韓志祥

摘? ? 要：針對楞次定律教學中的思路較難理順的實際問題，通過在課堂中開展顯性物理方法教學，使用物理方法引導學生完成楞次定律的知識建構(gòu)，并提出了顯性物理方法教學策略.

關鍵詞：楞次定律;顯性物理方法;教學策略

一、問題的引出

楞次定律得出的過程中共涉及到以下物理量：感應電流的方向（電流計指針偏轉(zhuǎn)方向、螺線管線圈繞向）、原磁場的方向（磁鐵的磁極）、切割磁感線的方向、開關的通斷、磁鐵的插拔、磁通量的增減、感應電流磁場的方向等.由于物理量多，關系復雜，容易造成學生思路混亂.

當物理量眾多，關系復雜的時候，就更需要有明確的物理方法指引.在課堂中，公開宣稱對學生開展的是物理方法教學，將物理方法置于教學前端，在方法的使用中完成知識的構(gòu)建，這就是顯性物理方法教學.傳統(tǒng)的知識教學與之相反，其更多地將方法隱含于知識傳授的過程中.

下面結(jié)合人教版選修3-2第四章第3節(jié)“楞次定律”[1]開展顯性物理方法教學實踐探索.

二、顯性物理方法在楞次定律教學中的應用

（一）物理方法的引入

分組完成如圖1所示的三個實驗，讓學生說出如何判斷感應電流的方向？

學生逐一總結(jié)出三種實驗下的感應電流方向，發(fā)現(xiàn)得出的結(jié)論各不相同.

教師啟發(fā)學生：當我們希望從各種單個現(xiàn)象中得到一種共性的規(guī)律，所使用的方法是什么？

學生：歸納法.

【教學說明：通過上述引入，既提出了本節(jié)課要研究的課題，又引出了課題研究所需使用的方法，并明確了方法使用的條件】

（二）物理方法的使用

1.從分組實驗中歸納出一般性結(jié)論

（1）完成對磁通量變化的歸納

教師：引導學生討論上述各實驗結(jié)論中哪個因素太特殊了，并嘗試歸納哪個量可以替代該特殊因素.

學生：通過討論會發(fā)現(xiàn)無論是導體棒切割磁感線的方向、磁鐵的插入拔出、開關的通斷，這些都可以概括成磁通量的變化這個一般性因素.

（2）歸納出感應電流方向的一般性結(jié)論

教師：各組得出的實驗結(jié)論都可以概括成怎樣的一般性結(jié)論？

學生：當磁場方向向下且磁通量增加（減少）時，感應電流方向逆時針（順時針）;當磁場方向向上且磁通量增加（減少）時，感應電流方向順時針（逆時針）.

（3）小結(jié)

經(jīng)過一次歸納，結(jié)論具有了一般性，但這個結(jié)論夠簡潔嗎？“大道至簡”，簡潔美是物理學的科學美，物理學家們總要將自己的研究結(jié)論簡明扼要地表達出來，如果你是楞次，接下來該怎么做？

2.從感應電流方向到感應電流磁場方向的轉(zhuǎn)化

（1）啟發(fā)應用轉(zhuǎn)化法

組織學生討論如何簡化上述實驗結(jié)論，讓學生不斷碰壁，從而發(fā)現(xiàn)自己已經(jīng)被局限在了研究原磁場方向、磁通量變化與感應電流方向三者的關系中.

方法提示：

教師：在利用實驗研究a、F、m三者關系時，如果無法直接測量加速度a，該如何處理？

學生：可以將加速度a轉(zhuǎn)化為能夠直接測量的位移s，利用對比實驗完成研究.

通過上述啟發(fā)，學生會自主提出轉(zhuǎn)化研究的需求.

（2）轉(zhuǎn)化過程

①理論分析? ?由于磁通量變化剛歸納出來，且較為抽象，不容易被轉(zhuǎn)化.因此還剩兩個物理量可以轉(zhuǎn)化，一個是原磁場的方向，一個是感應電流的方向.原磁場方向可以朝著原電流的方向轉(zhuǎn)化，但只能解釋實驗（c），并不具有一般性.而感應電流總會產(chǎn)生感應磁場，因此，將感應電流的方向轉(zhuǎn)化為感應電流磁場的方向具有可行性.

②實驗驗證? ?上面只是從理論分析的角度闡述了可行性，但還是需要從實驗中獲得驗證.

演示實驗：

如圖2所示，拿來一個閉合鋁環(huán)，相當于是一個閉合線圈，將條形磁鐵快速插入，讓學生發(fā)現(xiàn)是因為感應電流的磁場與原磁場產(chǎn)生了排斥，從而導致了鋁環(huán)的轉(zhuǎn)動，最終驗證了從感應電流的方向到感應電流磁場的方向轉(zhuǎn)化的可行性.

（3）結(jié)論

感應電流的方向應轉(zhuǎn)化為感應電流磁場的方向.

（4）小結(jié)

經(jīng)過轉(zhuǎn)化后，歸納法所遇到的阻礙可能得以解決，接下來就需要回到前面歸納的部分繼續(xù)開展研究.

3.從一般性結(jié)論中歸納出簡潔性規(guī)律

（1）研究問題

探究原磁場方向、磁通量的變化與感應電流磁場的方向之間的簡潔性規(guī)律.

（2）歸納過程

①觀察轉(zhuǎn)化后的三者關系? ?如圖3所示，讓學生利用右手螺旋定則判斷出各圖中的感應電流磁場的方向，并觀察與原磁場方向的關系.

學生觀察結(jié)果：磁通量增加，感應電流磁場的方向與原磁場的方向相反;磁通量減小，感應電流的磁場方向與原磁場的方向相同.

②找尋簡潔性規(guī)律? ?播放磁鐵插入線圈的動畫，學生會發(fā)現(xiàn)如下現(xiàn)象：

如圖4所示，當磁通量增加時，感應電流的磁場對磁通量的增加起阻礙作用，它與原磁場方向相反，原來是為了阻礙磁通量的增加.

播放磁鐵拔出線圈的動畫，學生會發(fā)現(xiàn)如下現(xiàn)象：

如圖5所示，當磁通量減小時，感應電流的磁場對磁通量的減小還是起阻礙作用，它與原磁場方向相同，原來是為了阻礙磁通量的減小.

增加、減小可以歸納為變化，因此上述兩類結(jié)論可以歸納為：無論磁通量怎樣變化，感應電流的磁場總要阻礙磁通量的變化，其通過的手段就是利用兩種磁場的方向關系——增反減同.

（3）歸納出的簡潔性規(guī)律

感應電流具有這樣的方向，感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化，這就是楞次定律.

（三）物理方法的總結(jié)

借助于思維導圖，總結(jié)楞次定律研究過程中所使用的歸納法、轉(zhuǎn)化法等物理方法，理順各物理量之間的關系，實現(xiàn)楞次定律的知識建構(gòu)，具體如圖6所示.

三、顯性物理方法教學策略

1.搭建支架，自然引入

物理方法的引入絕不能采取灌輸?shù)淖龇ǎ駝t會陷入方法知識化的誤區(qū).應該通過回顧學生曾經(jīng)使用過的方法案例，觸發(fā)他們對物理方法使用條件的認知.針對學生不熟悉的物理方法，應該設計專門的方法教學環(huán)節(jié)，架設學生在新情境中使用物理方法的支架，構(gòu)建起物理方法使用的最近發(fā)展區(qū).

2.熟悉程序，建立聯(lián)系

熟練掌握每一種物理方法的運作程序，通過教材分析和學情分析，理清知識點之間的內(nèi)在邏輯以及學生的思維邏輯，并合理地安排在方法的運作程序中，從而將零散的知識點有機地聯(lián)系起來.

3.有主有次，協(xié)同推進

先構(gòu)建某種物理方法為主線，按照該方法的使用程序從物理現(xiàn)象出發(fā)，逐步向前推進，當遇到困難時，再采取其他物理方法，使得主體方法的思路得以繼續(xù)，最終獲得結(jié)論.

4.局部小結(jié)，全局總結(jié)

當在局部完成了某種物理方法后，要通過評價與質(zhì)疑的方式及時地進行小結(jié)，以便于發(fā)現(xiàn)下一步研究的方向.當獲得最終結(jié)論后，就需要通過思維導圖的方式將知識結(jié)構(gòu)與所使用的物理方法呈現(xiàn)出來，從而幫助學生理順全局的思路.

四、結(jié)語

綜上，在課堂中開展顯性物理方法教學，使用物理方法引導學生完成知識的建構(gòu)，這將有利于理順學生的思路，提高教學的效率.

參考文獻：

[1]課程教材研究所.普通高中課程標準實驗教科書.物理選修3-2[M].北京：人民教育出版社，2013：9-13.