怎樣上好“開放型”的物理課

劉志弘

【摘要】本文通過開放型的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，以楞次定律內(nèi)容為例，從三個難度遞進(jìn)的問題入手引領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷了猜測、找到、總結(jié)出規(guī)律，試圖探究一種開放型課程的教學(xué)模式。

【關(guān)鍵詞】開放 感應(yīng)電流的方向

【中圖分類號】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）06-0237-01

一、創(chuàng)設(shè)情景

利用在“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”中條形磁鐵在線圈中運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)，回憶實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，教師點(diǎn)播引導(dǎo)。在重復(fù)實(shí)驗(yàn)操作的過程中，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)在插入和拔除磁鐵的過程中，分別插入和拔除不同的磁極電流計表針的偏轉(zhuǎn)方向是不相同的。教師問：你能找到其中的奧妙嗎？

二、提出猜想

思維敏銳的學(xué)生在學(xué)完前兩節(jié)后意識到感應(yīng)電流的方向可能與插拔磁鐵的動作有關(guān)，于是大家紛紛提出了一些猜想，感應(yīng)電流的方向可能與①磁場的方向 ② 插拔磁鐵的動作 ③ 磁極的極性 ④ 磁通量的變化等幾個方面的因素有關(guān)。經(jīng)過大家的一番討論后，決定將①、②、④ 三個因素作為研究內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

三、找出實(shí)驗(yàn)方法

為了向?qū)W生提供研究問題的切入口與操作中應(yīng)注意的技術(shù)性問題、在寶貴的課堂時間內(nèi)少走彎路，教師提出了三個坡度問題供大家參考選擇，坡度問題是：① 靈敏電流計在指針的偏轉(zhuǎn)時，是否有感應(yīng)電流，如果有那么它們之間有什么樣的關(guān)系；② 線圈中在存在了感應(yīng)電流之后，怎樣判斷感應(yīng)電流的方向？如果沒有思路嘗試一下從尋找感應(yīng)電流方向轉(zhuǎn)變?yōu)閷ふ遗c感應(yīng)電流磁場的方向，看它們之間有什么關(guān)系；③ 感應(yīng)電流的磁場方向與插入磁極的極性有什么關(guān)系。在采納了大家方方面面的建議后，教師將全班同學(xué)分為兩組：第一組利用線圈、靈敏電流計、條形磁鐵、導(dǎo)線組成如圖1所示電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；第二組用直流電源、滑動變阻器、原副線圈、靈敏電流計、開關(guān)、導(dǎo)線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖2所示。

四、探究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

有了具體可操作的目標(biāo)，學(xué)生很快進(jìn)入角色。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中通過這兩種方式獲得了感應(yīng)電流，如何把各種現(xiàn)象歸納出來，并上升到理論上呢？教師可不失時機(jī)地提示，讓學(xué)生嘗試用表格記錄的方法以便于歸納總結(jié)，并及時的對學(xué)生的研究成果加以評價。

學(xué)生受到啟發(fā)，編制了各種表格。

第一組：在經(jīng)歷了線圈磁鐵共同運(yùn)動還是分別運(yùn)動后，采用了如下方法：將條形磁鐵的N極插入線圈和拔出線圈記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，再用磁鐵S極重復(fù)上述過程。

第二組：在經(jīng)歷了原副線圈一起運(yùn)動還是分別運(yùn)動之后，采用了幾乎與第一組類似的操作過程。讓副線圈里的電流隨開關(guān)閉合、斷開變化時，觀察電流表的指針偏轉(zhuǎn)方向，看看它們之間有什么樣的內(nèi)在聯(lián)系。再改變副線圈里的電流方向，重復(fù)上述過程，并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

通過感應(yīng)電流的產(chǎn)生一節(jié)的學(xué)習(xí)，在有沒有感應(yīng)電流的問題上學(xué)生有了明確的答案，既然有了，設(shè)計探究感應(yīng)電流方向的實(shí)驗(yàn)也就水到渠成了。通過反復(fù)討論、探究的成功與失敗也容易摸索出準(zhǔn)確的思路制定實(shí)驗(yàn)方案。但在設(shè)計實(shí)驗(yàn)表格時可能遇到一些小小困難，教師適當(dāng)指導(dǎo)、點(diǎn)撥，幫助學(xué)生迅速找到幾個關(guān)鍵因素，有助于學(xué)生的邏輯思維，通過現(xiàn)象剝繭抽絲找到規(guī)律。把分組實(shí)驗(yàn)設(shè)計為兩組，通過不同的路徑得出相同的結(jié)論，實(shí)驗(yàn)結(jié)論上升到理論。

五、總結(jié)實(shí)驗(yàn)規(guī)律

在分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、尋找實(shí)驗(yàn)規(guī)律時，兩組同學(xué)經(jīng)過一番研討后得出了這樣的結(jié)論：感應(yīng)電流的方向與磁通量的變化及原磁場的方向有關(guān)。教師因勢利導(dǎo)又提出了這樣的問題：在什么情況下感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場的方向相反？又在什么情況下它們的方向相同？同學(xué)們對實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行了一番對比、歸納后，很快得出了這樣的結(jié)論：在原磁場的磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場的方向相反；在原磁場磁通量減少時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場的方向相同。在經(jīng)歷了一番探討辯論后，大家得出了這樣的結(jié)論：感應(yīng)電流的磁場似乎總是拖跟磁通量的變化的后腿，表現(xiàn)為：感應(yīng)電流的磁場抵抗磁通量的增加，感應(yīng)電流的磁場抵抗補(bǔ)償磁通量的減少。在總結(jié)“阻礙”問題上學(xué)生表現(xiàn)出一定的困難，教師指點(diǎn)迷津，引領(lǐng)學(xué)生思想迅速升華，點(diǎn)出主題，問題迎刃而解。

六、抓住關(guān)鍵、變難為易

“阻礙”是影響學(xué)生理解規(guī)律的關(guān)鍵，將對“阻礙”的理解降低為三個層面：①從感應(yīng)電流方向跟原磁磁通量變化的關(guān)系著手，規(guī)律理解為“增則反，減則同”。②從磁鐵跟線圈相對運(yùn)動的角度，理解為“來則拒，去則留”；③從能量守恒的角度理解為其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能。

小游戲：猜極性

用圖一所示電路，用白紙將條形磁鐵包住，再插入線圈，依據(jù)靈敏電流計指針的偏轉(zhuǎn)、楞次定律來判斷磁極的極性。

教師出示總結(jié)的口訣：

電流方向不難判，關(guān)鍵要找兩個量。

一是磁場B方向，二是磁通Φ增減。

磁通若是增加時，B與B 正相反；

磁通若是減少時，B與B 同向看。

右手拇指指B ，四指環(huán)繞解疑難。

（B與B分別是原磁場和感應(yīng)電流的磁場，Φ是原磁場的磁通量。）

教后札記：開放型的課堂教學(xué)，就是開放課堂教學(xué)空間，創(chuàng)設(shè)開放型的課堂師生關(guān)系和開放型的課堂教學(xué)氣氛，將學(xué)習(xí)的主動權(quán)交給學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性思維，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高課堂教學(xué)質(zhì)量和效率，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國教育部制訂.物理課程標(biāo)準(zhǔn)（普通高中）.北京：人民教育出版社，2003