何定一

摘要：學(xué)習(xí)者不應(yīng)是知識的被動接受者，而應(yīng)該是知識獲取過程中的主動參與者。要讓學(xué)生能主動參與到探究過程中，關(guān)鍵在于有效設(shè)疑，本文通過探討《自感》的教學(xué)設(shè)計(jì)來闡述如何在教學(xué)中貫徹創(chuàng)設(shè)問題情景，使學(xué)生主動建構(gòu)知識的思想。

關(guān)鍵詞：問題情境；自感；教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-6148(2009)6(S)-0066-3

1 教學(xué)背景

本節(jié)課《自感現(xiàn)象》的教學(xué)設(shè)計(jì)參考《全日制普通高級中學(xué)教科書（必修加選修）》第二冊第十六章第五節(jié)。本節(jié)課既是一個概念課，同時也是一個規(guī)律應(yīng)用課。自感現(xiàn)象本質(zhì)上是一種電磁感應(yīng)。要使學(xué)生明白自感現(xiàn)象符合電磁感應(yīng)的一般規(guī)律，教學(xué)關(guān)鍵是做好課本中的兩個實(shí)驗(yàn)，即通電自感和斷電自感，對學(xué)生認(rèn)識自感現(xiàn)象提供認(rèn)知情境。

2 教學(xué)片段

片段一：創(chuàng)設(shè)懸念式問題情境，激發(fā)學(xué)生的求知欲望

（1） 回憶鞏固，為建構(gòu)新知搭起“腳手架”

如圖1所示，用一個線圈與一節(jié)干電池組成閉合回路。

引導(dǎo)性提問：

問題1:當(dāng)開關(guān)閉合時，線圈內(nèi)電流變化嗎？有感應(yīng)電流和感應(yīng)電動勢產(chǎn)生嗎？

問題2：這個感應(yīng)電流和感應(yīng)電動勢與原來的電流有什么關(guān)系呢？

設(shè)計(jì)目的：讓學(xué)生回憶得出“電流增大時，線圈中有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生”。

問題3：當(dāng)開關(guān)斷開時，線圈內(nèi)電流變化嗎？有感應(yīng)電流和感應(yīng)電動勢產(chǎn)生嗎？

問題4：這個感應(yīng)電流和感應(yīng)電動勢與原來的電流有什么關(guān)系呢？

設(shè)計(jì)目的：讓學(xué)生回憶斷電情況下也因電流的變化而產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢。

評析：心理學(xué)研究表明，大腦皮層引起的暫時聯(lián)系，如不加以強(qiáng)化，就會逐漸消失。復(fù)習(xí)能使大腦皮層形成的暫時聯(lián)系得到強(qiáng)化，而課堂回憶性提問能促使學(xué)生將學(xué)過的知識進(jìn)行再認(rèn)和重現(xiàn)，以加強(qiáng)識記，這是知識結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化的基本前提。復(fù)習(xí)這部分知識，為后面的“感應(yīng)電動勢阻礙電流變化”作鋪墊。同時通過以上幾個問題的解答，即通電和斷電過程線圈中有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生，為下面將進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)做好準(zhǔn)備。

（2）驚險實(shí)驗(yàn)，在親身體驗(yàn)中產(chǎn)生懸念

教師提出：用一節(jié)1.5伏的干電池可以使人觸電，你相信嗎？

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：一節(jié)1.5V的干電池，一個40W普通日光燈的鎮(zhèn)流器。然后讓勇于嘗試的幾名同學(xué)手拉手站成一排（事先告之此實(shí)驗(yàn)“有驚無險”），兩端的兩名同學(xué)分別握住由普通日光燈鎮(zhèn)流器副線圈引出的兩條線，教師拿一節(jié)干電池與鎮(zhèn)流器的原線圈連接。電路連接好后提醒學(xué)生注意，開始實(shí)驗(yàn)，教師突然斷開干電池與原線圈的連接，觀察幾名學(xué)生的反應(yīng)，讓學(xué)生親身體驗(yàn)自感現(xiàn)象。

問題5：剛才參與實(shí)驗(yàn)的同學(xué)說一說自己的感覺。

問題6：一節(jié)干電池能讓人有觸電的感覺？為什么？這就是我們今天要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

評析：在確保安全前提下讓學(xué)生親身體驗(yàn)、以身試“險”，不僅可引起學(xué)生的好奇心，活躍課堂氣氛，而且可為獲取新知提供鮮明生動的感知情境。教學(xué)中，教師根據(jù)所授內(nèi)容和學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，精心設(shè)計(jì)一種孕育著疑難問題而又引人入勝的情境，使學(xué)生進(jìn)入心求通而未得，口欲言而不能表達(dá)的狀態(tài)，從而激發(fā)興趣，喚起學(xué)生的求知欲，使思維處于活躍狀態(tài)，然后因勢利導(dǎo)地指導(dǎo)學(xué)生去追根尋源，積極探索。

片段二：創(chuàng)設(shè)探究式問題情境，培養(yǎng)思維的深刻性

（1）情境生疑，用問題領(lǐng)跑思維

通過學(xué)生的觀察與思考，為概念的形成提供科學(xué)依據(jù)。

問題7：演示如圖3所示實(shí)驗(yàn)，當(dāng)閉合開關(guān)S后，會發(fā)生什么現(xiàn)象？（讓學(xué)生先猜想）

追問8：你猜想的理由是什么？（學(xué)生思考、討論、回答）

提問9：L是線圈，相當(dāng)于螺線管。在接通開關(guān)S后，線圈中有電流嗎？這個電流如何變化？

提問10：線圈中的電流變化（增大），使線圈中的磁場變化了嗎？

提問11：根據(jù)楞次定律，線圈中的磁場變化要產(chǎn)生什么？

提問12：根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流與原電流方向有什么聯(lián)系？

師生共同歸納：

評析：通過對比演示，找出差異，提出懸念。然后通過學(xué)生自己分析或小組討論再回答。教師通過遞進(jìn)式提問和分析，充分重視學(xué)生親歷觀察、分析、判斷、交流等活動過程以及知識的形成發(fā)展過程。

（2）問題質(zhì)疑，探索中建構(gòu)新知

通過討論、交流，用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，讓學(xué)生深入理解概念的內(nèi)涵。

問題13：如圖5所示，接通S后，燈泡A正常發(fā)光，大家設(shè)想一下，突然斷開S后，會產(chǎn)生什么現(xiàn)象？為什么？

教師可以分步設(shè)置以下問題引導(dǎo)學(xué)生分析：

問題14：L與A并聯(lián)，線圈能視為導(dǎo)線嗎？線圈中有電流嗎？

問題15：線圈L中有電流，有磁場嗎？開關(guān)S斷開的瞬間，L電流減小嗎？

問題16：線圈L中電流減小時，磁場如何變化？將產(chǎn)生什么現(xiàn)象？

結(jié)論：當(dāng)電路中電流減小時，線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢阻礙電流減少。歸納自感現(xiàn)象的概念。

問題17：燈泡A為什么要閃亮一下？燈泡的亮度大小與什么因素有關(guān)？電流變大？電動勢變大？（暫時不解釋，留到下一個片段教學(xué)中分析）

評析:本片段采用“倒敘”方法，先讓學(xué)生利用所學(xué)的知識和掌握的技能，分析可能出現(xiàn)的情況，提出自己的觀點(diǎn)，再讓學(xué)生來論證自己的觀點(diǎn)，提出假設(shè)，最后通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證自己的假設(shè)是否正確，通過老師的分析和引導(dǎo)，修正猜想，完善認(rèn)知。

片段三：創(chuàng)設(shè)輻射式問題情境，培養(yǎng)思維的發(fā)散性

（1）發(fā)散思考，將知識融入多變的情境

教師提問：如圖7所示電路圖，回答下面的問題。

問題18：通電瞬間，A₁和A₂中的電流大小和方向如何變化？

問題19：閉合開關(guān)S后穩(wěn)定時，A₁和A₂的亮度相同。當(dāng)斷開S瞬間，電路中會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？

學(xué)生猜想并說明理由，再演示。

問題20：如果線圈L的電阻很小，可忽略，電路接通后達(dá)到穩(wěn)定時，A₁和A₂哪個亮？

問題21：如果線圈L的電阻很小，可忽略，斷開S時又會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？兩燈的亮度與原來比較如何？

評析：本環(huán)節(jié)可以通過以上問題的設(shè)置，分析通電和斷電后線圈中電流大小和方向的變化，深刻理解自感的作用。教師可以某一知識點(diǎn)為中心，從不同角度、不同途徑根據(jù)物理原理、規(guī)律、實(shí)驗(yàn)等設(shè)置疑問。通過問題，引導(dǎo)學(xué)生在盡可能短的時間內(nèi)去發(fā)現(xiàn)、尋找與此中心有密切聯(lián)系的盡可能多的知識點(diǎn)，深化對知識的理解，鼓勵大膽推理和想象，培養(yǎng)思維的發(fā)散性。

（2）課堂延伸，在應(yīng)用中活化知識

① 現(xiàn)實(shí)生活的例子：通常在拉開閘刀開關(guān)或接通閘刀開關(guān)的瞬間，會發(fā)生火花，能否用自感現(xiàn)象解釋？

② 大家都知道，一只9W的節(jié)能燈相當(dāng)于60W白熾燈的光效。另外，燈管可以做成各種形狀，起到裝飾的效果，所以節(jié)能燈成了室內(nèi)裝修的時尚燈。由于電子節(jié)能燈發(fā)光效率高，無污染、無噪音、無閃爍，被人們譽(yù)為“綠色光源”。

大家上網(wǎng)查一下，節(jié)能燈與普通日光燈相比還有什么不同？

3 教學(xué)反思

課程標(biāo)準(zhǔn)對本節(jié)課的要求是通過實(shí)驗(yàn)來創(chuàng)設(shè)問題情景，主要解決兩個基本問題——通電自感和斷電自感。本節(jié)三個教學(xué)片段的設(shè)計(jì)著力體現(xiàn)以下幾點(diǎn)：

片段一：設(shè)計(jì)懸念式問題情境，使學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生疑惑和興趣，使的思維不斷地迸發(fā)出智慧的火花。教師在教學(xué)中設(shè)置的懸念式問題情境應(yīng)緊扣教材，符合最近發(fā)展區(qū)，具有一定的新穎性，起到一石激起千層浪的效果，這樣才能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

片段二：采用“思考、假設(shè)與觀察”的教學(xué)方法，運(yùn)用“實(shí)驗(yàn)與探究”學(xué)習(xí)方法。通過實(shí)驗(yàn)演示，提出問題，讓學(xué)習(xí)分析、思考，再由老師通過一系列問題串，遞進(jìn)式解決問題，讓學(xué)生通過已有認(rèn)知，結(jié)合實(shí)驗(yàn)，建構(gòu)新知識。

片段三：通過設(shè)置輻射式問題情境，引導(dǎo)學(xué)生多角度、全方位剖析，不僅對幫助學(xué)生深刻理解知識有積極的意義，更重要的是幫助學(xué)生拓寬思路、活躍思維、訓(xùn)練發(fā)散思維能力。

有效問題的建構(gòu)，應(yīng)注意：

（１）問題設(shè)計(jì)要符合課程標(biāo)準(zhǔn)中對教學(xué)內(nèi)容的要求；

（２）問題設(shè)計(jì)要能引起學(xué)生的認(rèn)知沖突，使學(xué)生感到有認(rèn)知難度，但又不會超脫于其最近發(fā)展區(qū)的認(rèn)知閾限；

（３）問題設(shè)計(jì)要能引起學(xué)生的參與熱情和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)；

（４）問題設(shè)計(jì)要能培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的問題意識，拓展學(xué)習(xí)者的思維空間；

在物理教學(xué)中，教師應(yīng)深入分析教材，結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知和心理特點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)恰當(dāng)?shù)膯栴}情境，加強(qiáng)問題意識和質(zhì)疑能力的培養(yǎng)，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，拓展學(xué)生的思維空間，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、提高學(xué)生分析解決問題的能力。

(欄目編輯張正嚴(yán))