和法拉第发现磁生电的过程，旨在引导学生与历史人物产生共鸣：任何伟大的发现都伴随着无数次的不成功，他们是智者，但并非高不可攀。这样的引导能够激发学生科学探究的热情与责任。随后，教材以一节演示实验探究感应电流的产生条件，接着通过实验得出楞次定律，从现象入手，再分析讲解原理，及法拉第电磁感应定律。最后基于电磁感应的不同表现状态及应用进行更深入的讲解，如自感、涡流等。

《Physics》则直接以一个起步实验：“探究变化的磁场中发生的现象”引入，通过讲解法拉第的实验得出电磁感应的现象后立刻讲解其原理，即感应电动势的产生。然后用相当长的篇幅讲解电动机与交流电动机的原理、工作状态等。接着，从原理引向现象，即楞次定律的阐述;通过楞次定律的应用引出涡流，自感与变压器。

比较可以看出，人教版教材偏重知识背景的架构，从实验现象总结规律再讲述其原理与简单应用，循序渐进，可以方便学生理解领会知识;而《Physics》偏向从实验直接讲述原理，然后从原理入手，分析其现象与规律，对学生的理解能力要求较高。另一方面，人教版教材对知识与生活的联系运用的讲解较少，而《Physics》却用大量的篇幅在不同知识点之后紧跟着讲述其应用，包括麦克风、信用卡阅读器等等，这些讲解对于学生把握知识与技术、生活实际之间的关系大有裨益。

四 结语

从物理学科核心素养的角度来看，一方面，人教版教材因其循序渐进的讲解与细致的知识铺垫，在物理观念与科学思维的培养上优于《Physics》;另一方面，对学生科学探究、科学态度与责任的培养，人教版教材对知识点在技术与生活中的应用讲解较少，实验设计也不足，与《Physics》相比还有差距。因此，应适当借鉴国外教材，加强对实验探究的设计和对知识应用的讲授，取长补短，才能更好把握核心素养的内涵，推进我国物理课程改革。

参考文献

【1】人民教育出版社物理课程教材研究开发中心.普通高中课程标准教科书物理（选修3-2）[M].人民教育出版社， 2010.

【2】[美]ZitzewitzPW著，钱振华等译.物理原理与问题（下册）[M]浙江教育出版社， 2008.