鄧蕓怡 蔣基豪

（重慶市兼善中學(xué) 重慶北碚 400700）

關(guān)于本節(jié)內(nèi)容，學(xué)生在初中已有一定的認(rèn)識(shí)——對(duì)閉合電路的部分導(dǎo)線切割磁感線能產(chǎn)生電流，但在空間想象、問(wèn)題本質(zhì)的分析等方面還較為薄弱。因此，在教學(xué)中需從學(xué)生的已有知識(shí)出發(fā)，通過(guò)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探究實(shí)驗(yàn)、產(chǎn)生問(wèn)題、協(xié)作交流等學(xué)習(xí)方法，從而解決問(wèn)題得出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件的結(jié)論。

教學(xué)引入是實(shí)驗(yàn)探究課中最為重要的一點(diǎn)，對(duì)于本節(jié)課更是如此，它不僅能調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維，還能引起學(xué)生的探究興趣。而教材所設(shè)計(jì)的引入就過(guò)于平淡，兩三句話就帶過(guò)了，這樣的引入可能對(duì)學(xué)生進(jìn)行有效知識(shí)回顧這一目標(biāo)都不能達(dá)到，那如何做到有效引入呢？有的老師可能用擊劍的亮燈計(jì)數(shù)或者揚(yáng)聲器的使用作為引入，這兩個(gè)引入一方面學(xué)生不能直觀感受，另一方面在解釋其原理時(shí)會(huì)很復(fù)雜，會(huì)涉及到許多還未接觸的知識(shí)，就變成了一個(gè)有頭無(wú)尾（學(xué)生并不明白現(xiàn)象與原理之間的關(guān)系）的事例，這種引入不算有效引入。其實(shí)這里我們可以借用教材中的“做一做”實(shí)驗(yàn)——搖繩發(fā)電來(lái)引入，引起學(xué)生的認(rèn)知沖突——沒(méi)有電源卻出現(xiàn)了電流，電流是怎么來(lái)的呢。這個(gè)實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單，需要的器材一根長(zhǎng)導(dǎo)線加上靈敏電流計(jì)就可以了（這個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)生也可以自己操作），同時(shí)在搖繩過(guò)程中電流計(jì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)他們發(fā)現(xiàn)用已有的知識(shí)無(wú)法解釋現(xiàn)象出現(xiàn)的原因，從而學(xué)生就會(huì)產(chǎn)生課堂參與感和繼續(xù)探究的想法。如果說(shuō)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)效果不明顯，還可以借用微電流放大器對(duì)比操作，為之后學(xué)習(xí)變壓器埋下伏筆[1]。

引入顯然是有必要的，但對(duì)于探究型實(shí)驗(yàn)更重要的是引導(dǎo)學(xué)生做出合理猜想，并為之設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件涉及的實(shí)驗(yàn)有三個(gè)：閉合電路的部分導(dǎo)線切割磁感線、條形磁鐵插入或抽出線圈、模仿法拉第的雙線圈實(shí)驗(yàn)。對(duì)于三個(gè)實(shí)驗(yàn)的銜接引導(dǎo)在很多物理老師上課的過(guò)程中都出現(xiàn)了問(wèn)題，學(xué)生不能理解三個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的，也就是為什么要是這三個(gè)實(shí)驗(yàn)。同時(shí)考慮到要讓學(xué)生有充分的時(shí)間就行實(shí)驗(yàn)操作，我建議第一個(gè)實(shí)驗(yàn)——閉合電路的部分導(dǎo)線切割磁感線可以改為教師演示實(shí)驗(yàn)，這樣在切割方面由教師演示能節(jié)約時(shí)間，也能讓學(xué)生能充分回顧相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。在演示過(guò)程中，教師需要做出導(dǎo)體棒的多種運(yùn)動(dòng)情況（進(jìn)出、斜向、平行上下和左右），強(qiáng)調(diào)辨別什么叫切割。對(duì)于切割可以有這樣的理解，當(dāng)導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)可以一直進(jìn)行時(shí)，導(dǎo)體棒是否能“切斷”所有磁感線，如果可以這種行為就叫“切割”，隨著課程的深入對(duì)切割也可以有這樣的理解導(dǎo)體棒是否存在“不在由初始導(dǎo)體棒初位置和磁場(chǎng)強(qiáng)度方向所構(gòu)成的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的情況”。

當(dāng)?shù)谝粋€(gè)試驗(yàn)完成后學(xué)生對(duì)電流的產(chǎn)生已經(jīng)有了初步猜想，電流的產(chǎn)生可能和導(dǎo)體的特定運(yùn)動(dòng)有關(guān)，此時(shí)教師可以繼續(xù)利用實(shí)驗(yàn)器材演示，如果是導(dǎo)體棒不動(dòng)，磁鐵運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的切割行為也能產(chǎn)生電流，讓學(xué)生知道切割是兩者之間的特定相對(duì)運(yùn)動(dòng)，也為第二個(gè)實(shí)驗(yàn)“條形磁鐵插入或抽出線圈”做鋪墊。

對(duì)于兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的過(guò)渡，教材沒(méi)有進(jìn)行說(shuō)明，但可以在上述演示實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上（此時(shí)學(xué)生已經(jīng)有了可以讓磁體移動(dòng)的思維）進(jìn)行提問(wèn)，是不是只有導(dǎo)體棒能產(chǎn)生電流，換成螺線管可以嗎？學(xué)生在這個(gè)問(wèn)題的引導(dǎo)下，就能開始設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。對(duì)比切割的實(shí)驗(yàn)，電流的產(chǎn)生必須滿足閉合回路的特點(diǎn)，所以需將螺線管與靈敏電流計(jì)組成閉合回路，觀察磁體進(jìn)出螺線管和停留在螺線管的幾種運(yùn)動(dòng)形式是否存在指針偏轉(zhuǎn)。在這里學(xué)生會(huì)看到進(jìn)入和抽出時(shí)指針偏轉(zhuǎn)的方向是不同的，此時(shí)可以進(jìn)一步提問(wèn)這個(gè)現(xiàn)象應(yīng)該與什么有關(guān)，這里會(huì)有部分學(xué)生覺(jué)得與磁體的運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)，還有的人認(rèn)為與磁場(chǎng)方向有關(guān)。對(duì)此老師進(jìn)行提問(wèn)：我們可以用什么實(shí)驗(yàn)方法去驗(yàn)證猜想。把磁體進(jìn)出螺線管的磁極進(jìn)行改變，就可以驗(yàn)證是否與進(jìn)出方向有關(guān)。在操作后學(xué)生會(huì)觀察到磁極改變（如果前面實(shí)驗(yàn)使用的為N極進(jìn)出，現(xiàn)在改為用S極進(jìn)出，反之同理）后相同運(yùn)動(dòng)中指針偏轉(zhuǎn)的方向發(fā)生了改變，但依舊存在磁體運(yùn)動(dòng)時(shí)指針才會(huì)偏轉(zhuǎn)的情況。這一操作說(shuō)明了導(dǎo)體電流的產(chǎn)生與磁場(chǎng)的變化有關(guān)，但感應(yīng)電流的方向還與磁場(chǎng)的方向有關(guān)，為下一堂課學(xué)習(xí)楞次定律做鋪墊[2]。

通過(guò)上面的實(shí)驗(yàn)學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)閉合導(dǎo)體回路和磁體總是在發(fā)生特定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)才能在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生電流，這里就需要做第三個(gè)實(shí)驗(yàn)——模仿法拉第的雙線圈實(shí)驗(yàn)，當(dāng)不存在運(yùn)動(dòng)時(shí)也有電流產(chǎn)生。關(guān)于兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的過(guò)渡可以這樣設(shè)計(jì)：在上述實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上提問(wèn)“在前面學(xué)習(xí)磁場(chǎng)時(shí)，除了磁體能產(chǎn)生磁場(chǎng)，還有什么物理裝置可以產(chǎn)生磁場(chǎng)”。學(xué)生會(huì)快速聯(lián)想到通電螺線管，這樣教師就可以進(jìn)行演示操作——將通電螺線管A充當(dāng)磁體進(jìn)出閉合回路中的螺線管B。當(dāng)通電螺線管A靜止放在螺線管B中時(shí)，電流計(jì)不再偏轉(zhuǎn)。教師在這里需要引導(dǎo)學(xué)生回顧螺線管A產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向該如何判斷——安培定則。通過(guò)安培定則的復(fù)習(xí)，會(huì)讓學(xué)生對(duì)電流改變從而讓螺線管A的磁場(chǎng)大小發(fā)生變化，進(jìn)而對(duì)螺線管B產(chǎn)生影響做出猜想，自然而然的就可以進(jìn)行第三個(gè)實(shí)驗(yàn)了。當(dāng)三個(gè)實(shí)驗(yàn)都完成后，進(jìn)行分析論證就能得到感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。

從以上的引入，到三個(gè)實(shí)驗(yàn)的引導(dǎo)銜接，可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，體會(huì)科學(xué)探索的過(guò)程特征，領(lǐng)悟科學(xué)的思維方法，并對(duì)之前有關(guān)電和磁的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行了鞏固，也為之后的學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)，使得課堂效率更高。