徐彥秋 馬波

摘要：基于學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，以 “磁生電”引領(lǐng)學(xué)生思維，通過(guò)層層設(shè)問(wèn)與合理引導(dǎo)，讓學(xué)生親歷科學(xué)探究過(guò)程，逐步得到感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件——磁通量的變化，凸顯了科學(xué)探究在物理教學(xué)中的重要地位.

關(guān)鍵詞：自主探究感應(yīng)電流磁通量

物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，物理學(xué)科中的很多定律都是對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析歸納后得到的.新課標(biāo)將實(shí)驗(yàn)探究作為改革的突破口，安排了很多探究式的課堂演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)，這些探究性實(shí)驗(yàn)和原來(lái)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)最大的區(qū)別在于探究性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)定律是未知的，需要實(shí)驗(yàn)者通過(guò)分析歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到實(shí)驗(yàn)定律.分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果常見(jiàn)的方式是根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果中的物理量建立坐標(biāo)畫(huà)圖線，由圖線得到各物理量之間的代數(shù)關(guān)系來(lái)表述定律.但也有一些探究性實(shí)驗(yàn)中各物理量之間的關(guān)系是不能用簡(jiǎn)單的代數(shù)關(guān)系來(lái)表述.例如，力的平行四邊形定則，楞次定律，感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件等.如何引導(dǎo)學(xué)生處理這些探究性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是一個(gè)值得研究的問(wèn)題，如果教師不做好有效的引導(dǎo)，學(xué)生往往得不出正確的結(jié)論.如果教師直接告訴學(xué)生結(jié)果，那就失去了探究性實(shí)驗(yàn)的意義，成為了變相的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn).筆者從教學(xué)的實(shí)際出發(fā)，以探究式學(xué)習(xí)為主線，將《探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件》這一課的內(nèi)容作如下設(shè)計(jì).

一、設(shè)計(jì)思想

本教學(xué)設(shè)計(jì)通過(guò)學(xué)生對(duì)“探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件”的自主探究，培養(yǎng)學(xué)生在合作交流中應(yīng)用已學(xué)知識(shí)解決新問(wèn)題的能力，實(shí)現(xiàn)知識(shí)遷移.本設(shè)計(jì)在學(xué)生掌握“閉合電路中的部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)”知識(shí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生歸納出感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件——閉合回路的磁通量發(fā)生變化.這就要求教師指導(dǎo)學(xué)生做好實(shí)驗(yàn)探究，幫助學(xué)生建立概念，掌握規(guī)律.

感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件是以法拉第為代表的眾多科學(xué)家通過(guò)許多年的探索才發(fā)現(xiàn)的，知識(shí)和規(guī)律的獲得不是輕而易舉的，教學(xué)的關(guān)鍵是如何從探究的有關(guān)現(xiàn)象出發(fā)推出感應(yīng)電流產(chǎn)生的一般條件.在教學(xué)過(guò)程中要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，通過(guò)學(xué)生自己的探究、總結(jié)、歸納，得出感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件，讓學(xué)生感受科學(xué)探究的過(guò)程和體驗(yàn).

本節(jié)課在多媒體、實(shí)驗(yàn)、板書(shū)的運(yùn)用上，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，克服了以往呆板的課堂教學(xué)模式，對(duì)整合課堂教學(xué)資源起到了一定的作用，引入實(shí)驗(yàn)，激發(fā)了學(xué)生探究的欲望和積極性.

二、教材分析

1.教材內(nèi)容及作用

“探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件”編排在人教版高中物理選修3-2第4章第2節(jié)，教學(xué)內(nèi)容屬于電磁感應(yīng)的基礎(chǔ)課，在初中“閉合電路中的部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)”的基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，引導(dǎo)學(xué)生歸納出感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件——閉合回路的磁通量發(fā)生變化， 進(jìn)一步分析和掌握感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件.本節(jié)內(nèi)容在教材中起到了承前啟后的作用，為后面電磁感應(yīng)規(guī)律的教學(xué)打下良好的基礎(chǔ).通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)磁通量的概念，能結(jié)合實(shí)例對(duì)磁通量的變化進(jìn)行定性的判斷.再一次認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)觀察能力與邏輯思維能力在科學(xué)探究過(guò)程中的重要作用.

2.教學(xué)目標(biāo)

（1）知識(shí)與技能：

①觀察電磁感應(yīng)現(xiàn)象，理解產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件；

②進(jìn)一步認(rèn)識(shí)磁通量的概念，能結(jié)合實(shí)例對(duì)磁通量的變化進(jìn)行定性的判斷；

③學(xué)會(huì)通過(guò)現(xiàn)象，分析和歸納事物本質(zhì)特征的科學(xué)思想方法；

④提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)觀察能力與邏輯思維能力.

（2）過(guò)程與方法：

①體會(huì)科學(xué)探索的過(guò)程特征，領(lǐng)悟科學(xué)思維方法；

②通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、操作、分析、概括能力.

（3）情感態(tài)度與價(jià)值觀：

①科學(xué)探究要有合作精神；

②進(jìn)行科學(xué)探究要有堅(jiān)韌不拔和持之以恒的精神.

3.教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn).

（1）教學(xué)重點(diǎn)：

①學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程；

②分析歸納感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件.

（2）教學(xué)難點(diǎn)：

①教師對(duì)學(xué)生探究式學(xué)習(xí)的操控；

②學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析總結(jié)——磁通量的變化.

三、學(xué)情分析

1.初始能力：在初中，學(xué)生對(duì)閉合電路的部分導(dǎo)線切割磁感線能產(chǎn)生電流已有一定的認(rèn)識(shí).在高中，學(xué)生已經(jīng)知道了電流磁效應(yīng)，各種磁體和電流周?chē)鸥芯€的分布以及磁通量的概念.

2.一般特征：在空間想象、問(wèn)題本質(zhì)的分析等方面還較為薄弱.

3.信息素養(yǎng)：在教學(xué)中從學(xué)生的已有知識(shí)出發(fā)，通過(guò)產(chǎn)生問(wèn)題、學(xué)生自主學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)探究、合作交流等學(xué)習(xí)方法，從而得出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件的結(jié)論.

四、教學(xué)方法與手段

1.探究式教學(xué)：采用自主探究式教學(xué)，通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生自主探究和團(tuán)結(jié)合作精神

2.啟發(fā)式教學(xué)：步步設(shè)疑，環(huán)環(huán)相扣，啟發(fā)學(xué)生的思維.

3.交互式教學(xué)：積極開(kāi)展雙向交互活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生之間及學(xué)生和老師之間的交流討論和互助，提高教學(xué)效率.

五、課堂準(zhǔn)備

透明塑料管，紅色發(fā)光二極管，靈敏電流計(jì)，鐵架臺(tái)，條形磁鐵，圓柱形磁體，大線圈，小線圈，滑動(dòng)變阻器，電鍵，干電池，長(zhǎng)方形磁體，自制小線圈，導(dǎo)線若干，多媒體設(shè)備.

1.新課引入：同學(xué)們，請(qǐng)看，這有一套實(shí)驗(yàn)裝置，這是一根透明的塑料管，在它的下方固定著一個(gè)線圈，這是發(fā)光二極管，線圈和發(fā)光二極管構(gòu)成了一個(gè)閉合回路.我手中拿著的銀白色物體是什么？然后學(xué)生回答.接下來(lái)請(qǐng)大家看看我都做了什么，你們又看到了什么？（再看一次）大家看到了什么現(xiàn)象？（發(fā)光二極管亮了）發(fā)光二極管閃亮說(shuō)明有電流產(chǎn)生.這里有電池嗎？這里沒(méi)有電池，電流是怎么產(chǎn)生的呢？這就是我們今天要研究的課題——探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件.

2.新課學(xué)習(xí)：師生合作探討，教師適時(shí)引導(dǎo)，共同解決問(wèn)題.

探究活動(dòng)一：復(fù)習(xí)回顧在初中對(duì)電磁感應(yīng)的認(rèn)識(shí).

教師活動(dòng)：用PPT展示初中實(shí)驗(yàn)圖，回顧初中實(shí)驗(yàn)電路.提出問(wèn)題，怎樣才能使這個(gè)回路產(chǎn)生電流？

學(xué)生活動(dòng)：集體回答教師提出的問(wèn)題.

教師活動(dòng)：總結(jié)初中時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件“閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)”.

探究活動(dòng)二：明確實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)安排和實(shí)驗(yàn)要求

師生活動(dòng)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，在教師引?dǎo)下明確實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)分組和實(shí)驗(yàn)要求.（PPT輔助教學(xué)）

探究活動(dòng)三：通過(guò)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件

學(xué)生活動(dòng)：分組實(shí)驗(yàn)（1.磁鐵插入線圈；2.模仿法拉第的實(shí)驗(yàn)；3線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)），按要求設(shè)計(jì)方案，連接電路；觀察實(shí)驗(yàn)，記錄現(xiàn)象；分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，歸納條件，完成學(xué)案.

教師活動(dòng)：巡回指導(dǎo).

探究活動(dòng)四：學(xué)生上臺(tái)交流實(shí)驗(yàn)探究的成果，教師點(diǎn)評(píng)，師生共同分析、總結(jié).

教師活動(dòng)：每個(gè)分組實(shí)驗(yàn)推薦一名同學(xué)上臺(tái)交流.

學(xué)生活動(dòng)：演示實(shí)驗(yàn)操作，歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論.

教師活動(dòng)：點(diǎn)評(píng)歸納.在分組實(shí)驗(yàn)一中，磁體相對(duì)線圈運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈本身面積沒(méi)有變化，但磁場(chǎng)發(fā)生變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生；產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是：線圈所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化.

在分組實(shí)驗(yàn)二中，通、斷電瞬間，變阻器滑動(dòng)片快速移動(dòng)過(guò)程中，小線圈中電流發(fā)生變化，導(dǎo)致大線圈內(nèi)磁場(chǎng)發(fā)生變化，有感應(yīng)電流產(chǎn)生；產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是：線圈所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生變化.

分析實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二可知，這兩組實(shí)驗(yàn)的共同點(diǎn)是：磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化.

分組實(shí)驗(yàn)三中，閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)本身不變，但是當(dāng)線圈在垂直于磁場(chǎng)的方向上的有效面積發(fā)生變化時(shí)，有電流產(chǎn)生；而有效面積沒(méi)變時(shí)，無(wú)電流產(chǎn)生.產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件是：線圈在磁場(chǎng)中的有效面積S發(fā)生變化時(shí)有感應(yīng)電流產(chǎn)生.

探究活動(dòng)五：師生共同復(fù)習(xí)回顧——磁通量.

教師活動(dòng)：大家請(qǐng)看黑板，產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件要么跟磁感應(yīng)強(qiáng)度B有關(guān)，要么跟有效面積S有關(guān)，那么，我們有沒(méi)有學(xué)過(guò)一個(gè)物理量既跟磁感應(yīng)強(qiáng)度B有關(guān)，又跟有效面積S有關(guān)的呢？

學(xué)生活動(dòng)：回答教師提出的問(wèn)題.

教師活動(dòng)：借助PPT ，復(fù)習(xí)回顧磁通量的概念，弄清當(dāng)線圈和磁場(chǎng)方向垂直和不垂直時(shí)的磁通量大小，并且知道磁通量可以形象地用穿過(guò)閉合線

圈的磁感線的條數(shù)來(lái)表示.

探究活動(dòng)六：歸納結(jié)論——科學(xué)探究成果.

師生活動(dòng)：總結(jié)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件.（只要穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化，閉合導(dǎo)體回路中就有感應(yīng)電流）

探究活動(dòng)七：回顧新課引入實(shí)驗(yàn)，用本節(jié)課所學(xué)知識(shí)進(jìn)行解釋.

教師活動(dòng)：各位同學(xué)，大家還記得我在這節(jié)課一開(kāi)始給大家展示的演示實(shí)驗(yàn)嗎？我們?cè)賮?lái)看一次，請(qǐng)同學(xué)們注意我的操作.感應(yīng)電流產(chǎn)生的原因是什么呢？請(qǐng)同學(xué)試試用這節(jié)課所學(xué)的知識(shí)解釋一下發(fā)光二極管閃亮的原因.

學(xué)生活動(dòng)：回答教師提出的問(wèn)題.

教師活動(dòng)：點(diǎn)評(píng)補(bǔ)充.

3.學(xué)習(xí)小結(jié).

教師活動(dòng)：回顧本節(jié)課探究成果——產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生改變.重溫歷史，注重學(xué)生人文素質(zhì)的培養(yǎng).

4.課堂練習(xí)：分析科拉頓“跑失良機(jī)”的原因.

5.課后思考：（學(xué)生自主探究）電磁感應(yīng)在生活中的運(yùn)用（手壓式環(huán)保手電筒）.

六、板書(shū)設(shè)計(jì)

七、教學(xué)預(yù)判

1.本節(jié)課組織教學(xué)的關(guān)鍵是協(xié)調(diào)好幾個(gè)探究實(shí)驗(yàn)的過(guò)渡，從產(chǎn)生感應(yīng)電流的形式中概括、歸納出產(chǎn)生感應(yīng)電流的本質(zhì)，把磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化和面積的變化統(tǒng)一到磁通量的變化上，最終得出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件.

2.教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)用多媒體展示時(shí)，應(yīng)盡可能減少切換，課件要簡(jiǎn)潔，防止多媒體的使用分散了學(xué)生的注意力，沖淡了學(xué)生的探究活動(dòng)，以致影響到課堂效果.

3.在教學(xué)過(guò)程中，適時(shí)進(jìn)行情感、態(tài)度與價(jià)值觀教育，教育學(xué)生學(xué)習(xí)物理，要善于觀察，勤于思考.學(xué)習(xí)的最高境界是“學(xué)以致用”.

參考文獻(xiàn)：

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