(江蘇省梅村高級中學(xué)，江蘇 無錫 214112)

1 學(xué)情分析及其針對性教學(xué)設(shè)計

學(xué)生通過上一章《磁場》的學(xué)習(xí)，認(rèn)識了磁體磁場、各種電流磁場磁感線的分布規(guī)律，理解了磁通量和磁通量變化的概念；在本章第一節(jié)《劃時代的發(fā)現(xiàn)》中，又了解了法拉第通過十年的艱苦努力，發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，自然會激發(fā)起學(xué)生繼續(xù)研究電磁感應(yīng)的興趣和熱情；但是在初中學(xué)生有了“閉合電路部分導(dǎo)體切割磁感線”產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件的認(rèn)識，學(xué)生又會有疑問：本節(jié)課是不是就是初中知識的“炒冷飯”？所以本節(jié)課的設(shè)計中，一是要鼓勵學(xué)生針對提供的實驗儀器，打破初中的認(rèn)知觀，自主地去設(shè)計實驗，超越課本方案，爭取找到更多獲得感應(yīng)電流的方法；二是要通過教師的合理引導(dǎo)，學(xué)生從不同實驗現(xiàn)象中主動思考、討論和交流，超越初中認(rèn)知，提煉出“閉合電路內(nèi)磁通量變化”這一感應(yīng)電流產(chǎn)生的根本條件．

2 教學(xué)過程

如圖1所示，本節(jié)課的教學(xué)流程為：創(chuàng)設(shè)情景——實驗探究——探究現(xiàn)象和結(jié)果——交流反饋——得出條件——反思驗證應(yīng)用．

圖1

(1)課題引入

筆者向?qū)W生展示實驗器材：導(dǎo)線、發(fā)光二極管、微型電風(fēng)扇，演示轉(zhuǎn)動微型電風(fēng)扇使二極管發(fā)光．請學(xué)生思考并回答．

教師：通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道英國物理學(xué)家法拉第堅信磁能生電，經(jīng)過10年堅持不懈的努力，在無數(shù)次的挫折與失敗之后，終于在1831年一個偶然的機(jī)會里，發(fā)現(xiàn)了利用磁場可以產(chǎn)生電流．同學(xué)們，如果你是當(dāng)年的法拉第，為了證明由磁能生電這一假想，你將做怎樣的實驗嘗試？

(2)實驗探究

圖2

教師：怎樣利用這些器材讓磁去生電呢？大膽猜一猜，動手試一試，方案越多越好．利用所提供的儀器,設(shè)計實驗，連結(jié)實驗電路(如圖2)，進(jìn)行操作，探究如何“磁生電”．

學(xué)生進(jìn)行實驗探究：條形磁鐵插入螺線管；條形磁鐵停在螺線圈內(nèi)；磁鐵在螺線管內(nèi)轉(zhuǎn)動；條形磁鐵拔出螺線管；條形磁鐵在螺線管上方水平轉(zhuǎn)動；條形磁鐵在螺線管上方豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動……

教師：在你的操作中什么情況能產(chǎn)生感應(yīng)電流，什么情況又不能產(chǎn)生感應(yīng)電流？請以小組為單位進(jìn)行實驗、交流討論，鼓勵盡可能多的方法，如實記錄實驗操作情況以及結(jié)果．

學(xué)生通過實驗，發(fā)現(xiàn)以下情況下可產(chǎn)生感應(yīng)電流：①通電副線圈插入原線圈、拔出原線圈；②副線圈中鐵芯插入拔出；③原線圈電路開關(guān)的通斷；④改變滑動變阻器的滑片位置……

(3)實驗結(jié)果分析

筆者請學(xué)生根據(jù)各種實驗操作以及現(xiàn)象，討論分析并交流：各種產(chǎn)生感應(yīng)電流現(xiàn)象有沒有什么共同的特點？

通過學(xué)生們的討論分析，最后得出：在所有產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程中，始終存在一個“變”字．

筆者贊揚(yáng)了學(xué)生對各種實驗現(xiàn)象共性的提煉，他們具有與法拉第一樣敏銳的洞察力，順勢給學(xué)生介紹法拉第在十年的研究中發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生感應(yīng)電流的五種情況：①變化著的磁場；②變化著的電流；③運(yùn)動的恒定電流；④運(yùn)動的磁場；⑤在磁場中運(yùn)動的導(dǎo)體．法拉第的研究經(jīng)驗告訴我們：電磁感應(yīng)的產(chǎn)生，總是與運(yùn)動和變化相聯(lián)系的．在我們同學(xué)的實驗現(xiàn)象中也確實能夠發(fā)現(xiàn)感應(yīng)電流的產(chǎn)生都是在運(yùn)動與變化中產(chǎn)生．

教師再次提問：那到底是什么變化導(dǎo)致了電流的產(chǎn)生？學(xué)生思考并討論，總結(jié)實驗探究的結(jié)果，學(xué)生很容易想到：閉合線圈內(nèi)磁場B發(fā)生了變化．教師追問：這種認(rèn)識正確嗎？

(4)再次實驗探究

筆者提供一個勻強(qiáng)磁場發(fā)生儀、靈敏電流表和一個矩形圈，請學(xué)生再次嘗試能產(chǎn)生感應(yīng)電流的各種方法，觀察實驗現(xiàn)象．學(xué)生的各種嘗試有：線圈分別平行和垂直磁場進(jìn)入；線圈分別平行和垂直磁場，在磁場中移動；線圈分別平行和垂直磁場離開；線圈在磁場中轉(zhuǎn)動；線圈面被拉大……

教師：各種實驗中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件還能用磁場變化來解釋嗎？顯然勻強(qiáng)磁場沒有發(fā)生變化，但是也產(chǎn)生了電流，這個變化又是什么呢？

筆者給出幾種典型產(chǎn)生感應(yīng)電流的示意圖(如圖3)，以幫助學(xué)生觀察思考，圖中線圈的變化都是從虛線到實線．

圖3

學(xué)生歸納出：有磁場部分線圈的面積S變化，或線圈內(nèi)的磁感線條數(shù)發(fā)生變化．

教師：由此可以看出，感應(yīng)電流的產(chǎn)生與B、S兩者都有關(guān)系．物理上經(jīng)常要追求簡潔，我們能不能找出更簡潔的物理量來描述產(chǎn)生感應(yīng)電流條件？

引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出：感應(yīng)電流的產(chǎn)生與B、S兩個物理量的變化都有關(guān)系，而與B、S兩個物理量都有關(guān)系的物理量是磁通量Ф，且B、S的變化都會引起Ф的變化，磁通量大小可理解為閉合回路中磁感線的多少．可見，以上實驗中產(chǎn)生感應(yīng)電流的共同原因是磁通量的變化．

學(xué)生通過各種實驗方案的設(shè)計和嘗試，發(fā)現(xiàn)引起感應(yīng)電流的表面因素很多；而通過對實驗現(xiàn)象的內(nèi)在規(guī)律的提煉和總結(jié)，找到最終也是最本質(zhì)的原因是閉合回路中磁通量要發(fā)生變化．

(5)反思驗證

筆者通過課件展示初中的“利用部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流”示意圖，請學(xué)生從磁通量Ф的變化角度分析．再用課件展示微型電風(fēng)扇結(jié)構(gòu)簡圖，撥動扇片產(chǎn)生感應(yīng)電流，請學(xué)生分析原因，以提升學(xué)生對電磁感應(yīng)現(xiàn)象本質(zhì)的認(rèn)識．

3 教學(xué)小結(jié)

在本節(jié)課教學(xué)中，筆者注重激勵學(xué)生主動參與意識，引導(dǎo)學(xué)生通過實驗探究尋找物理規(guī)律．在提出問題——動手操作——觀察描述——?dú)w納總結(jié)——反思驗證等小組實驗探究活動過程中，學(xué)生的思維始終處于活躍的狀態(tài)．讓學(xué)生在課堂上獲得成功的喜悅，設(shè)置實驗情境，使學(xué)生發(fā)生認(rèn)知沖突，通過實驗探究和積極思考，實現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變．通過課堂教學(xué)，充分激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，培養(yǎng)了細(xì)致觀察、嚴(yán)密推理、科學(xué)描述的探究能力．

參考文獻(xiàn)：

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