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        “楞次定律”教學(xué)的有效設(shè)計

        2015-04-29 00:00:00王平
        新課程學(xué)習(xí)·中 2015年1期

        “楞次定律”是高中物理電磁學(xué)部分的重要內(nèi)容,也是高中教學(xué)的難點。傳統(tǒng)的教學(xué)設(shè)計是:教師演示實驗→學(xué)生觀察實驗→教師引導(dǎo)學(xué)生分析得出楞次定律→講解例題→課堂訓(xùn)練→課后鞏固。在通常物理教學(xué)過程中對“楞次定律”的探究采用的是表格法,即收集原磁場方向、磁感應(yīng)強度的變化、感應(yīng)磁場方向、感應(yīng)電流方向等多個研究變量的信息,然后分析多個變量的關(guān)系,歸納總結(jié)得出結(jié)論。按照這樣的流程操作,雖然也能讓學(xué)生學(xué)會如何應(yīng)用楞次定律來判斷感應(yīng)電流的方向,但不難看出這種教學(xué)模式仍為“師傳生受”,學(xué)生還是被動地接受知識,即使學(xué)會了,也不能算會學(xué),而且學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力亦難以得到進一步培養(yǎng),教學(xué)實踐表明這種分析歸納方法由于涉及相關(guān)因素太多,學(xué)生找出規(guī)律較為困難。在全省的“減負增效”背景下,這種教學(xué)模式顯然已不能適合學(xué)生。今天的學(xué)生是在已經(jīng)了解并掌握了能量守恒定律的前提下學(xué)習(xí)本節(jié),充分考慮學(xué)生的學(xué)情,既然學(xué)生已經(jīng)掌握了先進的理論,我們就沒有必要一定讓學(xué)生去沿著當(dāng)年科學(xué)家的足跡再走一遍,所以我從能量守恒的角度和學(xué)生一起分析得出楞次定律,同時鍛煉了學(xué)生分析問題、解決問題的能力以及歸納總結(jié)的能力,通過教學(xué)實踐檢驗取得了良好的效果,現(xiàn)將實際教學(xué)中的片段展示如下:

        一、導(dǎo)體棒運動

        1.呈現(xiàn)直線電流,分析周圍磁場分布。

        2.提問:電能生磁,磁能生電嗎?怎樣生?(學(xué)生回憶作答:切割磁感線)

        3.用導(dǎo)體棒切割磁感應(yīng)線,回顧初中知識,我們知道棒中有感應(yīng)電流。

        4.有電流就有了電能,電能從何而來呢?(學(xué)生一時不能作答,追問一個問題:在此題中還涉及什么能量,根據(jù)能量守恒原理可以得出什么?)

        生:動能轉(zhuǎn)化為電能。再追問運動過程中動能如何變化?(減少)

        5.思考問題:動能為什么減少呢?分析棒的受力?

        6.判斷安培力的方向?(學(xué)生判斷出方向之后,回過來回答動能為什么減少的問題),順帶提出此過程中能量之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。

        7.判斷感應(yīng)電流的方向,鞏固左手定則。

        8.思考:安培力在此運動的過程中起到了什么樣的效果?(讓學(xué)生總結(jié)體會)

        學(xué)生總結(jié)出一點:F安與V反向,阻礙棒的運動。

        肯定學(xué)生的答案,在這里強調(diào)安培力阻礙了棒的運動,而沒有阻止棒的運動。

        設(shè)問:安培力阻礙了棒向右運動的過程中,還有什么物理量在改變?

        追問:改變面積其實是在改變什么,根據(jù)我們上節(jié)課所學(xué)的內(nèi)容?

        師總結(jié):安培力還阻礙了磁通量的增大。

        9.同步訓(xùn)練:讓棒反向切割。學(xué)生自己分析能量轉(zhuǎn)化,安培力方向,感應(yīng)電流的方向,安培力的效果。

        二、改變電流的大小,導(dǎo)體棒不動

        【電流I增大時】學(xué)生借助阻礙磁通量增大分析安培力方向,感應(yīng)電流方向。

        設(shè)計:①電流增大時,周圍磁場如何變?

        ②棒與導(dǎo)軌所圍得區(qū)域內(nèi)的磁通量如何變?

        ③為了阻礙磁通量增大,我們可以采取什么方法?(減小面積)

        ④要想減小面積,安培力的方向應(yīng)向哪?

        ⑤此時棒中的電流怎樣?整個回路中的感應(yīng)電流的方向怎樣?

        同步訓(xùn)練:若電流減小時,學(xué)生借助阻礙磁通量減小分析安培力方向,感應(yīng)電流的方向?

        三、移動電流,導(dǎo)體棒導(dǎo)軌不動

        【直線電流遠離導(dǎo)軌】建模型,分析回路里的感應(yīng)電流的方向。

        設(shè)計:①直線電流遠離的時候,周圍磁場如何變化?

        ②棒與導(dǎo)軌所圍區(qū)域磁通量如何變化?

        ③為了使阻礙磁通量減小,我們可以采取什么方法?(增大面積)

        ④要想增大面積,棒應(yīng)向哪兒運動,安培力的方向應(yīng)向哪兒?

        ⑤此時棒中的電流怎樣?整個回路中的感應(yīng)電流的方向怎樣?

        總結(jié)上述所分析的模型中,發(fā)現(xiàn)有一個共同點:金屬棒中都有電流。引起棒中有電流的原因是什么呢?(師帶領(lǐng)學(xué)生回顧一下前面的模型,體會磁通量發(fā)生變化)

        【設(shè)疑】假設(shè)模型中金屬棒和導(dǎo)軌都不動,電流大小不變也不移動,請問回路中還有感應(yīng)電流嗎?追問為什么?

        由此可以總結(jié):產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化。

        體會條件中的關(guān)鍵詞:閉合回路,磁通量發(fā)生變化。

        例題:當(dāng)條形磁鐵向下運動的過程中,電流表中的電流如何流?

        問題拋出后,學(xué)生在下面嘀咕阻礙磁鐵向下運動,給它一個向上的力。

        順著學(xué)生的答案再提出問題2:如何體現(xiàn)給磁鐵向上的力。

        【設(shè)計問題】

        1.磁鐵向下運動的過程中螺線管內(nèi)磁通量如何變化?——增大。

        2.為了阻礙它增大我們可以采取什么操作?學(xué)生說改變面積——螺線管的面積不能變——顯然只能改變穿過線圈磁場。

        3.思考穿過螺線管磁場的方向如何,要改變磁通量——學(xué)生沒等問題說完,給點向上的磁感線,磁通量就少了。

        4.向上的磁感線是從哪兒來的?——學(xué)生思考一會兒。

        提示:我們看看剛才判斷出來的感應(yīng)電流。學(xué)生明白是感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場。

        總結(jié):感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場阻礙了螺線管內(nèi)磁通量的增大。

        5.學(xué)生在獨立思考用剛才的方法判斷一下若把磁鐵往上移時電流表中的電流流向?——學(xué)生發(fā)現(xiàn)感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場阻礙了螺線管內(nèi)磁通量的減小

        由此老師總結(jié):感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場阻礙磁通量的變化。

        四、師生歸納總結(jié)

        1.感應(yīng)電流的安培力阻礙導(dǎo)體棒切割磁感線的相對運動。

        2.感應(yīng)電流的磁場阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。

        【教學(xué)反思】

        面對五嚴規(guī)定下的高中物理教學(xué),如何才能做到真正的減負增效,這一直是學(xué)校乃至每一位一線的物理老師思考的問題。作為一位年輕教師,我大膽地認為,增效就得體現(xiàn)在課堂上,如果不在課堂上做文章,我認為減負增效只是一個空殼。在備課組的集體研究下,對楞次定律這節(jié)課進行了深入研究,設(shè)計出如上教學(xué)流程?;舅悸啡缦拢呵懈睢芰渴睾恪才嗔Α袘?yīng)電流方向—磁通量變化,磁體—磁通量變化—安培力阻礙變化—感應(yīng)電流方向。本節(jié)課自始至終圍繞著能量守恒和阻礙兩個核心展開教學(xué),核心知識和核心程序固定化,訓(xùn)練情境不斷變化,讓學(xué)生在課堂上體會成功的喜悅,掌握學(xué)習(xí)的方法。

        參考文獻:

        呂春富.試論高中物理高效課堂的教學(xué)方法.學(xué)周刊,2011(8).

        編輯 李建軍

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