張新華
根據(jù)《高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗)》的要求,“高中物理課程應(yīng)促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí),讓學(xué)生積極參與、樂于探索、勇于實驗、勤于思考?!笨梢?,新課程改革對探究式學(xué)習(xí)的重視。目前,我國的物理教學(xué)實踐中,以教師為中心的灌輸式學(xué)習(xí)方式與以學(xué)生為中心的探究式學(xué)習(xí)方式使用比例的失調(diào),導(dǎo)致學(xué)生缺乏創(chuàng)新和實踐的意識,能力未得到很好的培養(yǎng)。因此,需要廣大物理教師進(jìn)行持久而深入的探究式教學(xué)。
美國教育學(xué)家G.玻利亞指出,不要把你的全部秘訣一古腦兒地倒給學(xué)生,而要讓他們先猜測一番,引導(dǎo)他們獨立地找出盡可能多的東西,然后再講給他們聽。在該思想的啟迪下,筆者在楞次定律的教學(xué)中,通過學(xué)生手腦并用,引導(dǎo)他們得出楞次定律,領(lǐng)會探索規(guī)律的方法,培養(yǎng)學(xué)生分析思維和觀察實驗的能力。本節(jié)課分四個環(huán)節(jié),如下所示。
1 展示情景,提出問題
教師利用自制實驗裝置(用較粗的漆包線圍成約180cm×180cm大線圈20匝左右,與靈敏電流表連成回路),與學(xué)生一起“玩”線圈。觀察實驗現(xiàn)象,讓學(xué)生回憶感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件(切割地磁場,穿過大線圈的磁通量發(fā)生變化,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流),并引出新的問題:感應(yīng)電流的方向遵循什么規(guī)律,又應(yīng)該如何確定?(提出本節(jié)課的課題)
2 討論猜想,設(shè)計實驗
2.1 多媒體投影思考題(讓學(xué)生相互討論,逐步形成設(shè)計方案)
(1)實驗的研究對象是什么?
(2)需要哪些儀器?
(3)感應(yīng)電流的方向跟哪些因素有關(guān)?
(4)感應(yīng)電流的方向如何判定?
教師客觀地評價學(xué)生的回答。有的問題給出適當(dāng)?shù)奶崾荆纾涸鯓佑涗浉袘?yīng)電流的方向?可用靈敏電流表、發(fā)光二極管等。
2.2 實驗方案的確定
在學(xué)生充分討論、 小組交流之后,教師引導(dǎo)學(xué)生選擇合理、簡單的實驗裝置,如圖1所示。
2.3 討論設(shè)計實驗記錄表
指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗記錄表格,并投影部分學(xué)生設(shè)計的表格,師生評價其優(yōu)點和缺點。
投影展示某組學(xué)生自行設(shè)計的實驗記錄表格,該表格包括磁通量增加與減少的四種改變方法,要求填寫該四種情況下線圈內(nèi)感應(yīng)電流的方向以及原磁場的方向。(表格略)
3 分組實驗,探索研究
學(xué)生兩人一組進(jìn)行實驗,觀察并記錄當(dāng)條形磁鐵N極或S極插入線圈或從線圈中撥出時感應(yīng)電流的方向,并將實驗結(jié)果填入設(shè)計的實驗記錄表格中。
4 分析現(xiàn)象,得出結(jié)論
4.1 分析現(xiàn)象,尋找關(guān)系
師生在討論感應(yīng)電流的方向跟線圈內(nèi)磁通量的變化有什么關(guān)系時,發(fā)現(xiàn)很難概括這兩者的關(guān)系。此時,教師啟發(fā)是不是可以通過一個“中介”——“感應(yīng)電流的磁場”來表述這種關(guān)系?
磁鐵磁場的變化在線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流,而感應(yīng)電流本身也能產(chǎn)生磁場,這里所謂的“中介”就是感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場。感應(yīng)電流的磁場方向既跟感應(yīng)電流的方向有聯(lián)系,又跟引起磁通量變化的磁場有聯(lián)系。(本節(jié)課教學(xué)的難點,讓學(xué)生在思考討論中解決難點。)
在上述實驗記錄表格中添上一列(感應(yīng)電流的磁場方向),并投影展示。
4.2 抽象概括,表述規(guī)律
教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行歸納總結(jié):當(dāng)穿過線圈的磁通量增加時,感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向相反;當(dāng)穿過線圈的磁通量減少時,感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向相同。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步分析得出“增則反, 減則同”,并將此概括為“阻礙變化”,進(jìn)而概括出楞次定律的內(nèi)容:感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。
4.3 檢驗結(jié)論,加深理解
回顧表格中磁通量改變的四種方式,試用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向,與實驗觀察的現(xiàn)象對比,檢驗結(jié)論。
教師引導(dǎo)學(xué)生歸納應(yīng)用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的步驟,體會把“感應(yīng)電流的磁場”作為“中介”的重要意義。
課例說明
本文整合了4位教師(包括筆者)在2008年11月舉辦的臺州市第五屆高中物理教師教學(xué)大比武中,對“楞次定律”第一課時的教學(xué)設(shè)計,意在和大家一起探討。
(欄目編輯趙保鋼)