ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ В КУРСЕ ФИЗИКИ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ

АННОТАЦИЯ

Данная статья ознакомит читателя с основными этапами открытия явления электромагнитной индукции, а также с особенностями преподавания данной темы на уроках физики в средней школе.

Ключевые слова: электрический ток, магнитное поле, электромагнитная индукция, эксперимент, урок.

Введение:

Электромагнетизм-это раздел физики, который изучает взаимодействие электричества и магнетизма. Первооткрывателем электромагнетизма считается датский физик, исследователь- Ганс Христиан Эрстед. В 1820 году он поставил свой знаменитый опыт, доказавший, что электрические токи могут создавать вокруг себя магнитное поле. Эксперимент Эрстеда состоял в следующем: магнитную стрелку он поместил параллельно проводнику, после чего пропускал через проводник электрический ток от источника. Наблюдалось отклонение стрелки от первоначального положения. При изменении направления тока стрелка разворачивалась на 180֩. Существование связи между электрическим током и магнитным полем привело к многочисленным попыткам превратить магнетизм в электричество.

Единственным, кто смог это сделать стал английский физик Майкл Фарадей. После проведения порядка пятидесяти опытов им в 1831 году было открыто явление электромагнитной индукции. Эксперименты, которые поставил Фарадей принято называть классическими.

Основная часть:

1.1 Особенности объяснения темы: «Электромагнитная индукция».

В современных учебниках для девятых классов, даётся на рассмотрение два самых известных из них- «замыкание гальванометра на соленоиде» и «два соленоида». В зависимости от материально-технической базы школы, учащимся можно предложить наглядную, интерактивную или иллюстративную демонстрацию этих опытов. Важно отметить, что только демонстрация экспериментов Фарадея в классе, в полной мере реализует такие принципы педагогики, как наглядность и доступность учебного материала.

Для проведения этих экспериментов, необходимо заранее подготовить постоянный магнит, гальванометр, источник тока (например, ВС-24 или ВУП-2), две катушки разного размера [2].

В ходе проведения первого опыта, состоящего в выдвигании и вдвигании магнита в катушку (соленоид), важно отметить, что скорость отклонения стрелки гальванометра прямо пропорциональна скорости движения постоянного магнита в катушке. Во второй демонстрации нужно конец одной катушки присоединить к гальванометру, а через другую пропускать электрический ток. Катушки необходимо вставить друг в друга. Важно акцентировать внимание учеников на том, что при включении и выключении тока стрелка гальванометра просто отклоняется, а при движении катушек относительно друг друга, скорость отклонения стрелки зависит от скорости перемещения катушек [2].

Далее, требуется записать понятие индукционного тока и суть явления электромагнитной индукции. Чаще всего в учебниках предлагаются такие определения: индукционный ток- электрический ток, который возникает в замкнутом контуре при изменении магнитного потока магнитной индукции, пронизывающего этот контур; явление электромагнитной индукции состоит в возникновении электрического тока в замкнутом контуре при изменении потока магнитной индукции через поверхность, ограниченную этим контуром. По плану, после ознакомления с основными понятиями темы, необходимо записать закон электромагнитной индукции. Его можно сформулировать так: электродвижущая сила электромагнитной индукции в контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную этим контуром.

На уроках физики, нужно объяснить учащимся практическую значимость изученного материала. Актуальность новых знаний должна стать мотивацией для дальнейшего более углубленного изучения информации учениками. Например, значимость электромагнитной индукции можно объяснить на  принципе работы радиовещания. Он состоит в том, что переменное магнитное поле, возбуждаемое изменяющимся током, создаёт в окружающем пространстве электрическое поле, которое в свою очередь возбуждает магнитное поле, и т.д. Взаимно порождая друг друга, эти поля образуют единое переменное электромагнитное поле - электромагнитную волну, которая несёт в себе информацию для передачи.

Также, в качестве яркого примера можно рассказать об индукционных печах. Принцип индукционного нагрева заключается в преобразовании энергии электромагнитного поля, поглощаемой электропроводным нагреваемым объектом, в тепловую энергию.

Для первичного закрепления материала можно воспользоваться индивидуальной, фронтальной или групповой формой опроса учеников. Вопросы должны быть проблемного характера, требующие понимания явления электромагнитной индукции Примеры, приводимые в заданиях, должны быть близким ученикам, т.е. с опорой на их жизненный опыт. Можно попросить рассказать учащихся о других вариантах использования электромагнитной индукции.

1.2. Эффективность метода проблемного обучения при изучении явления электромагнитной индукции в средней школе.

В наши дни для повышения интереса школьников к физике активно применяется метод проблемного обучения. Экспериментальное исследование возможностей повышения качества обучения за счет применения методики проблемного обучения было проведено в период прохождения педагогической практики по физики на базе одной из школ города Ульяновска. Объектом данного эксперимента стал 9 класс, состоящий из 20 человек.

Гипотеза: Предполагается, что в процессе проблемного обучения учащихся увечится их интерес к предмету, мотивация по изучению физики, соответственно, в дальнейшем приведет к повышению общего уровня знаний.

На констатирующем этапе эксперимента мы провели диагностику знаний для выявления уровня знаний контрольной и экспериментальной группы в параллельных девятых классах средней школы. Был проведен тест, направленный на определение начального уровня знаний. Входной контроль состоял из 12 вопросов [1], в котором предлагалось ответить на все вопросы, показав свои знания.

В первом классе полученные оценки в процентном соотношении представлены на рисунке 1, во втором классе на рисунке 2.

Рисунок 1. Результаты входного контроля в первом экспериментальном классе

Рисунок 2. Результаты входного контроля во втором экспериментальном классе

По результатам входного контроля оказалось, что средний балл первого класса 3,98, а средний балл второго класса 3,72. Можно сделать вывод, что общий уровень знаний учеников в первом экспериментальном классе выше, чем во втором.

На формирующем и контрольном этапах эксперимента, главной задачей которых являлось повышение среднего уровня знаний в процессе применения методик проблемного обучения [1], было проведено 11 уроков по темам, связанным с явлением электромагнитной индукции.

В конце, была проведена контрольная работа, составленная в 2-х вариантах. Каждый вариант содержал по 6 задач. Задачи №1-3 имели базовый уровень, №4-5 – средний уровень, №6 – повышенного уровня [4].

Результаты контрольной работы показали, что средний балл каждого класса повысился для первого класса он стал 4,10, а для второго 4,01.

Вывод: На основании эксперимента, проведённого в двух девятых классах, можно сделать вывод о том, что метод проблемного обучения эффективен при изучении темы электромагнитная индукция.

Заключение:

Раздел физики, посвященный изучению электромагнитной индукции – ключевой в курсе обучения данному предмету. Важность темы сложно переоценить, учитывая основополагающую роль индукции в нашем сложном мире. По этой причине изучению темы «Электромагнитная индукция» в средней школе важно уделить особое внимание. Для повышения доступности материала и уровня его понимания можно принять метод проблемного обучения, который на конкретном эксперименте доказал свою эффективность.

Список литературы:

1. Бабанский Ю.К. Методы обучения в современной общеобразовательной школе.-М.: Просвещение, 1985. - 208 с.
2. Пёрышкин А.В., Гутник Е.М. /Физика 9 класс/-1-дрофа, 2014-319 с.
3. Калашников С. Г. /Электричество /— 6 — физматлит, 2008. — 624 c.
4. «Физика. 9 класс. Дидактические материалы. «Вертикаль. ФГОС. Автор: А.Е. Марон, Марон Е.А. 2014 года издания.»