談楞次定律的教學(xué)設(shè)計(jì)

經(jīng)受探究過(guò)程，體驗(yàn)科學(xué)方法——談楞次定律的教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)內(nèi)容分析電場(chǎng)和磁場(chǎng)是統(tǒng)一的電磁場(chǎng)的兩個(gè)方面，高中教材已在前面分別爭(zhēng)論了電場(chǎng)和磁場(chǎng)的根本性質(zhì)，并學(xué)習(xí)了“電生磁”的現(xiàn)象與規(guī)律，初步生疏了電磁之電磁感應(yīng)的內(nèi)容既是前面所學(xué)內(nèi)容的進(jìn)展，又是后面學(xué)習(xí)“交變電流”、“電磁場(chǎng)和電磁波”等內(nèi)容的根底。所以本章內(nèi)容在電學(xué)教材中占有很重要的地位。電磁感應(yīng)一章主要從兩方面爭(zhēng)論電磁感應(yīng)現(xiàn)象的規(guī)律，通過(guò)試驗(yàn)爭(zhēng)論感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小遵循的普遍規(guī)律——法拉第電磁感應(yīng)定律，探究感應(yīng)電流方向的一般規(guī)律——楞次定律。楞次定律是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)，是本章教學(xué)的重點(diǎn)。由于楞次定律涉及的物理量多，關(guān)系簡(jiǎn)單，其抽象性和概括性很強(qiáng)，學(xué)生理解楞次定律有較大的難度，所以是本章教學(xué)的難點(diǎn)。由于楞次定律是本章教學(xué)的難點(diǎn)，所以教材把楞次定律的內(nèi)容放在法拉第電磁感應(yīng)定律之后，依據(jù)教材的這一特點(diǎn)和學(xué)生難以理解表述比較抽象的楞次定律的實(shí)際狀況，本節(jié)課的主要任務(wù)是引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)試驗(yàn)方法，經(jīng)受探究過(guò)程，總結(jié)出感應(yīng)電流的方向所遵循的一般規(guī)律——楞次定律，并對(duì)定律內(nèi)容有初步理解。并且在探究楞次定律后通過(guò)應(yīng)用楞次定律進(jìn)展有關(guān)推斷，以幫助學(xué)生深刻理解楞次定律，把握應(yīng)用它分析解決問(wèn)題的方法，順當(dāng)突破這一難點(diǎn)。二、教學(xué)方法分析樂(lè)于探究、勇于試驗(yàn)、勤于思考。通過(guò)多樣化的教學(xué)方式，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)問(wèn)與技能，培育其科學(xué)探究力量，使其逐步形成科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神。探究既是學(xué)生獵取物理學(xué)問(wèn)的重要方法，也是學(xué)生學(xué)習(xí)和把握學(xué)問(wèn)的重要途徑，同時(shí)還是學(xué)生學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容，探究力量是高中物理課程的培育目標(biāo)之一。學(xué)生通過(guò)經(jīng)受與科學(xué)工作者進(jìn)展科學(xué)探究的相像過(guò)程，學(xué)習(xí)物理學(xué)問(wèn)與技能，體驗(yàn)科學(xué)探究的樂(lè)趣，學(xué)習(xí)科學(xué)家的爭(zhēng)論方法，領(lǐng)悟科學(xué)的思想，提高科學(xué)素養(yǎng)。為表達(dá)課程理念，在楞次定律教學(xué)過(guò)程中，制造條件讓學(xué)生經(jīng)受科學(xué)探究過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生循著前人爭(zhēng)論的思路來(lái)重“覺(jué)察”這一規(guī)律，在重探究的過(guò)程中培育學(xué)生的觀看試驗(yàn)、動(dòng)手實(shí)踐力量及規(guī)律思維力量。三、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)、教具與媒體教學(xué)學(xué)問(wèn)與技能知道楞次定律的內(nèi)容。理解楞次定律中“阻礙”的含義。能應(yīng)用楞次定律推斷感應(yīng)電流的方向。目標(biāo)方法在探究楞次定律的過(guò)程中，培育學(xué)生的試驗(yàn)、觀看、分析、歸比較及科學(xué)假說(shuō)爭(zhēng)論問(wèn)題的方法。度與價(jià)值觀修正錯(cuò)誤的科學(xué)精神。教學(xué)難點(diǎn)學(xué)情分析方法運(yùn)用教具和媒體

探究楞次定律的過(guò)程及楞次定律的含義。的自主學(xué)習(xí)力量和科學(xué)探究力量。原、副線圈，電流表，磁鐵，電池，開(kāi)關(guān)，導(dǎo)線等四、教學(xué)流程設(shè)計(jì)五、教學(xué)程序〔一〕提出問(wèn)題讓學(xué)生連接好如圖1N極插入線圈、拔出線S極插學(xué)生觀看到：將磁鐵N極插入線圈、拔出線圈時(shí)電流表指針偏轉(zhuǎn)方向不同；分別將磁鐵N極和S極插入線圈時(shí)電流表指針偏轉(zhuǎn)方向也不同，等等。依據(jù)觀看怎樣推斷感應(yīng)電流的方向？教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明：在科學(xué)探究過(guò)程中，提出問(wèn)題的重要性問(wèn)題則源于對(duì)現(xiàn)象的質(zhì)疑?！捕巢聹y(cè)與假設(shè)過(guò)學(xué)生爭(zhēng)論，總結(jié)歸納出跟感應(yīng)電流方向有關(guān)的因素可能有兩個(gè)：磁通量的變化及原磁場(chǎng)方向。初步的推斷、合理的推想并提出假說(shuō)的力量，這也是科學(xué)探究的重要步驟。二是通過(guò)猜測(cè)，為下一步的爭(zhēng)論確定方向，抑制了爭(zhēng)論的盲目性。已有的學(xué)問(wèn)和閱歷對(duì)做出的假定、猜測(cè)作初步的分析和規(guī)律證明，形成假設(shè)與猜測(cè)。提出假定、猜測(cè)的過(guò)程是一個(gè)思維格外活潑的過(guò)程，該階段的思維常常是非規(guī)律性的、發(fā)散性的。而對(duì)假定、猜測(cè)作初步的分析和規(guī)律證明的過(guò)程，思維是規(guī)律性的、收斂性的。因此，整個(gè)假設(shè)與猜測(cè)的形成過(guò)程是一個(gè)非規(guī)律性和規(guī)律性、發(fā)散與收斂反復(fù)交替的過(guò)程，是一個(gè)制造性的過(guò)程。教學(xué)中應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生反復(fù)經(jīng)受假定與解釋兩個(gè)過(guò)程，形成良好的思維習(xí)慣?！踩吃O(shè)計(jì)試驗(yàn)，驗(yàn)證猜測(cè)原理，設(shè)計(jì)試驗(yàn)方法。設(shè)計(jì)方案：要產(chǎn)生感應(yīng)電流，需要有施感磁場(chǎng)和受感電路兩個(gè)要素。施感磁場(chǎng)可以有磁鐵供給，也可以由電流供給。受感電路中應(yīng)有線圈，為了檢驗(yàn)感應(yīng)電流并顯示其方向，還需要零刻度在中間的電流表。學(xué)生依據(jù)設(shè)計(jì)思路，由供給的試驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)試驗(yàn)，形成兩種設(shè)計(jì)方案：A組試驗(yàn)電路如圖1所示，B組試驗(yàn)電路如圖2所示。同類試驗(yàn)的小組間通過(guò)爭(zhēng)論，完教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明：通過(guò)前兩節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生設(shè)計(jì)爭(zhēng)論感應(yīng)電流方向的試驗(yàn)并不困難，通過(guò)爭(zhēng)論也簡(jiǎn)潔設(shè)計(jì)出試驗(yàn)的方案。在設(shè)計(jì)試驗(yàn)記錄表時(shí)，可能遇到一些困難，教師可加以指導(dǎo)、點(diǎn)拔，以使設(shè)計(jì)的試驗(yàn)記錄表有助于學(xué)生分析現(xiàn)象，覺(jué)察規(guī)律。把試驗(yàn)設(shè)計(jì)為A、B兩組，通過(guò)不同試驗(yàn)，得出一樣結(jié)論，使試驗(yàn)結(jié)論更具代表性。原理，依據(jù)試驗(yàn)原理設(shè)計(jì)試驗(yàn)裝置，依據(jù)試驗(yàn)裝置選取試驗(yàn)器材、制定試驗(yàn)方案、確定試驗(yàn)程序和步驟。這是設(shè)計(jì)試驗(yàn)的根本思路。制定打算和設(shè)計(jì)試驗(yàn)的過(guò)程中，培育學(xué)生溝通與合作的意識(shí)，表達(dá)團(tuán)隊(duì)精神，通過(guò)本組同學(xué)間及各組間的爭(zhēng)論，使試驗(yàn)方案更趨合理，更加優(yōu)化。〔四〕進(jìn)展試驗(yàn)與收集證據(jù)電流的大小，在今日的試驗(yàn)中，電流表起什么作用？使學(xué)生生疏到在試驗(yàn)中需要用電流表推斷感應(yīng)電流的方向，因此，試驗(yàn)前需先確定出電流方向跟電流表指針偏轉(zhuǎn)方向的關(guān)系。、B兩組同學(xué)分別利用自己設(shè)計(jì)的試驗(yàn)方案，通過(guò)試驗(yàn)，探究感應(yīng)電流的方向跟哪些因素有關(guān)。A組：分別將條形磁鐵的N極、S極插入線圈、拔出線圈，記錄試驗(yàn)現(xiàn)象：I 方向感Φ變化

N極插入逆時(shí)針增

N極拔出順時(shí)針減

S極插入順時(shí)針增

S極拔出逆時(shí)針減B 方向 向下原

向下 向上 向上驗(yàn)證猜測(cè)：感應(yīng)電流的方向跟磁通量的變化及原磁場(chǎng)的方向有關(guān)。B組：將電鍵閉合、斷開(kāi)，觀看電流表的指針偏轉(zhuǎn)方向，推斷出感應(yīng)電流方向，再將電源的正、負(fù)極反過(guò)來(lái)，重復(fù)上述試驗(yàn)過(guò)程，記錄試驗(yàn)現(xiàn)象：I 順時(shí)針，通電 原

逆時(shí)針，通電

逆時(shí)針，斷電I 方向感Φ變化

增

減

增

減B 方向 向下 向下 向上 向上原驗(yàn)證猜測(cè)：感應(yīng)電流方向跟磁通量的變化及原磁場(chǎng)的方向有關(guān)?！参濉撤治雠c論證1、分析現(xiàn)象，查找關(guān)系、B兩組同學(xué)依據(jù)所觀看的試驗(yàn)現(xiàn)象都可驗(yàn)證猜測(cè)：感應(yīng)電流方向跟磁通量的變化及原磁場(chǎng)的方向有關(guān)。的關(guān)系。經(jīng)過(guò)反復(fù)比較、分析、爭(zhēng)論，A組同學(xué)仍難以找出上述關(guān)系。B組同學(xué)也沒(méi)有找出它們之間的直接關(guān)系，卻簡(jiǎn)潔覺(jué)察它們之間的間接關(guān)系：磁通量增加時(shí)，感應(yīng)電流方向總跟原電流方向相反，磁通量削減時(shí)，感應(yīng)電流方向總跟原電流方向一樣。借此教師引導(dǎo)學(xué)生：我們要查找“一個(gè)變化”〔Φ變化〕“兩個(gè)方向”〔I感方向、B原方向〕間的關(guān)系，雖然都沒(méi)有直接找到，但B組同學(xué)的研究結(jié)果給我們一個(gè)啟發(fā)：同類物理量間的方向關(guān)系可能更簡(jiǎn)潔找到。那么，下一步我們?cè)撛趺崔k呢？把學(xué)生的爭(zhēng)論思路引導(dǎo)到查找感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向、原磁場(chǎng)方向、磁通量的變化之間的關(guān)系上來(lái)，并完善上述記錄表。A組試驗(yàn)記錄表：I 方向感Φ變化

N極插入逆時(shí)針增

N極拔出順時(shí)針減

S極插入順時(shí)針增

S極拔出逆時(shí)針減B 方向 向下原B 方向 向上感

向下 向上 向上向下 向下 向上B組試驗(yàn)記錄表：I 順時(shí)針，通電 原

逆時(shí)針，通電

逆時(shí)針，斷電I 方向感Φ變化

增

減

增

減B 方向 向下 向下 向上 向上原B 方向 向上 向下 向下 向上感相反〔增則反〕，磁通量削減時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向總跟原磁場(chǎng)方向一樣〔減則同〕。教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明：在總結(jié)規(guī)律的過(guò)程中，學(xué)生很難直接找出感應(yīng)電流方向跟原磁B〔這里試驗(yàn)記錄表的設(shè)計(jì)也很重要這對(duì)啟發(fā)的磁場(chǎng)方向跟原磁場(chǎng)方向及磁通量變化之間的關(guān)系起到很重要的作用。在總結(jié)規(guī)律的過(guò)程中，讓學(xué)生充分體驗(yàn)這種“山重水復(fù)疑無(wú)路”的感覺(jué)，才能真正感受轉(zhuǎn)變分析角度覺(jué)察規(guī)律的那種“柳暗花明又一村”的喜悅。2、抽象概括，表述規(guī)律引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步分析“增則反，減則同”，把這一關(guān)系概括為“阻礙”變化，化。教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明：在上述總結(jié)過(guò)程中，奇異地用“磁通量的變化”把各種引起感應(yīng)狀況下普遍適用的規(guī)律。3、深化理解，穩(wěn)固提高引導(dǎo)學(xué)生從不同方面理解阻礙的含義：①?gòu)母袘?yīng)電流磁場(chǎng)方向跟原磁場(chǎng)方向的關(guān)系理解“阻礙”的含義為“增則反，減則同”。②從磁鐵跟線圈相對(duì)運(yùn)動(dòng)的角度，理解阻礙的含義為：磁鐵跟感應(yīng)電流間的相互作用力，總是阻礙它們間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即“來(lái)則拒，去則留”。③從能量轉(zhuǎn)化的角度理解“阻礙”的含義：通過(guò)這種“阻礙”作用，把其它能量轉(zhuǎn)化為電能，“阻礙”正是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體表達(dá)。通過(guò)典型例題和練習(xí)，穩(wěn)固楞次定律，加深學(xué)生對(duì)楞次定律的理解，總結(jié)應(yīng)用楞次定律進(jìn)展有關(guān)推斷的方法?！擦吃u(píng)估總結(jié)總結(jié)學(xué)問(wèn)。引導(dǎo)學(xué)生回憶楞次定律的內(nèi)容，抓住“阻礙”，深化對(duì)楞次定律的理解?？偨Y(jié)方法。引導(dǎo)學(xué)生回憶本節(jié)課總結(jié)楞次定律的過(guò)程，回味猜測(cè)、試驗(yàn)、分析、比較、歸納、概括、總結(jié)規(guī)律的科學(xué)爭(zhēng)論方法。教學(xué)后記：在整個(gè)探究過(guò)程中，從覺(jué)察問(wèn)題、提出猜測(cè)，到設(shè)計(jì)試驗(yàn)、試驗(yàn)使每個(gè)同學(xué)都能發(fā)揮出自己的特長(zhǎng)與優(yōu)勢(shì)，使探究過(guò)程更加合理、更加完善。我們知道，每一個(gè)物理概念、規(guī)律和理論都是人類學(xué)問(wèn)的結(jié)晶，具有科學(xué)的價(jià)值，同時(shí)又無(wú)