第第頁(yè)物理學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)探究

“感應(yīng)電流的方向”這節(jié)課重點(diǎn)就是讓同學(xué)對(duì)楞次定律進(jìn)行探究、理解和應(yīng)用。一般狀況下，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

問題一：電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與通入電流的關(guān)系？【試驗(yàn)一】探究電流計(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？是否可以通過試驗(yàn)來確定呢？【同學(xué)試驗(yàn)1】同學(xué)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。結(jié)論：電流從何方流入指針就向何方偏轉(zhuǎn)。問題二：感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件？【試驗(yàn)二】感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件：師：在上述試驗(yàn)中，我們已經(jīng)得出感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是什么？生：只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生改變，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，說明電路中的電流方向不同。問題三：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：依據(jù)電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)方向和螺線管上的導(dǎo)線繞一直判斷。問題四：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：依據(jù)通電螺線管中的電流方向用安培定那么判斷。師：那么感應(yīng)電流的方向是否遵循什么規(guī)律呢？本節(jié)課讓我們通過試驗(yàn)來進(jìn)一步探究。

2.確定課題，分組探究

【同學(xué)試驗(yàn)2】同學(xué)按圖接好電路，做試驗(yàn)并填附表。

3.分組總結(jié)，難點(diǎn)照舊

描述試驗(yàn)現(xiàn)象，填表。爭(zhēng)論回答：師：穿過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)大家分成兩組來回答?！拘〗M一】條形磁鐵插入螺線管的過程?！?〕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程?！?〕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：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)電流的磁通量的改變”，由此得出了楞次定律。在這個(gè)教學(xué)過程中，同學(xué)的學(xué)習(xí)效果如何呢？實(shí)際教學(xué)中，同學(xué)共分成八個(gè)小組，其中有三個(gè)小組的試驗(yàn)表格不清晰怎么填而求助于老師，三個(gè)小組的表格填了一部分，而只有兩個(gè)小組在參照課本的狀況下填得比較好。這說明，雖然在教學(xué)中運(yùn)用了各種物理學(xué)方法，但并沒有有效地援助同學(xué)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)合同學(xué)學(xué)習(xí)的實(shí)際狀況，合理地運(yùn)用物理學(xué)方法。于是，老師帶領(lǐng)同學(xué)對(duì)這一試驗(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、改革后的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

1.試驗(yàn)法

所謂試驗(yàn)教學(xué)法，是指同學(xué)在老師的'指導(dǎo)下，運(yùn)用肯定的設(shè)備和材料，通過掌握條件的操作過程，引起試驗(yàn)對(duì)象的某些改變，從觀測(cè)這些現(xiàn)象的改變中獵取新知識(shí)或驗(yàn)證知識(shí)的教學(xué)方法。試驗(yàn)法是同學(xué)做好試驗(yàn)的前提和基礎(chǔ)，老師耐煩細(xì)致地做好這一步，才能援助同學(xué)順當(dāng)進(jìn)行后面的分組試驗(yàn)。于是，老師帶領(lǐng)同學(xué)對(duì)試驗(yàn)教學(xué)過程做了如下改進(jìn)：〔1〕創(chuàng)設(shè)情境，復(fù)習(xí)引入【試驗(yàn)一】產(chǎn)生感應(yīng)電流的演示試驗(yàn)。老師演示分步連好電路，由同學(xué)上講臺(tái)操作，全體同學(xué)觀測(cè)。問題一：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)生了改變。問題三：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。依據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)狀況就能判斷出螺線管中的電流方向。問題四：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：依據(jù)通電螺線管中的電流方向用安培定那么判斷。師：那么感應(yīng)電流的方向是遵循什么規(guī)律呢？本節(jié)課讓我們通過試驗(yàn)來進(jìn)一步探究?！?〕確定課題，互動(dòng)探究【試驗(yàn)二】探究感應(yīng)電流的方向。老師試驗(yàn)：N極向下插入螺線管中，請(qǐng)同學(xué)記錄試驗(yàn)現(xiàn)象，把電流方向標(biāo)在下列圖中。同學(xué)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，分別記錄試驗(yàn)現(xiàn)象，并把電流方向標(biāo)在下列圖中：由于有老師在【試驗(yàn)一】中的電路連接演示及在【試驗(yàn)二】中的試驗(yàn)操作演示，同學(xué)的試驗(yàn)做得很順當(dāng)，試驗(yàn)現(xiàn)象的記錄也很精確，可以說又快又好，有效地完成了這一教學(xué)環(huán)節(jié)。那么接下來，如何由試驗(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)中詳細(xì)的一種科學(xué)方法。由試驗(yàn)現(xiàn)象歸納得出物理規(guī)律，在同學(xué)的學(xué)習(xí)過程中具有重要作用。于是，老師進(jìn)一步對(duì)教學(xué)中的歸納過程做了如下改進(jìn)：首先，降低填表難度。整個(gè)表中對(duì)每一個(gè)試驗(yàn)現(xiàn)象分析所需要填寫的空格被縮減為兩個(gè)，如下所示：其次，設(shè)置問題，引發(fā)同學(xué)的思索。師：通過試驗(yàn)，我們知道了在不憐憫況下感應(yīng)電流的方向〔已畫在圖上〕，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：可能與磁通量的改變有關(guān)。分析：由過程一、二判斷感應(yīng)電流的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向無關(guān)。由過程一、三判斷感應(yīng)電流的方向與與條形磁鐵的運(yùn)動(dòng)方向無關(guān)。同樣，由過程一、三判斷感應(yīng)電流的方向與磁通量的改變無關(guān)。那么，究竟與什么因素有關(guān)呢？最末，難點(diǎn)由老師引導(dǎo)同學(xué)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？分成兩組來回答?！拘〗M一】條形磁鐵插入螺線管的過程〔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?！?〕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程?！?〕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?！?〕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)的試驗(yàn)和學(xué)習(xí)課程，實(shí)際的試驗(yàn)過程順暢了，同學(xué)幾乎都能仔細(xì)完成試驗(yàn)，記錄下觀測(cè)到的現(xiàn)象，并經(jīng)過分析爭(zhēng)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，在教學(xué)過程中，關(guān)鍵是要保證讓同學(xué)理解相應(yīng)的知識(shí)。所以，任何教學(xué)過程都應(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)試驗(yàn)設(shè)計(jì)需要考慮讓同學(xué)透徹理解的有哪些內(nèi)容，怎樣才能有效地援助或引導(dǎo)同學(xué)理解這些內(nèi)容，這些內(nèi)容的理解過程應(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)這些問題搞得比較清晰，在教學(xué)過程中恰當(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，同學(xué)的學(xué)習(xí)也會(huì)有較大突破