周金中

（寧波鎮(zhèn)海中學 浙江 寧波 315200）

“生命課堂”是追求以人的發(fā)展為本的一種教育理念.“生命課堂”強調(diào)尊重學生學習自主權(quán)、尊重學生的身心發(fā)展規(guī)律，強調(diào)體驗與興趣相結(jié)合、生活活動與創(chuàng)造活動相結(jié)合，強調(diào)課堂由“死”變“活”、由“靜”變“動”、由“教”變“學”.隨著新課程理念的深化、發(fā)展，“生命課堂”被更多教師接納、實踐.

遺憾的是關(guān)于“生命課堂”的研究多出現(xiàn)在文科教學中，特別是小學階段的語文教學中.高中物理課堂教學的關(guān)鍵詞是“問題”、“探究”，概括課堂特點的依舊是“高效”、“思考”、“驗證”、“總結(jié)”類缺乏活力的“冰冷”詞匯.物理課堂的“生命價值”在哪里，問題探究過程的“生命力”如何激發(fā)？筆者有一些粗淺的思考.下面以人教版《物理·選修3－2》“法拉第電磁感應(yīng)定律”一節(jié)典型課為案例，談?wù)剬Α吧n堂”視角下優(yōu)化問題探究過程的認識.

1 教學分析

1.1 教材分析

法拉第電磁感應(yīng)定律是電磁感應(yīng)的基本規(guī)律，也是影響時代變遷的重要物理規(guī)律.另一方面，本節(jié)知識是前面三節(jié)知識（電磁感應(yīng)現(xiàn)象，感應(yīng)電流的條件、方向，感應(yīng)電動勢大?。┑难永m(xù)和發(fā)展，也是學生計算與電磁感應(yīng)有關(guān)問題的依據(jù).

1.2 學情分析

學生清楚磁通量以及磁通量變化的概念，已經(jīng)學習了“磁生電”的關(guān)鍵在于磁通量的變化；根據(jù)楞次定律能判斷線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的電流方向.學生做過“導體切割磁感線”和“磁鐵插入、拔出線圈”產(chǎn)生感應(yīng)電流的實驗，具有基本的實驗操作能力.

但是，本節(jié)教材對法拉第電磁感應(yīng)定律幾乎是直接給出，照本宣科很難引起學生的學習興趣.教學中不發(fā)掘認知目標之間的聯(lián)系，不研究學生心理訴求和思維沖突的脈絡(luò)，探究的活力蕩然無存.

思考：在教材分析中，我們總是從物理學角度判斷該部分內(nèi)容很重要，從“考”的動機上“確定”該內(nèi)容的“核心”要素；總是線性地思考學生已經(jīng)掌握了什么，應(yīng)該具有什么能力.“生命課堂”視角下教師對教材定位時要多一些立足于學生的自問，學生對“定律”類的問題是否感興趣，對“電磁感應(yīng)”現(xiàn)象有何種層次的理解（是記憶定律文字還是有哲學思考）和對“問題與探究”有怎樣的期待等等.

2 教學目標

2.1 知識與技能

（1）學生知道產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導體相當于電源，知道感應(yīng)電動勢的大小與磁通量變化快慢有關(guān).

（2）學生能區(qū)別磁通量、磁通量變化量、磁通量變化率等概念.

（3）學生能理解法拉第電磁感應(yīng)定律，掌握其表達式.

2.2 過程與方法

（1）學生在教師的引導下，經(jīng)歷完整的、較為嚴密的規(guī)律探究過程.

（2）學生在問題解決過程中體會合作探究的實施方法.

2.3 情感態(tài)度與價值觀

（1）學生在規(guī)律探究的逐步完善中感受發(fā)現(xiàn)的喜悅.

（2）學生在規(guī)律探究的各個環(huán)節(jié)，特別是猜想、實驗、結(jié)論中領(lǐng)悟科學探究的嚴謹.

思考：尊重是“生命課堂”的保障，教學目標中的行為主體應(yīng)該是學生，設(shè)置的探究目標必須是課堂上學生能夠?qū)崿F(xiàn).情感是“生命課堂”的紐帶，問題探究全過程中必須做好充分的問題空間預設(shè)，必須多一些富有親和力的問題解決方法的引導，必須在平等對話的氛圍中積極構(gòu)建愉悅的探究場.超越是“生命課堂”的張力，探究過程就是要以盡可能激發(fā)學生潛能為教育目標，讓學生體驗以物理知識充實生命經(jīng)歷的感悟.

3 教學過程

3.1 問題情境引入

180年前，法拉第研究這個不起眼的線圈（投影法拉第照片及其所用線圈），開啟了電氣化的時代.我們把目光聚焦在這個有些破舊的板上（呈現(xiàn)自制發(fā)光地板，如圖1）.它不是普通的木板，是一塊可以

圖1 自制發(fā)光地板

發(fā)電的地板.看這盞與地板相連的發(fā)光二極管（踩壓地板，二極管閃亮），你們看到了什么？（學生回答：發(fā)光）筆者在這微弱的閃光中還看到了方興未艾的節(jié)能環(huán)保時代.設(shè)想在過道、馬路都裝上發(fā)電地板，會是怎樣的情境？遺憾的是，這塊發(fā)電地板產(chǎn)生的電能不夠，希望和大家一起走近能讓它更亮的原理——法拉第電磁感應(yīng)定律.

思考：問題情境的生命價值在于激發(fā)學生的問題意識，彰顯探究的意義和激活學習的興趣.聯(lián)系課堂的發(fā)展方向，問題情境也可以是整個課堂的背景，甚至是課堂探究的主線.問題探究過程圍繞問題情境開始、發(fā)展、深化.

3.2 科學猜想的誕生

（1）猜想的啟發(fā)

首先看看它是怎么發(fā)電的？（打開盒子）引導學生觀察，依次找到磁鐵、多匝線圈，回歸如圖2所示基本實驗裝置.產(chǎn)生感應(yīng)電流對應(yīng)的電動勢為感應(yīng)電動勢，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的部分相當于電源.

圖2 基本實驗裝置

若要燈更亮，即要對應(yīng)的感應(yīng)電動勢增大，那么就要思考感應(yīng)電動勢與哪些因素有關(guān)？

（2）猜想的引導

立足于思考，注意需要的器材.磁鐵 —— 產(chǎn)生磁場，描述磁場的物理量是磁感應(yīng)強度；線圈，描述線圈的有匝數(shù)、面積.（預設(shè)：猜想與磁感應(yīng)強度B，線圈面積S，磁通量Φ，線圈匝數(shù)N有關(guān)）

立足于行動，在學生面前都有基本實驗裝置圖2中的器材，可以動手實驗.在實驗中提煉感應(yīng)電動勢E與哪些因素有關(guān).（預設(shè)：速度、磁通量的變化、磁通量變化的大小或者快慢）

（3）猜想的分析

是否猜想后就付諸實驗，還是需要先通過理性分析剔除不成熟的“想象”？回想法拉第發(fā)現(xiàn)“磁生電”的歷程.為什么他發(fā)現(xiàn)了“磁生電”？在“產(chǎn)生”的原因上他和別人有什么根本的不同？（預設(shè)：變化的磁場、磁通量的變化、磁是“動的”等說法）是“動態(tài)”的磁才能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，影響感應(yīng)電動勢大小的因素最有可能的是“動態(tài)的量”.

（4）猜想的表述

感應(yīng)電動勢E與磁通量的變化有關(guān).引導學生從哪些維度可以描述變化情況；從哪些角度描述速度變化（速度變化的大小、方向和快慢）.（預設(shè)：磁通量變化的大小ΔΦ，磁通量變化的快慢）

思考：猜想不是任學生“天馬行空”般地胡思亂想，也不是強行灌輸“目標猜想”.如同生命的發(fā)展歷程，猜想也應(yīng)該有一個從懵懂逐步走向成熟的過程.教師需要有充分的預設(shè)，高屋建瓴地引領(lǐng)學生猜想的方向；教師需要有多種形式的引導，剔除學生“猜想”的非科學因素.在師生的互動中探索學生向往的神秘“猜想”.

3.3 實驗探究的步步深入

（1）學生在自主實驗中確定E與的定性關(guān)系

E與磁通量的變化有怎樣的關(guān)系？

實驗方案：

ΔΦ大，變化快，E______.

ΔΦ大，變化慢，E______.

ΔΦ小，變化快，E______.

ΔΦ小，變化慢，E______.

實驗操作：磁鐵從底部（圖2）拿到離線圈較遠，看成磁通量變化大；磁鐵從底部拿到線圈口，看成磁通量變化小.根據(jù)學生的認知程度，教師可先演示變化量的大小和變化快慢的控制方法，然后讓學生模仿.

實驗結(jié)論：感應(yīng)電動勢E與磁通量變化的大小ΔΦ無關(guān)，與磁通量變化的快慢有關(guān)，而且磁通量變化越快，即越大，感應(yīng)電動勢E也越大.

（2）師生合作實驗中，發(fā)現(xiàn)E與的定量關(guān)系

定量實驗引導：感應(yīng)電動勢E隨增大而增大，這只是定性的關(guān)系.兩者之間是否有定量的關(guān)系，怎樣設(shè)計研究定量關(guān)系的實驗方案？

方案1：Δt一定，改變ΔΦ，改變B.預設(shè)方案如圖3所示.一根磁鐵與兩根磁鐵以相同的速度插入兩個與電流表相連的相同線圈，兩組學生相互合作，觀察電流表的指針偏轉(zhuǎn)情況.

圖3 預設(shè)方案1

方案2：ΔΦ一定，改變Δt.參照圓周運動有關(guān)知識，根據(jù)學生的認知程度，預設(shè)方案如圖4所示.變頻器帶動磁鐵轉(zhuǎn)動，以不同的轉(zhuǎn)速通過線圈，觀察電流表示數(shù)情況.

圖4 預設(shè)方案2

實驗操作：師生合作，完成方案1中的實驗.實驗中觀察到當磁鐵插拔的過程中，兩個G表的示數(shù)大約是2倍關(guān)系.實驗中遇到的問題是G表擺動很快，學生不容易對比觀察.

實驗改進引導：如何能更清楚地分析數(shù)據(jù).（預設(shè)：采用攝像或者照相的方式）

利用相機拍攝G表的變化過程，當堂分幀播放視頻.實驗結(jié)果如圖5所示，兩個G表的偏轉(zhuǎn)量成2倍關(guān)系，說明二者感應(yīng)電動勢E成2倍關(guān)系.

圖5 視頻顯示實驗結(jié)果

總之，感應(yīng)電動勢E近乎與磁通量的變化率成正比.

思考：實驗探究是整個探究過程中最具濃墨重彩的一筆，但也最容易走向兩個極端，即徹頭徹尾地牽著學生鼻子走或者放任學生.前者，課堂看起來非常流暢，但學生能力上是“停滯”的；后者，課堂氣氛活躍，但學習是低效的甚至是無效的，思維上是“死”的.唯有針對學生“動手”、“動腦”上的難點恰如其分地動態(tài)引導，才能真正讓探究激發(fā)持久的活力.“生命課堂”的探究魅力就表現(xiàn)在這“跌宕起伏”的“動態(tài)生成”之中.

3.4 探究成果謹慎的總結(jié)

通過實驗，我們發(fā)現(xiàn)感應(yīng)電動勢與磁通量的變化率近乎成正比關(guān)系.在法拉第、紐曼、韋伯等人研究的基礎(chǔ)上，德國物理學家諾埃曼、英國物理學家麥克斯韋等人進一步研究認為，電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量變化率成正比，這個規(guī)律物理學上命名為法拉第電磁感應(yīng)定律.數(shù)學表達式E＝kΔΦ，當E取單位為伏特（V）、ΔΦ取單Δt位為韋伯（Wb）、時間取單位為秒（s）時，比例系數(shù)k＝1，法拉第電磁感應(yīng)定律的表達式為E＝.學生課后可以按照設(shè)計的實驗方案2在學校開放實驗室中做實驗進一步檢驗該規(guī)律.

思考：在總結(jié)探究成果環(huán)節(jié)時，經(jīng)常聽到類似“我們一起發(fā)現(xiàn)了XX規(guī)律”的話，嚴重削弱了學生對“真理”應(yīng)有的敬畏之情.總結(jié)中要盡可能肯定學生的成績，但是不能建立在對科學探究艱辛曲折漠視的基礎(chǔ)上.

3.5 課堂小結(jié)中的品味與展望

品味問題：你對“法拉第電磁感應(yīng)定律”的再認識.（預設(shè)：感悟科學探究的艱辛）

引導：科學先賢們在當時沒有精密的實驗儀器情況下，發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律.而我們今天只是發(fā)現(xiàn)“近乎”成正比關(guān)系.

展望問題：暢想發(fā)電地板應(yīng)用前景.展示日本地鐵站的發(fā)電地板和瑞士的發(fā)電公路圖片.

思考：當前課堂總結(jié)多半是“走過場”，幾乎是照著板書從頭到尾念一遍.總結(jié)應(yīng)是對整個課堂從三維目標角度的一個新認識，特別是對于研究的過程與方法、學習的情感態(tài)度與價值觀應(yīng)該有品味.總結(jié)是探究過程中承上啟下的一節(jié)，在階段性結(jié)束舊問題認知的同時，必須開啟未知領(lǐng)域的大門，展望學生再探究的方向.

4 教學反思

整體來說，無論從學生的反應(yīng)還是從筆者教學體會來看，本課的鮮明特色是探究過程具有生命感.緊盯主題、形式多樣的問題情境和循序漸進的問題鋪墊，讓探究內(nèi)容在“好奇”和“期待”中動態(tài)生成；各種層次的引導和預設(shè)，讓整個探究過程在“繁花”和“止水”的反復中“一路暢通”；理性的科學疑問與感性的研究感悟相交融，讓物理問題研究課堂體現(xiàn)著“一花一世界，一葉一菩提”的韻味.“生命課堂”視角優(yōu)化探究過程之美就在于學生在學習物理中能感受人文的魅力，在科學態(tài)度中體驗精神生活的自由.

1 王鑒.課堂重構(gòu)：從“知識課堂”到“生命課堂”.教育理論與實踐，2003，3（6）

2 張文質(zhì).生命化教育的責任與夢想.上海：華東師范大學出 版 社 ，2006 .53

3 朱訓林.名師課堂的生命高度.長春：東北師范大學出版社，2010.14～18