郎 和 王 瑞

(西北師范大學(xué)教育學(xué)院 甘肅 蘭州 730070)

?

基于思維導(dǎo)圖的“電磁感應(yīng)”復(fù)習(xí)課教學(xué)設(shè)計(jì)

郎 和 王 瑞

(西北師范大學(xué)教育學(xué)院 甘肅 蘭州 730070)

“電磁感應(yīng)”這部分內(nèi)容綜合性強(qiáng),題目難度大且靈活性高，學(xué)生難以理解各知識(shí)點(diǎn)間的聯(lián)系與區(qū)別，以致難以掌握解題的規(guī)律和技巧.思維導(dǎo)圖因具有發(fā)散、遞進(jìn)的特點(diǎn)，在復(fù)習(xí)該部分內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)時(shí)能夠起到高效的作用.

思維導(dǎo)圖 電磁感應(yīng) 復(fù)習(xí)課 教學(xué)設(shè)計(jì)

章節(jié)復(fù)習(xí)對(duì)于高中的物理教學(xué)尤為重要，將思維導(dǎo)圖靈活運(yùn)用到物理知識(shí)的復(fù)習(xí)中，有助于學(xué)生建立完備的物理學(xué)科知識(shí)體系，引導(dǎo)學(xué)生理解知識(shí)間的本質(zhì)聯(lián)系與區(qū)別，內(nèi)化物理知識(shí)，便于學(xué)生掌握復(fù)習(xí)物理知識(shí)的方法與技巧，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力.

1 思維導(dǎo)圖概述

1.1 思維導(dǎo)圖

思維導(dǎo)圖(Mind Map)是英國(guó)著名的心理學(xué)家、教育家東尼·博贊(Tony Buzan)在20世紀(jì) 60年代初創(chuàng)造的一種筆記方法，后與巴利·博贊共同探討、研究,使思維導(dǎo)圖成為一種將放射性思考形象化、具體化的學(xué)習(xí)工具[1].思維導(dǎo)圖運(yùn)用圖文并重的技巧，把中心主題與關(guān)鍵詞間的關(guān)系用圖像、顏色、符號(hào)、線(xiàn)條等建立起記憶鏈接,是一種簡(jiǎn)單、高效的學(xué)習(xí)方法.

1.2 構(gòu)建思維導(dǎo)圖

思維導(dǎo)圖的構(gòu)建可以是徒手繪制，也可以應(yīng)用軟件繪制，常用的繪制工具有Mind Map，Mind Manager 等.繪制方法一般是：

(1)明確思維導(dǎo)圖的中心思想，用精簡(jiǎn)的詞匯表達(dá)；

(2)從一級(jí)主題延伸出二級(jí)主題和三級(jí)主題等，用關(guān)鍵詞表示，線(xiàn)條可近粗遠(yuǎn)細(xì)；

(3)若需要表示各級(jí)主題間的關(guān)系時(shí)，可在各分支線(xiàn)條上添加相應(yīng)的內(nèi)容；

(4)若考慮到各分支之間的關(guān)系時(shí)，可將分支用箭頭或符號(hào)相連接，顯示出它們之間的關(guān)聯(lián)；

(5)在構(gòu)建的過(guò)程中也可以添加小圖案或用不同顏色表示各級(jí)主題，增加思維導(dǎo)圖的層次性和趣味性.

考慮到高中課堂的時(shí)效性，筆者采用的是徒手繪制.

2 “電磁感應(yīng)”復(fù)習(xí)課教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)思路

本章構(gòu)建思維導(dǎo)圖的步驟如圖1所示.

圖1 構(gòu)建思維導(dǎo)圖的步驟

步驟一：通過(guò)發(fā)現(xiàn)史引出復(fù)習(xí)課題，明確思維導(dǎo)圖中心詞，即“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”.

步驟二：抓住“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”中的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)(磁通量變化、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流)，明確各關(guān)鍵點(diǎn)的聯(lián)系，構(gòu)建思維導(dǎo)圖框架.

步驟三：細(xì)化各關(guān)鍵點(diǎn)內(nèi)容，充實(shí)思維導(dǎo)圖分支.最后形成電磁感應(yīng)整章思維導(dǎo)圖.

2.2 教學(xué)過(guò)程

(1)明確思維導(dǎo)圖中心詞——“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”

問(wèn)題引入:請(qǐng)學(xué)生回顧,“電與磁的關(guān)系先后是由奧斯特和法拉第發(fā)現(xiàn)的，他們分別發(fā)現(xiàn)了哪兩種現(xiàn)象？”

教師活動(dòng)1:教師對(duì)學(xué)生的答案進(jìn)行評(píng)判，在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)“電流的磁效應(yīng)”的具體內(nèi)容和右手螺旋定則的具體用法.

教師活動(dòng)2:引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí) “電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的具體內(nèi)容.

本章的知識(shí)都是圍繞電磁感應(yīng)現(xiàn)象展開(kāi)的，所以以電磁感應(yīng)現(xiàn)象為中心開(kāi)始構(gòu)建思維導(dǎo)圖.

板書(shū)(圖2):

圖2 思維導(dǎo)圖中心詞

設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)發(fā)現(xiàn)史，引導(dǎo)學(xué)生區(qū)分電流的磁效應(yīng)與電磁感應(yīng)現(xiàn)象，明確復(fù)習(xí)的主題是電磁感應(yīng)，并以“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”為中心詞開(kāi)始構(gòu)建思維導(dǎo)圖.

(2)抓住“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的關(guān)鍵詞，構(gòu)建思維導(dǎo)圖框架

問(wèn)題引入:請(qǐng)學(xué)生分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象的內(nèi)容即“當(dāng)穿過(guò)一個(gè)導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，該感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)會(huì)趨使導(dǎo)體中的自由電子做定向移動(dòng)，從而形成感應(yīng)電流” 這句話(huà)中的關(guān)鍵詞.

教師活動(dòng):總結(jié)學(xué)生的答案，引導(dǎo)學(xué)生分析各關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)及其聯(lián)系.

1)磁通量發(fā)生變化——產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件.

2)電動(dòng)勢(shì)——磁通量發(fā)生變化產(chǎn)生的必然結(jié)果.若回路不閉合則有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而無(wú)感應(yīng)電流.

3)感應(yīng)電流——若回路是閉合的，就會(huì)在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的作用下產(chǎn)生感應(yīng)電流.

板書(shū)(圖3):

圖3 關(guān)鍵詞及其聯(lián)系

設(shè)計(jì)意圖:基于教材中的知識(shí)安排順序與上述所分析的邏輯結(jié)構(gòu)有所不同，本設(shè)計(jì)引導(dǎo)學(xué)生從電磁感應(yīng)現(xiàn)象的內(nèi)容中找出本章的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，并理清各知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系，明確思維導(dǎo)圖的二級(jí)主題.下一步是對(duì)各關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容加以分析整合，導(dǎo)入思維導(dǎo)圖的分支中，建立思維導(dǎo)圖的三級(jí)主題.

(3)逐一分析關(guān)鍵點(diǎn)，細(xì)化思維導(dǎo)圖分支

1)復(fù)習(xí)“磁通量變化”的幾種情況

問(wèn)題引入:請(qǐng)學(xué)生回答如何計(jì)算通過(guò)一個(gè)線(xiàn)圈的磁通量.

教師活動(dòng):根據(jù)學(xué)生的回答，引導(dǎo)學(xué)生由磁通量的公式Φ=BSsinθ(θ是B與S面的夾角)分析能引起磁通量變化的因素有B，S，θ.

教師與學(xué)生共同活動(dòng):回顧實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)化模型(用PPT展示)將磁通量變化的情況總結(jié)歸納如下：

①B，θ不變，S改變，則ΔΦ=ΔSBsinθ;

②S，θ不變，B改變，則ΔΦ=ΔBSsinθ;

③B，S不變，θ改變，則ΔΦ=BS(sinθ2-sinθ1);

④當(dāng)B，S，θ中有兩個(gè)量或3個(gè)量一起變化時(shí)，就要分別算出Φ1和Φ2，再求ΔΦ=Φ2-Φ1.

板書(shū):(將以上磁通量變化的幾種情況填充到思維導(dǎo)圖的分支中.)

2)解析“感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)”

問(wèn)題1:如何計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大??？

學(xué)生活動(dòng):回答出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小由法拉第電磁感應(yīng)定律來(lái)計(jì)算，即公式

單位是伏(V).

問(wèn)題2:感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分為哪兩種，如何區(qū)分？

教師活動(dòng):根據(jù)學(xué)生回答的情況引導(dǎo)學(xué)生深入理解感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)，包括其產(chǎn)生機(jī)理不同及對(duì)應(yīng)的非靜電力不同.

教師與學(xué)生共同活動(dòng):復(fù)習(xí)并總結(jié)、歸納在不同情況下感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算方法.

a.感生電動(dòng)勢(shì)：穿過(guò)閉合電路的磁場(chǎng)發(fā)生變化，即磁通量變化中的第一種情況，B變化.那么法拉第電磁感應(yīng)定律的公式可變形為

b.動(dòng)生電動(dòng)勢(shì):由于閉合電路中的一部分導(dǎo)體與磁場(chǎng)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)(切割磁感線(xiàn))，而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，歸根到底產(chǎn)生動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的原因是閉合回路所圍成的面積發(fā)生變化，即磁通量變化中的第二種情況，S變化.在不同的運(yùn)動(dòng)情況下，法拉第電磁感應(yīng)定律的公式可相應(yīng)地進(jìn)行變式.

①當(dāng)導(dǎo)體以速度v平動(dòng)垂直切割磁感線(xiàn)時(shí)

其中L是指切割磁感線(xiàn)的有效長(zhǎng)度.

②當(dāng)導(dǎo)體平動(dòng)但不垂直切割磁感線(xiàn)時(shí)(即v,B有一夾角θ)E=nBLvsinθ.

③當(dāng)導(dǎo)體繞其一端點(diǎn)以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)且垂直切割磁感線(xiàn)時(shí)

板書(shū):(將上述總結(jié)的感生電動(dòng)勢(shì)、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算方法填充到思維導(dǎo)圖的分支中.)

3)復(fù)習(xí)感應(yīng)電流

問(wèn)題1:如何計(jì)算感應(yīng)電流的大??？

問(wèn)題2:如何判斷感應(yīng)電流的方向？

學(xué)生活動(dòng):有些學(xué)生回答根據(jù)楞次定律，有些學(xué)生回答用右手定則.

教師活動(dòng)1:引導(dǎo)學(xué)生判斷感應(yīng)電流是由感生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的還是由動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的，由感生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的感應(yīng)電流用楞次定律來(lái)判斷電流方向，由動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的感應(yīng)電流用右手定則.

教師活動(dòng)2:復(fù)習(xí)楞次定律與右手定則.

教師活動(dòng)3:引導(dǎo)學(xué)生明確右手定則的本質(zhì)是楞次定律，右手定則是楞次定律在動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)中的應(yīng)用.

板書(shū):(將感應(yīng)電流的大小與方向填充到思維導(dǎo)圖分支后形成完整的思維導(dǎo)圖，如圖4所示.)

圖4 完整的思維導(dǎo)圖

3 總結(jié)

通過(guò)構(gòu)建思維導(dǎo)圖進(jìn)行章節(jié)復(fù)習(xí)，可將復(fù)習(xí)的思路顯性化、具體化、清晰化，并且能夠高度整合本章知識(shí)點(diǎn)，使學(xué)生更深入地理解概念與概念的關(guān)系、概念與規(guī)律的關(guān)系及規(guī)律與規(guī)律的關(guān)系.例如：經(jīng)歷上述構(gòu)建思維導(dǎo)圖的過(guò)程，可使學(xué)生分清電流的磁效應(yīng)與電磁感應(yīng)現(xiàn)象；明確在什么情況下用右手螺旋定律、楞次定律和右手定則；區(qū)分動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)與感生電動(dòng)勢(shì)以及電磁感應(yīng)定律的公式在動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)與感生電動(dòng)勢(shì)中的推導(dǎo).在此基礎(chǔ)上加以習(xí)題輔導(dǎo)與學(xué)生自我練習(xí)，可從根本上解決做題時(shí)感覺(jué)無(wú)從下手,公式、規(guī)律運(yùn)用混亂的情況.

1 東尼·博贊，巴利·博贊著.思維導(dǎo)圖.葉剛譯.北京：中信出版社，2009.4

郎和(1963- )，女，碩士，副教授，主要從事初、高中物理教學(xué)研究.

2015-10-12)