物理，是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。新課程標(biāo)準(zhǔn)在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中尤其要重視科學(xué)探究，借助這些方法幫助學(xué)生對(duì)物理知識(shí)透徹理解、牢固掌握和靈活運(yùn)用。通過(guò)創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和對(duì)教材已有實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，可以解決個(gè)別實(shí)驗(yàn)取材不易、操作不便、實(shí)驗(yàn)效果不明顯等弊端，對(duì)學(xué)生的科學(xué)探究能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)大有裨益。以“感應(yīng)電流的方向”的教學(xué)為例，師生共同努力，改革了原有的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，取得了很好的學(xué)習(xí)成效。

一、楞次定律原有的實(shí)驗(yàn)方案

“感應(yīng)電流的方向”這節(jié)課重點(diǎn)就是讓學(xué)生對(duì)楞次定律進(jìn)行探究、理解和應(yīng)用。一般情況下，對(duì)“楞次定律探究”的教學(xué)是這樣設(shè)計(jì)的：

1.創(chuàng)設(shè)情境，復(fù)習(xí)引入

問(wèn)題一：電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與通入電流的關(guān)系？

【實(shí)驗(yàn)一】探索電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與通入電流的關(guān)系。

師：如何才能知道指針偏轉(zhuǎn)方向與電流進(jìn)入方向之間的關(guān)系？是否可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定呢？

【學(xué)生實(shí)驗(yàn)1】學(xué)生按圖接好電路，探究指針偏轉(zhuǎn)方向與電流進(jìn)入方向之間的關(guān)系，并完成下表。

[電流進(jìn)入方向＼電流從“+”（右）接線柱進(jìn)入＼電流從“-”（左）接線柱進(jìn)入＼指針偏轉(zhuǎn)方向＼向右＼向左＼]

結(jié)論：電流從何方流入指針就向何方偏轉(zhuǎn)。

問(wèn)題二：感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件？

【實(shí)驗(yàn)二】感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件：

師：在上述實(shí)驗(yàn)中，我們已經(jīng)得出感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是什么？

生：只要穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生。

師：磁鐵插入與抽出時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)的方向相同嗎？指針左偏與右偏意味著什么呢？

生：不同。指針偏轉(zhuǎn)不同，表明電路中的電流方向不同。

問(wèn)題三：怎樣判斷通電螺線管中的電流方向？

師：怎樣判斷通電螺線管中的電流方向呢？

生：根據(jù)電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)方向和螺線管上的導(dǎo)線繞向來(lái)判斷。

問(wèn)題四：怎樣判斷通電螺線管中的磁場(chǎng)方向？

師：怎樣判斷通電螺線管中的磁場(chǎng)方向呢？

生：根據(jù)通電螺線管中的電流方向用安培定則判斷。

師：那么感應(yīng)電流的方向是否遵循什么規(guī)律呢？本節(jié)課讓我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)一步探究。

2.確定課題，分組探究

【學(xué)生實(shí)驗(yàn)2】學(xué)生按圖接好電路，做實(shí)驗(yàn)并填附表。

3.分組總結(jié)，難點(diǎn)依舊

描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，填表。討論回答：

師：穿過(guò)閉合回路的磁通量的增減會(huì)導(dǎo)致什么結(jié)果？

生：有感應(yīng)電流產(chǎn)生。

師：感應(yīng)電流又會(huì)產(chǎn)生什么？

生：會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)。

師：那么這兩個(gè)磁場(chǎng)的方向之間有什么關(guān)系呢？請(qǐng)大家分成兩組來(lái)回答。

【小組一】條形磁鐵插入螺線管的過(guò)程。

（1）N級(jí)向下插入→原磁場(chǎng)方向 向下→磁通量 增加→產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向 向上→二者方向 相反 →感應(yīng)磁場(chǎng)的作用：阻礙原磁場(chǎng) 增加。

（2）S級(jí)向下插入→原磁場(chǎng)方向 向上→磁通量 增加→產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向 向下→二者方向 相反 →感應(yīng)磁場(chǎng)的作用：阻礙原磁場(chǎng) 增加。

【小組二】條形磁鐵拔出螺線管的過(guò)程。

（1）N級(jí)向下拔出→原磁場(chǎng)方向 向下→磁通量 減小→產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向 向下→二者方向 相同 →感應(yīng)磁場(chǎng)的作用：阻礙原磁場(chǎng) 減小。

（2）S級(jí)向下拔出→原磁場(chǎng)方向 向上→磁通量減小→產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向 向上→二者方向 相同 →感應(yīng)磁場(chǎng)的作用：阻礙原磁場(chǎng) 減小。

結(jié)論：“增反減同”，即：

師：俄國(guó)物理學(xué)家楞次通過(guò)研究，早在1833年就總結(jié)出判定感應(yīng)電流方向的方法，其內(nèi)容為“感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化”，由此得出了楞次定律。

在這個(gè)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果如何呢？實(shí)際教學(xué)中，學(xué)生共分成八個(gè)小組，其中有三個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)表格不清楚怎么填而求助于教師，三個(gè)小組的表格填了一部分，而只有兩個(gè)小組在參照課本的情況下填得比較好。這說(shuō)明，雖然在教學(xué)中運(yùn)用了各種物理學(xué)方法，但并沒(méi)有有效地幫助學(xué)生理解物理學(xué)知識(shí)?？上攵?，之后楞次定律的得出也就比較困難，對(duì)定律理解也就不夠透徹。如何“有效”運(yùn)用這些物理學(xué)的方法呢？關(guān)鍵還是要結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)的實(shí)際情況，合理地運(yùn)用物理學(xué)方法。于是，教師帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)這一實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行了如下的改革，取得了很好的學(xué)習(xí)成效。

二、改革后的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

1.實(shí)驗(yàn)法

所謂實(shí)驗(yàn)教學(xué)法，是指學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，使用一定的設(shè)備和材料，通過(guò)控制條件的操作過(guò)程，引起實(shí)驗(yàn)對(duì)象的某些變化，從觀察這些現(xiàn)象的變化中獲取新知識(shí)或驗(yàn)證知識(shí)的教學(xué)方法。實(shí)驗(yàn)法是學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)的前提和基礎(chǔ)，教師耐心細(xì)致地做好這一步，才能幫助學(xué)生順利進(jìn)行后面的分組實(shí)驗(yàn)。于是，教師帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程做了如下改進(jìn)：

（1）創(chuàng)設(shè)情境，復(fù)習(xí)引入

【實(shí)驗(yàn)一】產(chǎn)生感應(yīng)電流的演示實(shí)驗(yàn)。

教師演示分步連好電路，由學(xué)生上講臺(tái)操作，全體學(xué)生觀察。

問(wèn)題一：怎樣做能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流？

生：將條形磁鐵不斷插入或拔出螺線管。

問(wèn)題二：為什么產(chǎn)生了感應(yīng)電流？（感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件）

生：閉合回路中磁通量發(fā)生了變化。

問(wèn)題三：靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)與螺線管中的電流方向有什么關(guān)系？

生：電流從哪邊流入靈敏電流計(jì)，指針就向哪邊偏。根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)情況就能判斷出螺線管中的電流方向。

問(wèn)題四：怎樣判斷通電螺線管中的磁場(chǎng)方向？

師：怎樣判斷通電螺線管中的磁場(chǎng)方向呢？

生：根據(jù)通電螺線管中的電流方向用安培定則判斷。

師：那么感應(yīng)電流的方向是遵循什么規(guī)律呢？本節(jié)課讓我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)一步探究。

（2）確定課題，互動(dòng)探究

【實(shí)驗(yàn)二】探究感應(yīng)電流的方向。

教師實(shí)驗(yàn)：N極向下插入螺線管中，請(qǐng)學(xué)生記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，把電流方向標(biāo)在下圖中。

學(xué)生分組：N極向下從螺線管中拔出，S極向下插入螺線管中，S極向下從螺線管中拔出，分別記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并把電流方向標(biāo)在下圖中：

由于有教師在【實(shí)驗(yàn)一】中的電路連接演示及在【實(shí)驗(yàn)二】中的實(shí)驗(yàn)操作演示，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)做得很順利，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的記錄也很準(zhǔn)確，可以說(shuō)又快又好，有效地完成了這一教學(xué)環(huán)節(jié)。那么接下來(lái)，如何由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象整理和歸納出所要得出的結(jié)論，這就要看歸納法運(yùn)用得是否有效了。

2.歸納法

所謂歸納法是指從個(gè)別元素中概括出一般結(jié)論的思維方法，也可以指學(xué)科學(xué)習(xí)中具體的一種科學(xué)方法。由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象歸納得出物理規(guī)律，在學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程中具有重要作用。于是，教師進(jìn)一步對(duì)教學(xué)中的歸納過(guò)程做了如下改進(jìn)：

首先，降低填表難度。整個(gè)表中對(duì)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析所需要填寫(xiě)的空格被縮減為兩個(gè)，如下所示：

其次，設(shè)置問(wèn)題，引發(fā)學(xué)生的思考。

師：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，我們知道了在不同情況下感應(yīng)電流的方向（已畫(huà)在圖上），那么請(qǐng)大家分析一下，感應(yīng)電流的方向與什么因素有關(guān)呢？

生甲：可能與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向有關(guān)。

生乙：可能與條形磁鐵的運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)。

生丙：可能與磁通量的變化有關(guān)。

分析：由過(guò)程一、二判斷感應(yīng)電流的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向無(wú)關(guān)。由過(guò)程一、三判斷感應(yīng)電流的方向與與條形磁鐵的運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)。同樣，由過(guò)程一、三判斷感應(yīng)電流的方向與磁通量的變化無(wú)關(guān)。那么，到底與什么因素有關(guān)呢？最后，難點(diǎn)由教師引導(dǎo)學(xué)生突破。

師：感應(yīng)電流會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)嗎？

生：會(huì)。

師：請(qǐng)大家畫(huà)出感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向，并分析原磁場(chǎng)方向與感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向有什么關(guān)系？分成兩組來(lái)回答。

【小組一】條形磁鐵插入螺線管的過(guò)程

（1）N級(jí)向下插入→原磁場(chǎng)方向 向下→磁通量增加→產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向 向上→二者方向 相反→感應(yīng)磁場(chǎng)的作用：阻礙原磁場(chǎng) 增加。

（2）S級(jí)向下插入→原磁場(chǎng)方向 向上→磁通量增加→產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向 向下→二者方向 相反→感應(yīng)磁場(chǎng)的作用：阻礙原磁場(chǎng) 增加。

【小組二】條形磁鐵拔出螺線管的過(guò)程。

（1）N級(jí)向下拔出→原磁場(chǎng)方向 向下→磁通量減小→產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向 向下→二者方向 相同→感應(yīng)磁場(chǎng)的作用：阻礙原磁場(chǎng) 減小。

（2）S級(jí)向下拔出→原磁場(chǎng)方向 向上→磁通量減小→產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向 向上→二者方向 相同→感應(yīng)磁場(chǎng)的作用：阻礙原磁場(chǎng) 減小。

得出結(jié)論：“增反減同”即

這樣設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)和學(xué)習(xí)課程，實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過(guò)程順暢了，學(xué)生幾乎都能認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)，記錄下觀察到的現(xiàn)象，并經(jīng)過(guò)分析討論得出了自己的結(jié)論，為楞次定律的進(jìn)一步理解和應(yīng)用打好了基礎(chǔ)。

由此可見(jiàn)，在教學(xué)過(guò)程中，關(guān)鍵是要保證讓學(xué)生理解相應(yīng)的知識(shí)。所以，任何教學(xué)過(guò)程都應(yīng)當(dāng)按理解的要求進(jìn)行整體設(shè)計(jì)；任何教學(xué)方法的應(yīng)用，都是為實(shí)現(xiàn)這一目的而服務(wù)的。因此，教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)必須考慮讓學(xué)生透徹理解的有哪些內(nèi)容，怎樣才能有效地幫助或引導(dǎo)學(xué)生理解這些內(nèi)容，這些內(nèi)容的理解過(guò)程應(yīng)當(dāng)運(yùn)用哪些物理學(xué)方法最適合，在理解這些內(nèi)容的各個(gè)階段應(yīng)分別達(dá)到什么要求，等等。假如我們對(duì)這些問(wèn)題搞得比較清楚，在教學(xué)過(guò)程中恰當(dāng)而有效地運(yùn)用好物理學(xué)的方法，教學(xué)質(zhì)量就會(huì)有大幅度提高，學(xué)生的學(xué)習(xí)也會(huì)有較大突破。

三、結(jié)論

本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)改革，在高中物理實(shí)驗(yàn)演示實(shí)驗(yàn)改進(jìn)上作了一定的改進(jìn)與創(chuàng)新，包括演示儀器的改進(jìn)、實(shí)驗(yàn)方式的改進(jìn)創(chuàng)新、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)規(guī)律的總結(jié)等，使教師可以更好地說(shuō)明一些抽象的物理規(guī)律和較難的知識(shí)點(diǎn)，有效地創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，使物理實(shí)驗(yàn)與教學(xué)實(shí)際更緊密地結(jié)合，同時(shí)又增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的趣味性、直觀性、形象性和科學(xué)性，使學(xué)生學(xué)得更有勁。