洪燕燕

物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，在物理學(xué)中每個概念的建立，每個定律的發(fā)現(xiàn)都有其堅實的實驗基礎(chǔ).實驗是物理學(xué)的發(fā)展的推動者，離開了物理實驗，就沒有物理學(xué)的發(fā)展.

物理實驗在中學(xué)物理教學(xué)中具有舉足輕重的作用.從教十幾年來，筆者深刻體會到：不論是基本概念的建立，還是物理規(guī)律的導(dǎo)出，或是難點的突破，多是通過實驗來實現(xiàn)；學(xué)生不但能從實驗中增加對物理學(xué)科的興趣，調(diào)動他們學(xué)習(xí)的主動性、自覺性和積極性，還可以通過實驗來培養(yǎng)觀察思維能力、實踐能力、創(chuàng)新能力、合作交流能力等.中學(xué)物理課堂實驗教學(xué)的有效性，是新課程理念實施的關(guān)鍵.

《感應(yīng)電流的方向》是一節(jié)典型的實驗探究課，在新課程背景下如何進行有效的課堂實驗教學(xué)，下面談?wù)劰P者在實驗教學(xué)實踐過程的幾點思考.

1 課題引入小實驗要能激發(fā)學(xué)生探索欲望

課前老師先將條形磁鐵插入、拔出閉合鋁環(huán)，閉合鋁環(huán)會運動，為什么？

生：磁鐵對金屬環(huán)的吸引力；

師：磁鐵與鋁環(huán)直接接觸，與鋁環(huán)間互不吸引.再將條形磁鐵插入、拔出不閉合鋁環(huán)，不閉合鋁環(huán)不會運動.

生：應(yīng)利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象來解釋.

師：要知道兩者間的相互作用，就需要知道環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流的方向.

師問：那么閉合環(huán)內(nèi)感應(yīng)電流的方向是順時針還是逆時針呢？

思考一 新課引入是課堂教學(xué)的一個重要環(huán)節(jié)，直接影響一節(jié)課的教學(xué)效果.用物理小實驗引入新課，能創(chuàng)設(shè)一種發(fā)生驚奇、產(chǎn)生疑問的課堂氛圍.小實驗利用鋁環(huán)一閉合一不閉合，一動一靜的實驗現(xiàn)象，刺激學(xué)生的視覺，刺激學(xué)生的思維，使學(xué)生回憶起運用舊知識電磁感應(yīng)的條件來解決問題，同時又提出了新問題“如何判斷環(huán)內(nèi)的感應(yīng)電流方向”，把學(xué)生的思路很自然地引向新課，提出本節(jié)課的探究課題.

2 實驗方案的選擇應(yīng)使實驗探究具有連續(xù)性

師：用什么方法或儀器能直觀反映感應(yīng)電流的方向？

生：靈敏電流計.

師：請回憶前幾節(jié)課如何使用靈敏電流計，用它來研究什么問題？

生：電流計與螺線管組成閉合回路，磁鐵插入、拔出螺線管時，電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明回路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，用來探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件；磁鐵快速與緩慢插入、拔出螺線管，由電流計指針偏轉(zhuǎn)的角度，來分析感應(yīng)電流的大小與什么因素有關(guān).

師：如何使用這套經(jīng)典實驗裝置來探究今天的課題？

生：利用電流計指針的偏轉(zhuǎn)方向可以反應(yīng)感應(yīng)電流方向.

思考二 實驗方案的選擇是物理實驗進行的前提，直接影響實驗的難度與成敗，實驗設(shè)計應(yīng)簡單、安全、直觀、易操作.在前幾節(jié)課探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件及學(xué)習(xí)法拉第電磁感應(yīng)定律時，學(xué)生已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在磁鐵插入、拔出螺線管的過程中電流計的指針偏轉(zhuǎn)方向不同，已經(jīng)存在疑問.沿用前幾節(jié)課的實驗裝置，讓學(xué)生用熟悉的實驗裝置來探究，不僅降低本節(jié)課的實驗探究難度，又可以解決前幾節(jié)課留下的疑問，滿足學(xué)生的求知欲.反復(fù)使用同一套實驗裝置來研究電磁感應(yīng)的系列問題，更符合科學(xué)探究過程的邏輯性，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)與探索更具有連續(xù)性.同時從不同角度挖掘?qū)嶒炑b置的用途，可培養(yǎng)學(xué)生多角度分析問題，拓展學(xué)生的思維.

3 實驗過程老師的指導(dǎo)要有預(yù)見性

師：電流計指針偏轉(zhuǎn)方向與回路中的電流方向有什么關(guān)系？如何確定？

生：把電流計接已知的電源，看看回路中電流從正接線柱流入電流計時，電流計指針向哪邊偏；

師：能直接連接電源嗎？應(yīng)如何操作？

生：要串上一個阻值較大的電阻（電路圖如圖1）

師：我們要記錄的是螺線管內(nèi)的感應(yīng)電流電流方向，不是回路中的電流方向，在記錄螺線管中的感應(yīng)電流方向時，應(yīng)注意什么問題，如何記錄？

生：要注意螺線管的內(nèi)導(dǎo)線的繞向.

生：要用俯視的角度記錄螺線管內(nèi)感應(yīng)電流方向是順時針還是逆電針.

思考三 實驗過程現(xiàn)象的準(zhǔn)確記錄是進行實驗分析、找出規(guī)律的前提，本實驗中螺線管內(nèi)感應(yīng)電流方向的準(zhǔn)確記錄尤其重要.但從電流計指針的偏轉(zhuǎn)方向要轉(zhuǎn)化為螺線管內(nèi)感應(yīng)電流的方向有一定難度，兩者對感應(yīng)電流反映的位置不同，而且觀察的角度也不同.部分學(xué)生在觀察分析中沒有注意區(qū)分兩者關(guān)系，如果老師沒有預(yù)知學(xué)生的易錯點，沒有做好引導(dǎo)，就會導(dǎo)致實驗記錄混亂，甚至錯誤，將對實驗現(xiàn)象的分析及感應(yīng)電流方向規(guī)律的尋找?guī)砗艽蟮穆闊?

“探究式”教學(xué)模式是以人為本的，努力挖掘?qū)W生的潛能，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造力，達到鍛煉人，完善人的最終目的，重視過程，強調(diào)學(xué)生在實踐過程中自己發(fā)現(xiàn)問題，自行探索問題，自主解決問題，重視自我發(fā)展，自我體驗的過程，注重學(xué)生實踐能力的培養(yǎng).但由于學(xué)生的能力和課堂時間是有限的，課堂上還要完成一定的教學(xué)任務(wù)，因此在學(xué)生探索過程中，老師應(yīng)預(yù)知學(xué)生將面臨的困難，對難度較大的部分，要給學(xué)生充分的提示和引導(dǎo)，才能保證實驗的正常進行，確保課堂教學(xué)的完整性與有效性.

4 注重實驗研究的延伸，引導(dǎo)學(xué)生分析與總結(jié)

（1）由學(xué)生實驗記錄尋找感應(yīng)電流的方向的規(guī)律時，學(xué)生很難找出感應(yīng)電流方向與原磁場磁通量變化及磁場方向之間有什么必然聯(lián)系時，教師指出“磁通量變化及磁場方向都是描述磁場的物理量，而感應(yīng)電流的方向不是同一類物理量”，引導(dǎo)學(xué)生引入一個中間量來間接分析三者的關(guān)系.學(xué)生想到了“感應(yīng)電流的磁場方向”，從而轉(zhuǎn)化為尋找“感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場磁通量變化及磁場方向之間的關(guān)系”.

（2）學(xué)生在尋找“感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場磁通量變化及磁場方向之間的關(guān)系”時，有不同的表述.表述一：當(dāng)磁鐵插入螺線管時（不管N極或S極），感應(yīng)電流磁場方向總與原磁場方向相反；當(dāng)磁鐵拔出螺線管時，感應(yīng)電流磁場方向總與原磁場方向相同.表述二：當(dāng)螺線管內(nèi)有原磁場磁通量增加時，感應(yīng)電流磁場方向總與原磁場方向相反；當(dāng)螺線管內(nèi)有原磁場磁通量減少時，感應(yīng)電流磁場方向總與原磁場方向相同.對兩種表述，老師提出，哪一種更能從本質(zhì)上反映其規(guī)律，更符合定律表述時用詞的簡潔、嚴(yán)謹(jǐn)、高度概括性.通過教師的啟發(fā)，學(xué)生分析第一種表述雖然比較生動、具體，但要使磁通量改變的方式有很多，不一定要磁鐵插入或拔出螺線管，所以認為第二表述總結(jié)得較好.

思考四 在研究過程中，實驗的任務(wù)不僅是觀察物理現(xiàn)象，更重要的是找出各物理量之間的數(shù)量關(guān)系，找出它們變化的規(guī)律.這是實驗探究過程的一個難點，涉及眾多數(shù)學(xué)方法、物理思維的應(yīng)用，突破這一難點需要教師用心引導(dǎo).教師的引導(dǎo)過程不是簡單的敘述，而是引導(dǎo)啟發(fā)的過程，也是學(xué)生思維的過程.在實驗結(jié)果與感應(yīng)電流的方向并不是顯性相關(guān)，需要引入一個中間物理量才能把握現(xiàn)象與事物本質(zhì)的內(nèi)在聯(lián)系，其思維過程也恰恰是典型的科學(xué)思維過程.對學(xué)生由實驗現(xiàn)象得出的結(jié)論的不同表述，教師不要直接指出正誤，應(yīng)讓學(xué)生進行充分討論，老師只做適時地引導(dǎo)，“作為定律要能從本質(zhì)上反映其規(guī)律， 定律表述用詞要簡潔、嚴(yán)謹(jǐn)、高度概括性”，讓學(xué)生在爭論中尋找答案，體會物理定律表述的嚴(yán)謹(jǐn)與科學(xué)性.

實驗是物理科學(xué)的基礎(chǔ)，也是物理知識的源泉，加強物理實驗是物理教學(xué)的時代特征，又是提高物理教學(xué)質(zhì)量的先決條件.探究實驗教學(xué)改變了以往只靠老師講授、學(xué)生被動接受的知識狀況，從而增強了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力.在有限的課堂時間內(nèi)，教師要作好學(xué)生的引導(dǎo)者與幫助者，在有效完成教學(xué)任務(wù)的同時，更要讓學(xué)生經(jīng)歷與科學(xué)工作者進行科學(xué)探究時的相似過程，體驗一種科學(xué)的探究思路和方法.隨著時間的推移，知識的結(jié)論會因為使用的頻率的減少而逐漸淡忘，但他們所獲得的體驗和感悟卻會在新的學(xué)習(xí)過程中得到加強和深化，成為他們學(xué)習(xí)素質(zhì)的組成部分.正如美國國家科學(xué)院院長布魯斯·阿樂伯茲所說的：“當(dāng)學(xué)生獲得了探究的工具，養(yǎng)成了探究的習(xí)慣，他們就真正成了學(xué)習(xí)的主人.在科學(xué)教育中沒有什么事情比這更令人滿足、更重要的了”.