電磁感應實驗教學中的幾點創(chuàng)新

在電磁感應的教學中，通過提供多種多樣的實驗器材，為同學們搭建了一個充分展示個人才華和創(chuàng)新能力的平臺，這讓我發(fā)現(xiàn)了孩子們身上蘊藏的巨大潛能。

在以往的教學中，我們只是利用如圖1所示的實驗方法演示切割磁感線運動產(chǎn)生感應電流的原理，而這次通過開放式教學，同學們又探索出了許多其他的實驗方案。

例如：如圖2左圖所示，在螺線管中插入條形磁鐵，能明顯地看到靈敏電流計指針的偏轉；對比右圖，條形磁鐵在螺線管外部做相同的運動，靈敏電流計的指針幾乎沒有發(fā)生偏轉。甚至有的同學還發(fā)現(xiàn)，調換條形磁鐵的N、S極，指針偏轉方向改變。

還有的同學，先用如圖3左圖所示的一個蹄形磁鐵做實驗，然后再用右圖所示的兩個蹄形磁鐵做實驗。將兩個蹄形磁鐵的N極都向上，他發(fā)現(xiàn)靈敏電流計偏轉的角度變大了；將兩個蹄形磁鐵的S極都向上，線圈仍按原來的方向運動，靈敏電流計指針偏轉的方向改變了。

還有的同學如圖4左圖所示，將兩個蹄形磁鐵的N極都向上，左右移動線圈，發(fā)現(xiàn)靈敏電流計的指針偏轉很大。而如右圖所示，將一個蹄形磁鐵的磁極對調，同樣左右移動線圈，靈敏電流計的指針幾乎不動。

這是為什么呢？同學們經(jīng)過討論發(fā)現(xiàn)，左圖N極都在上方，而S極都在下方，磁感線都是向下的——彼此加強，所以線圈同時切割的磁感線較多，產(chǎn)生的電流較大。而右圖磁感線方向相反，磁場較弱，所以產(chǎn)生的電流較小。

這在以往的演示實驗教學過程中是從來沒有遇到過的！

如圖5所示，也有些同學用線圈和條形磁鐵做實驗，可以讓條形磁鐵單獨運動，也可以讓線圈單獨按同一方向運動，結果靈敏電流計指針偏轉方向相反。有的同學還發(fā)現(xiàn)：線圈和條形磁鐵做相對運動時，靈敏電流計指針的偏轉角度最大。

同學們熱情高漲，他們在探究產(chǎn)生感應電流的條件的同時，也探究出了影響感應電流大小以及方向的因素。有的小組居然還發(fā)現(xiàn)了下面的問題，他們的實驗是這樣的：如圖6左圖所示，左右移動線圈，發(fā)現(xiàn)電流表的指針偏轉較大；然后再按右圖同樣左右移動線圈，發(fā)現(xiàn)電流表的指針幾乎不動。這又是為什么呢？

圖1

圖2

在我的引導下，同學們發(fā)現(xiàn)：左圖中線圈的上下兩個邊，雖然運動方向相同，但是所在位置的磁感線方向并不相同，下方的磁感線方向向下，而上方的磁感線方向向上，所以在上下兩個邊中，產(chǎn)生的電流方向是不同的。由于產(chǎn)生的電流有助于流動，所以對外電路能夠產(chǎn)生電流。

而右圖中，因為左右兩個邊切割磁感線運動的方向相同，而磁感線的方向也相同，所以在左右兩個邊中產(chǎn)生的電流方向是一致的。由于產(chǎn)生的電流不利于流動，所以對外幾乎不產(chǎn)生電流。

到現(xiàn)在為止，同學們對產(chǎn)生感應電流的條件已經(jīng)研究得很透徹了，但還是有同學有疑問：為什么閉合電路的一部分導體在磁場中靜止時不能產(chǎn)生電流呢？經(jīng)過討論，同學們意識到：自然界中的能量是守恒的，也就是說，能量既不可能無緣無故產(chǎn)生，也不可能無緣無故消失，它只能從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到其他物體。如果導體不運動，它就沒有能量轉化為電能。

此外，如圖7所示，通過磁感線模型，孩子們非常直觀地看到了線圈在轉動過程中，有哪些邊在切割磁感線，切割速度怎樣，切割方向又怎樣，從而很容易解決發(fā)電機的問題。

圖3

圖4

圖5

圖6

圖7

教學效果評價：本節(jié)課我努力做到：學生探究性學習、教師問題式教學、師生合作化課堂。以興趣為起點、以知識為主線、以實驗為基礎、以科學探究為靈魂、以培養(yǎng)能力為抓手，滲透物理思想和科學方法，激發(fā)學生的學習興趣和學習熱情。重生活、重過程、重實驗、重探究、重方法、重應用、重交流、重合作，讓學生體驗、感受、參與知識的發(fā)生與發(fā)展的過程。在課堂中，創(chuàng)設情境，給學生一定的發(fā)展空間，讓學生在探究中學習，激發(fā)學生的學習興趣，點燃學生思維的火花，通過“體驗——思辨——表達”進而做到“思維可視化”。在教學中，關注學生思維的發(fā)展，沿著學生思維的遞進展開，使不同程度的學生都得到了良好的發(fā)展。教學中通過提供多種多樣的實驗器材，使課堂自始至終貫穿一種多向探索、勇于創(chuàng)新的積極氛圍，著眼于學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。