楞次定律教學(xué)設(shè)計(jì)

謝鳳洋

摘 要：楞次定律是繼牛頓三大定律、動(dòng)能定理、能量守恒定律之后的又一重要規(guī)律，它是力學(xué)和電學(xué)的融合，是高中階段最為綜合、最為抽象的一個(gè)規(guī)律。在物理教學(xué)中具有不容忽視的重要地位。

關(guān)鍵詞：高中物理；楞次定律；教學(xué)設(shè)計(jì)

一、教材分析

本節(jié)課選自人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理選修3-2第四章《電磁感應(yīng)》第五節(jié)。本節(jié)的主要內(nèi)容包括楞次定律的探究、理解和應(yīng)用，既是產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件的鞏固和發(fā)展，繼續(xù)探究感應(yīng)電流的方向所遵循的一般規(guī)律，又是法拉第電磁感應(yīng)定律的基礎(chǔ)。因此本節(jié)課在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中具有承前啟后的作用。

二、教學(xué)目標(biāo)

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)本節(jié)課的要求是：“通過探究，理解楞次定律”，按照新課標(biāo)的要求，本節(jié)課不單是為了使學(xué)生知道規(guī)律的內(nèi)容，更重要的是讓學(xué)生知道結(jié)論和規(guī)律如何得出的，因此教學(xué)重心要從結(jié)論的學(xué)習(xí)上轉(zhuǎn)移到規(guī)律的形成過程的學(xué)習(xí)，以及形成這些規(guī)律所用的方法的學(xué)習(xí)中。根據(jù)新課標(biāo)的要求，結(jié)合對(duì)教材內(nèi)容的分析確定了以下教學(xué)目標(biāo)：

知識(shí)與技能：理解楞次定律的內(nèi)容，能運(yùn)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向，并解答有關(guān)問題；

過程與方法：經(jīng)歷科學(xué)探究過程，嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物理問題，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和合作探究的能力；

情感態(tài)度與價(jià)值觀：激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究熱情，使學(xué)生具有勇于創(chuàng)新和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

三、學(xué)情分析

本節(jié)課的授課對(duì)象為高二年級(jí)的學(xué)生。

高二學(xué)生思維以抽象的邏輯思維為主，已具備一定的抽象思維能力和分析概括能力，并且經(jīng)過高中一年的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)具有一定的實(shí)驗(yàn)探究能力，使教師在引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，能夠完成規(guī)律的歸納和總結(jié)，為探究式教學(xué)的開展鋪平了道路。

經(jīng)過之前的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識(shí)了“靜電場(chǎng)”和“磁場(chǎng)”，掌握了磁通量的概念，會(huì)分析磁通量的變化，知道了條形磁鐵的磁感線分布，并能利用實(shí)驗(yàn)器材研究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件，即學(xué)生已經(jīng)能夠應(yīng)用感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件判定感應(yīng)電流的有無，但不會(huì)判定感應(yīng)電流的方向。由于楞次定律所涉及的是變化的磁場(chǎng)與感應(yīng)電流的磁場(chǎng)之間的相互關(guān)系，是一種“動(dòng)態(tài)場(chǎng)”，并且由“靜到動(dòng)”是一個(gè)大的飛躍，學(xué)生理解起來存在一定障礙。

四、教學(xué)重難點(diǎn)

由于楞次定律是一個(gè)物理規(guī)律的高度概括，學(xué)生在理解其語言表述時(shí)三方面困難：一是其涉及的物理概念多，如原磁場(chǎng)的方向、磁通量的增減、感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向等；二是規(guī)律比較隱蔽，難以直接觀察分析出其中的規(guī)律，需要將“感應(yīng)電流的磁場(chǎng)”作為中介；三是“阻礙”作用的概括性和抽象性，學(xué)生難以全面深刻理解。因此，探究楞次定律過程是本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)，理解楞次定律是本節(jié)的難點(diǎn)。

五、教法選擇與學(xué)法指導(dǎo)

在教學(xué)過程中，遵循循序漸進(jìn)和啟發(fā)式的教學(xué)原則，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，注重引導(dǎo)學(xué)生自主探究。從課堂教學(xué)實(shí)際出發(fā)，選擇運(yùn)用以下教學(xué)方法：

1.情景導(dǎo)入法：通過鋁環(huán)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)物理情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

2.問題引導(dǎo)法：通過布置問題任務(wù)的方式引導(dǎo)學(xué)生制定探究計(jì)劃。

3.實(shí)驗(yàn)探究法：指導(dǎo)學(xué)生利用上節(jié)探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件中的改造實(shí)驗(yàn)繼續(xù)研究感應(yīng)電流的方向。

在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中，將指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用自主學(xué)習(xí)和小組合作探究的學(xué)習(xí)方法，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生良好的思維習(xí)慣，將知識(shí)遷移到自己的學(xué)習(xí)生活中。

六、教學(xué)過程

根據(jù)以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)的新課程教學(xué)理念，為了最大限度的調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課堂學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，將安排以下教學(xué)環(huán)節(jié)：

1.情景導(dǎo)入，引入新課

教師活動(dòng)：演示“米老鼠”實(shí)驗(yàn)，讓底座裝有環(huán)形磁鐵的米老鼠玩偶從透明有機(jī)玻璃管中落入螺線圈；改變底座的小磁鐵的極性，再次下落。

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生觀察這兩次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，根據(jù)現(xiàn)象分析燈亮原因，并思考兩次燈亮的顏色不同說明了這兩次產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向不同。

設(shè)計(jì)意圖：根據(jù)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，知識(shí)不可能脫離活動(dòng)情景而抽象的存在，學(xué)習(xí)應(yīng)該與情景化的社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)相結(jié)合，因此本節(jié)課采用情景導(dǎo)入的方式引入新課，可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生求知欲望，使學(xué)生迅速進(jìn)入教學(xué)情境。

2.提出問題，猜想假設(shè)

教師提問：感應(yīng)電流的方向與哪些因素有關(guān)。并根據(jù)學(xué)生的猜想引導(dǎo)學(xué)生審核和篩選，最終提煉出兩個(gè)主因素，即：與磁場(chǎng)方向有關(guān)，與磁通量的變化有關(guān)。

學(xué)生猜想：與磁體的運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)；與磁鐵的磁極有關(guān)；與螺線管線圈的繞向有關(guān)；與磁通量的變化有關(guān)。

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生認(rèn)識(shí)猜想與假設(shè)的重要性，經(jīng)歷科學(xué)探究的過程。

3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)探究

教師活動(dòng)：（1）利用現(xiàn)有器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并向?qū)W生提出以下問題：①研究一個(gè)量與其他量之間關(guān)系時(shí)一般選用什么方法？②如何控制磁通量的變化和磁場(chǎng)方向？③在實(shí)驗(yàn)操作過程中，需觀察和記錄什么？

（2）展示自制教具（利用二極管的單向?qū)щ娦灾苯语@示感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向），進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。

學(xué)生活動(dòng)：1.學(xué)生小組交流討論，總結(jié)在實(shí)驗(yàn)中需進(jìn)行四組操作（磁鐵的N極向下插入和拔出，S極向下插入和拔出），并根據(jù)觀察項(xiàng)目設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)表格。

2.學(xué)生小組合作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

設(shè)計(jì)意圖：通過合作學(xué)習(xí)，讓學(xué)生積極參與、樂于探究、勇于實(shí)驗(yàn)、勤于思考，培養(yǎng)學(xué)生合作交流的能力和科學(xué)探究的能力。

4.歸納總結(jié)，深化理解

教師活動(dòng)：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)規(guī)律，總結(jié)規(guī)律。（2）四個(gè)方面理解“阻礙”（誰阻礙，阻礙誰，如何阻礙，能否阻止）。（3）從磁通量變化、相對(duì)運(yùn)動(dòng)、能量守恒的角度解釋楞次定律的含義。

5.課堂小結(jié)，應(yīng)用規(guī)律。通過雙管落磁實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生利用楞次定律解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并得出利用“四步走”判斷感應(yīng)電流的方向。學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋現(xiàn)象，學(xué)會(huì)應(yīng)用。引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用，運(yùn)用課堂所學(xué)解決生活中的實(shí)際問題。

6.課外思考，鞏固提升。思考：將此閉合回路的螺線管置于臺(tái)秤上，當(dāng)磁鐵插入或拔出螺線管時(shí)臺(tái)秤示數(shù)為什么會(huì)增大或減?。繉W(xué)生課外探究，鞏固所學(xué)，加深理解。