为什么要研究教材

文摘   2024-09-04 19:48   山西  

用两个事例来体会一下研究教材的收获。以下图片,看上去的清晰版是中学教材的电子版截图,稍显糊涂版的是大学普物教材的电子版截图。

先说感觉,中学版图片清晰,表述感觉糊涂;大学版刚好相反,图片虽糊涂,但表述的语言很清晰。何以见得呢?

第一个问题是有关安培力的问题。

中学教材:F=BIL是有条件的。垂直于磁场B的方向放置的长为l的一段导线......横线划重点:长为l的导线。

B与通电导线的方向平行时,导线受力为0。

思考与讨论,画风感觉有点变了。通电导线中电流方向与磁场方向既不平行也不垂直时......

导线方向、电流方向。究竟看哪个?

开始分解了。避开前面叙述的导线方向、电流方向,分解磁感应强度。问题是解决问题的时候分解磁感应强度的时候居少。

喜欢思考的学生就会有疑问,电流方向、导线方向,究竟是哪个方向,只能分解磁感应强度吗?

看看大学教材,一个微元叉乘表达式全部搞定,言简意赅。黑粗体是矢量,F、L、B是矢量。

电流有方向,电流是矢量吗?明显不是,电流的方向和人生的方向差不多意思,当矢量去分解就完蛋了,不遵循矢量分解合成规律,想想恒定电流里的并联电路就想通了。

大学高中怎融合呢?导线方向看作是类似于位移的向量方向,不过这个矢量的正方向是电流的方向。分解时分解位移向量,但不影响电流大小。叉乘用到了立体坐标系,叉乘运算不满足交换律。表达式中L向量方向为立体坐标系中x轴的单位向量方向时,B向量方向为立体坐标系中y轴的单位向量方向,矢量F的矢量方向则为立体坐标系中z轴的单位向量方向。数学的这套规则更具有普遍性,但中学感觉左手定则更适用。估计就是五线谱和简谱的区别。


第二个问题,径向磁场的问题。

看看中学教材的图和文字描述,估计都有一种把磁感线穿心而过的冲动,这个冲动绝对是个大魔鬼。磁感线不相交是铁律

每届每次让学生把圆柱里的磁感线给补以下,无一例外都是穿心而过。
这一届,提问之后,“祖孙”三代都觉得是穿心而过。

看看大学教材的这个模糊图,是不是顿时有种人间清醒的感觉。

挖掘以下教材,把现在虽然不考,但能促进学生思考的问题给点一下,促进一下思维是相当有益的。

老张悟物理
高中物理