用問題驅(qū)動探究的物理教學(xué)探討
——以“探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”教學(xué)為例

徐文暉 龐 萌

(1.江蘇省南京市第九中學(xué)，江蘇 南京 210018；2.江蘇省南京市板橋中學(xué)，江蘇 南京 210039)

用問題驅(qū)動探究的物理教學(xué)探討
——以“探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”教學(xué)為例

徐文暉1龐 萌2

(1.江蘇省南京市第九中學(xué)，江蘇 南京 210018；2.江蘇省南京市板橋中學(xué)，江蘇 南京 210039)

本文以“探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生的條件”一課為例，闡述以問題為驅(qū)動、進(jìn)行探究式教學(xué)的措施，以提高教學(xué)的實效。

物理教學(xué)；探究式教學(xué)；問題驅(qū)動

1 引言

在高中物理教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)探究的基本方法、培養(yǎng)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的興趣、發(fā)展自主學(xué)習(xí)的能力、培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度和關(guān)心社會的責(zé)任感是新課程提出的目標(biāo)，也是學(xué)生終身學(xué)習(xí)和健康發(fā)展的需要。

在探究式教學(xué)中，通過創(chuàng)設(shè)以“學(xué)”為中心的智力和社會交往環(huán)境，讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)與解決問題，它既重視結(jié)果，又強調(diào)知識獲得的過程；既關(guān)注建構(gòu)，又重視應(yīng)用，突出以學(xué)生為中心和全體學(xué)生參與。因而在高中物理教學(xué)中實施探究式教學(xué)，可以大大提高教學(xué)質(zhì)量，有利于素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育的有效實施。

普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)在課程的具體目標(biāo)中也明確提出：經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，認(rèn)識科學(xué)探究的意義，嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物理問題、驗證物理規(guī)律。可見，在物理教學(xué)中運用探究式教學(xué)，可以優(yōu)化物理課堂教學(xué)。探究式教學(xué)應(yīng)該融合在日常的物理教學(xué)中，成為物理課堂教學(xué)必不可少的一部分。筆者結(jié)合“探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件”的教學(xué)，談?wù)勅绾我詥栴}為驅(qū)動，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究。

2 以問題為驅(qū)動的探究式教學(xué)實踐

2.1 創(chuàng)設(shè)情境，激趣生疑

物理情境的創(chuàng)設(shè)是發(fā)現(xiàn)和提出科學(xué)問題的重要前提，通過演示實驗提出新問題，把學(xué)生曾經(jīng)的生活體驗以多種形式再現(xiàn)，在學(xué)生觀察、思考的同時，產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，“問題意識”油然而生，驅(qū)動學(xué)生主動探。

問題1：一個紙管，纏繞了三個線圈，每個線圈接2個發(fā)光二極管(如圖1)，假如沒有電源，能否讓二極管發(fā)光？

圖1

問題2：二極管發(fā)光了，說明線圈中產(chǎn)生了電流。由磁生電，通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流稱為感應(yīng)電流。剛剛的實驗產(chǎn)生感應(yīng)電流的方式和我們初中學(xué)習(xí)的“切割”不一樣，到底怎么才能產(chǎn)生感應(yīng)電流呢？

通過創(chuàng)設(shè)情境，促成學(xué)生“問題意識”的形成，激發(fā)起探究欲望。

本節(jié)課以教師自制的“磁光管”創(chuàng)設(shè)情境，演示讓二極管發(fā)光來導(dǎo)入新課。學(xué)生在初中時學(xué)過電磁感應(yīng)，通過巧妙設(shè)疑，引起學(xué)生的認(rèn)知沖突，這不但能激發(fā)學(xué)生的求知欲，調(diào)動學(xué)生的積極性，而且還能指引探究活動的方向。

2.2 問題驅(qū)動，辨疑解難

探究過程中，教師應(yīng)充分發(fā)揮主導(dǎo)作用，筆者以問題串的形式，通過問題驅(qū)動，啟發(fā)學(xué)生不斷思考，創(chuàng)造生動、活潑的學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)學(xué)生強烈的問題意識和探究動機，點燃學(xué)生思維的火花，然后再通過實驗、歸納、交流、評估等環(huán)節(jié)去解決物理問題，在這種問題驅(qū)動的探究過程中，學(xué)生既獲取了知識，掌握了規(guī)律，又能培養(yǎng)其創(chuàng)新思維能力。

實驗一：“磁光管”實驗

實驗裝置如圖2所示，問題設(shè)計如下。

圖2

問題1：要產(chǎn)生感應(yīng)電流有一個前提，線圈所在的導(dǎo)體回路必須是怎么樣的回路？

問題2：怎么確定回路中存在電流？

問題3：在操作之前你能確定電流的方向嗎？

問題4：通過剛才的實驗，我們發(fā)現(xiàn)磁鐵和線圈兩者會“來電”。桌上也有磁鐵和線圈不妨試一下，怎樣使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流？

在問題2中自然引入靈敏電流計，并了解靈敏電流計構(gòu)造，明確實驗所要觀察的現(xiàn)象。讓學(xué)生通過一定的思考，再進(jìn)行探究，而非將儀器結(jié)構(gòu)和注意事項進(jìn)行簡單的羅列。

問題5：普通的鐵棒在線圈周圍運動，會不會有感應(yīng)電流？磁鐵和鐵棒的區(qū)別在哪？

問題6：

(1) 條形磁鐵周圍的磁場有什么特征？

(2) 你能在圖3中大致畫出磁感線嗎？

圖3

(3) 磁感線是均勻分布的嗎？磁感線疏密程度表示什么？

(4) 磁鐵插入線圈過程中，線圈中的磁感應(yīng)強度是否發(fā)生變化？

(5) 磁體與線圈相對靜止，會產(chǎn)生感應(yīng)電流嗎?

通過逐層遞進(jìn)式的問題，引導(dǎo)學(xué)生把觀察到的現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為看不到的物理量，化抽象為形象，讓學(xué)生在思考中加深對所學(xué)知識的理解，從而增加探究的深度。

問題7：是不是一定要磁體與線圈相對運動才能產(chǎn)生感應(yīng)電流呢？

讓學(xué)生對已有的規(guī)律進(jìn)行反思，從而引發(fā)對未知規(guī)律的猜想，并且為下一個探究實驗埋下伏筆。

實驗二：模仿法拉第的實驗

實驗裝置如圖4所示，問題設(shè)計如下。

圖4

問題1：產(chǎn)生的電流是否持續(xù)？

問題2:在合上開關(guān)、移動滑動變阻器、斷開開關(guān)這些過程中，A線圈中什么發(fā)生了變化，才使B線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流？

問題3：你能在圖5中定性描繪出線圈A電流變大過程中磁感應(yīng)強度的變化嗎？

圖5

問題4：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件真的一定是磁感應(yīng)強度B發(fā)生變化嗎？

通過前3個問題，引導(dǎo)學(xué)生將探究結(jié)果引向線圈中磁感應(yīng)強度的變化，但第4個問題又峰回路轉(zhuǎn)，啟發(fā)學(xué)生進(jìn)一步思考，更深入地將探究進(jìn)行到底。

實驗三：導(dǎo)體棒切割磁感線實驗

實驗裝置如圖6所示，問題設(shè)計如下。

圖6

問題1：觀察到導(dǎo)體棒位置發(fā)生了變化，產(chǎn)生了感應(yīng)電流，你是否同意這個觀點？

問題2：是不是導(dǎo)體棒位置發(fā)生了變化，一定就會產(chǎn)生感應(yīng)電流？能否舉出反例？

問題3：位置的變化要引起什么變化才能產(chǎn)生感應(yīng)電流？

問題4：如果周圍空間不存在磁場，還會產(chǎn)生感應(yīng)電流嗎？

問題5：這個面積應(yīng)該具體指什么？

問題6：那么在導(dǎo)體棒切割的過程中磁感應(yīng)強度B發(fā)生變化了嗎？

學(xué)生通過思考不斷產(chǎn)生認(rèn)知沖突，啟發(fā)他們積極思考，加深對初中“切割”的理解，為總結(jié)感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件做鋪墊。

2.3 釋疑驗證，總結(jié)歸納

問題1：在物理學(xué)中存在簡潔、和諧之美，盡管產(chǎn)生感應(yīng)電流的方式是不同的，但是不是產(chǎn)生感應(yīng)電流應(yīng)該具有相同的條件？

問題2：在閉合導(dǎo)體回路中，哪一個物理量變化時，會產(chǎn)生感應(yīng)電流？

學(xué)生根據(jù)實驗事實進(jìn)行思考、討論，揭示產(chǎn)生現(xiàn)象的原因。教師適時點撥，有利于去偽存真，把探究引向深入。

3 總結(jié)與思考

(1) 不是所有的探究，都要學(xué)生動手實踐

“探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件”這節(jié)課有3個實驗，在筆者開始的教學(xué)設(shè)計中，每個實驗都讓學(xué)生動手實踐，結(jié)果學(xué)生由于對實驗儀器的組裝并不清楚，實驗效果不佳，并大大占用了思考、討論的時間。在不斷實踐中，筆者最后僅把“磁光管實驗”作為學(xué)生實驗，其他都作為演示實驗，節(jié)省下來的時間用于知識的鋪墊，明確實驗裝置，讓學(xué)生進(jìn)行思考和討論。其實一堂成功的探究課，必定是學(xué)生思維不斷產(chǎn)生碰撞，而非學(xué)生自主實驗越多越好。

(2) 不能因為強調(diào)“自主”探究，就放任學(xué)生獨立完成

探究式教學(xué)并非教師撒手不管，而應(yīng)充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用。還以“探究感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件”這節(jié)課為例，筆者第一次就把整個課堂拋給學(xué)生，讓學(xué)生自己動手實驗，自己總結(jié)規(guī)律，結(jié)果學(xué)生的確一直在動手，但沒有思考，課堂鬧哄哄，教學(xué)效果很不理想。在實施過程中，教師要關(guān)注教學(xué)目標(biāo)的落實，引導(dǎo)探究，指出誤區(qū)，把握探究方向。而筆者認(rèn)為采用問題驅(qū)動的方式，可強化學(xué)生的參與意識，體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，讓學(xué)生在問題解決中真正主動探究。

[1] 林茂青.讓學(xué)生在探究中主動學(xué)習(xí)高中物理[J].新課程研究,2009，(3).

[2] 馬桂君.高中物理探究性學(xué)習(xí)活動的實踐與思考[J].中國民族教育,2006，(12).

[3] 葉根弟.淺談中學(xué)物理教學(xué)問題情境的創(chuàng)設(shè)[J].中學(xué)物理教學(xué)參考,2012，(6).