“楞次定律”的探究式教學(xué)設(shè)計(jì)

龔湘萍 陳禮生

摘 要 依據(jù)物理學(xué)科核心素養(yǎng)，結(jié)合教材內(nèi)容和特點(diǎn)進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)和探究式教學(xué)設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和教學(xué)方式的多樣化，對(duì)教學(xué)和探究過(guò)程進(jìn)行了表達(dá)、評(píng)價(jià)和反思。

關(guān)鍵詞 探究式 教學(xué)設(shè)計(jì) 核心素養(yǎng) 反思

中圖分類號(hào)：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

教學(xué)設(shè)計(jì)：

本課案例通過(guò)“楞次定律的內(nèi)容”的教學(xué)，主要突出利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段設(shè)計(jì)的一次學(xué)習(xí)活動(dòng);通過(guò)理解楞次定律與能量守恒定律相符合體現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感;通過(guò)對(duì)影響感應(yīng)電流方向的因素和楞次定律的核心“阻礙”的含義的探究，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)用科學(xué)思維的方法獲取證據(jù)，進(jìn)行邏輯推理找出規(guī)律，得出結(jié)論;通過(guò)合作探究和分組實(shí)驗(yàn)及討論，感受對(duì)楞次定律的認(rèn)知規(guī)律，培養(yǎng)觀察實(shí)驗(yàn)，分析、歸納、總結(jié)物理規(guī)律的能力;通過(guò)實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)培養(yǎng)學(xué)生追求科技創(chuàng)新的意識(shí)和能力。

課堂結(jié)合教學(xué)實(shí)際，準(zhǔn)備了電磁爐、小彩燈、靈敏電流計(jì)、線圈、條形磁鐵、自制楞次定律演示儀等器材，采用了實(shí)驗(yàn)法、探究法、討論法、歸納法等方法注重引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷建模過(guò)程突出重點(diǎn);通過(guò)總結(jié)歸納出判斷感應(yīng)電流方向的基本步驟，側(cè)重發(fā)展學(xué)生的建模能力、推理能力、探究和交流能力;將評(píng)價(jià)和學(xué)習(xí)過(guò)程緊密結(jié)合起來(lái)，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)，正確運(yùn)用科技成果的態(tài)度和促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任感。

教學(xué)過(guò)程：

1課前準(zhǔn)備

（1）【演示實(shí)驗(yàn)】：電磁爐點(diǎn)亮小彩燈。思考：小彩燈沒(méi)有接電源，為什么會(huì)亮？

（2）復(fù)習(xí)思考：感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是什么？

2引入新課

利用網(wǎng)絡(luò)和多媒體展示開(kāi)展以下學(xué)生活動(dòng)。

學(xué)生活動(dòng)1——觀看視頻：電磁感應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生在組內(nèi)交流，注意磁鐵插入與拔出時(shí)電流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)相同嗎？左偏與右偏意味著什么呢？

學(xué)生活動(dòng)2——小組討論：分析某組學(xué)生交流結(jié)果，提出感應(yīng)電流的方向是否與磁場(chǎng)的方向有關(guān)？是否與磁體的運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)？

通過(guò)上述活動(dòng)，引導(dǎo)提出需要深入探究的核心問(wèn)題：感應(yīng)電流的方向由那些因素決定？遵循什么規(guī)律？這就是我們今天這節(jié)課要探究的問(wèn)題——楞次定律。

3探究過(guò)程

問(wèn)題1：感應(yīng)電流的方向與什么因素有關(guān)？

學(xué)生作出猜想：感應(yīng)電流的方向可能與線圈的繞向、原磁場(chǎng)的方向和磁體的運(yùn)動(dòng)方向。這個(gè)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)控制了線圈的繞向，我們來(lái)探究感應(yīng)電流的方向與原磁場(chǎng)的方向和磁體的運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系。

活動(dòng)1——依據(jù)原實(shí)驗(yàn)提出問(wèn)題：原實(shí)驗(yàn)通過(guò)觀察電流計(jì)的偏轉(zhuǎn)方向判斷感應(yīng)電流方向，找出感應(yīng)電流方向與哪些因素有關(guān)，思考實(shí)驗(yàn)方案存在什么問(wèn)題。（通過(guò)討論實(shí)現(xiàn)認(rèn)識(shí)感應(yīng)電流的方向用電流計(jì)的偏轉(zhuǎn)方向表示受到電流計(jì)本身原理的影響，電流計(jì)的偏轉(zhuǎn)方向與感應(yīng)電流的方向關(guān)系不夠直觀，各種實(shí)驗(yàn)操作與感應(yīng)電流方向的關(guān)系不夠直觀等問(wèn)題）

活動(dòng)2——設(shè)計(jì)并實(shí)施探究方案：

（1）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案：利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，用二極管的單向?qū)щ娦酝ㄟ^(guò)發(fā)光二極管直接顯示感應(yīng)電流的方向。

（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄結(jié)果表格（N、S極插入或拔出時(shí)，線圈中（原）磁場(chǎng)的方向、線圈中（原）磁通量的變化、感應(yīng)電流的方向、感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向的情況）。

（3）分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（4）對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)推理，找出規(guī)律，得出結(jié)論： 增反減同（阻礙）。

（5）總結(jié)得出楞次定律 ：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。

問(wèn)題2：如何運(yùn)用楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向？

活動(dòng)3——建構(gòu)模型，總結(jié)判斷感應(yīng)電流方向的步驟：

（1）明確原磁場(chǎng)方向;（2）明確穿過(guò)閉合電路磁通量是增加還是減少;（3）根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向;（4）利用安培定則判斷感應(yīng)電流方向。

教學(xué)反思：

（1）關(guān)于課題選定?！袄愦味伞弊鳛橐粋€(gè)與實(shí)際聯(lián)系緊密的教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生往往對(duì)其懷有濃厚的學(xué)習(xí)興趣，但又十分難以掌握，如能有意識(shí)地讓學(xué)生體會(huì)認(rèn)知的過(guò)程，可以有助于他們開(kāi)闊視野，培養(yǎng)學(xué)習(xí)和研究物理的好奇心和求知欲，同時(shí)，“楞次定律”又是綜合運(yùn)用安培定則、左手定則、右手定則、楞次定律及能量守恒定律的著名實(shí)例，藉此機(jī)會(huì)，可使學(xué)生對(duì)電磁學(xué)的有關(guān)知識(shí)掌握上升一個(gè)新的層次。

（2）關(guān)于教材處理。本節(jié)課的教材組織及教學(xué)流程這里值得說(shuō)明的問(wèn)題是：在順序上，不管是傳統(tǒng)教學(xué)還是最新教學(xué)理念的教改課題都是一樣的，區(qū)別在于傳統(tǒng)教學(xué)是教師把思維過(guò)程講解清楚，而探究式教學(xué)是把培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)作為首要目標(biāo)，把探究過(guò)程交給學(xué)生自己，教師的責(zé)任一是把握教材知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系，遵循學(xué)生認(rèn)識(shí)規(guī)律，駕馭教材，對(duì)教學(xué)內(nèi)容作一番必要的剪輯或加工，這也是一種教學(xué)藝術(shù)的再創(chuàng)造;二是引導(dǎo)學(xué)生盡可能把實(shí)驗(yàn)需要觀察和發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象和問(wèn)題明顯化，使學(xué)生能夠?qū)嵤┱_的探究，使用合適的方法和手段分析、處理信息，通過(guò)描述、解釋、交流等方法，準(zhǔn)確表達(dá)、評(píng)估和反思探究過(guò)程和結(jié)果，本課的實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)和探究式教學(xué)設(shè)計(jì)就是奔著這一立德樹(shù)人目標(biāo)而設(shè)計(jì)的。

（3）關(guān)于教法設(shè)計(jì)。這類課題如果沿用“講解原理，教師演示，得出規(guī)律，強(qiáng)化理解”的傳統(tǒng)教法，就會(huì)造成教師呆板地講、學(xué)生被動(dòng)地聽(tīng)的局面。學(xué)生所獲得的是靜態(tài)的知識(shí)（現(xiàn)成結(jié)論），而那些蘊(yùn)含于研究過(guò)程中的動(dòng)態(tài)知識(shí)（科學(xué)方法等），卻得不到應(yīng)有的開(kāi)發(fā)，這實(shí)在是教學(xué)過(guò)程中的失策。

本課按照“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，過(guò)程為主線”的教學(xué)設(shè)想，采取了引導(dǎo)探究的教學(xué)方法，即把教材內(nèi)容有機(jī)地劃分成若干個(gè)探究階段，并輔之以一系列環(huán)環(huán)相扣的問(wèn)題，鋪設(shè)成一條通往知識(shí)高峰的階梯，并設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)記錄表，引導(dǎo)學(xué)生將小組實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象與思考記錄在表格中，便于學(xué)生課后進(jìn)行反思和評(píng)價(jià)，能有效地將日常學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)與課堂教學(xué)融為一體，切實(shí)提高學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)水平。