1、法拉第電磁感應(yīng)定律教學(xué)的探究分析生命課堂是追求以人的開展為本的一種教育理念.“生命課堂強調(diào)尊重學(xué)生學(xué)習(xí)自主權(quán)、尊重學(xué)生的身心開展規(guī)律,強調(diào)體驗與興趣相結(jié)合、生活活動與創(chuàng)造活動相結(jié)合,強調(diào)課堂由“死變“活、由“靜變“動、由“教變“學(xué)。隨著新課程理念的深化、開展,“生命課堂被更多教師接納、實踐。遺憾的是關(guān)于“生命課堂的研究多出現(xiàn)在文科教學(xué)中,特別是小學(xué)階段的語文教學(xué)中。高中物理課堂教學(xué)的是“問題、“探究,概括課堂特點的依舊是“高效、“思考、“驗證、“總結(jié)這類缺乏活力的“冰冷詞匯。物理課堂的“生命價值在哪里,問題探究過程的“生命力如何激發(fā)?筆者有一些粗淺的思考。下面以人教版?物理·選修3-

2、2?“法拉第電磁感應(yīng)定律一節(jié)典型課為案例,談?wù)剬Α吧n堂視角下優(yōu)化問題探究過程的認(rèn)識。一、教學(xué)分析1.教材分析法拉第電磁感應(yīng)定律是電磁感應(yīng)的根本規(guī)律,也是影響時代變遷的重要物理規(guī)律。另一方面,本節(jié)知識是前面三節(jié)知識(電磁感應(yīng)現(xiàn)象,感應(yīng)電流的條件、方向,感應(yīng)電動勢大小)的延續(xù)和開展,也是學(xué)生計算與電磁感應(yīng)有關(guān)問題的依據(jù)。2.學(xué)情分析學(xué)生清楚磁通量以及磁通量變化的概念,已經(jīng)學(xué)習(xí)了“磁生電的關(guān)鍵在于磁通量的變化;根據(jù)楞次定律能判斷線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的電流方向。學(xué)生做過“導(dǎo)體切割磁感線和“磁鐵插入、拔出線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流的實驗,具有根本的實驗操作能力。但是,本節(jié)教材對法拉第電磁感應(yīng)定律幾乎是直接給出,照

3、本宣科很難引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)中不開掘認(rèn)知目標(biāo)之間的聯(lián)系,不研究學(xué)生心理訴求和思維沖突的脈絡(luò),探究的活力蕩然無存。思考:在教材分析中,我們總是從物理學(xué)角度判斷該局部內(nèi)容很重要,從“考的動機(jī)上“確定該內(nèi)容的“核心要素;總是線性地思考學(xué)生已經(jīng)掌握了什么,應(yīng)該具有什么能力。“生命課堂視角下教師對教材定位時要多一些立足于學(xué)生的自問,學(xué)生對“定律類的問題是否感興趣,對“電磁感應(yīng)現(xiàn)象有何種層次的理解(是記憶定律文字還是有哲學(xué)思考)和對“問題與探究有怎樣的期待等等。二、教學(xué)目標(biāo)1.知識與技能(1)學(xué)生知道產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那局部導(dǎo)體相當(dāng)于電源,知道感應(yīng)電動勢的大小與磁通量變化快慢有關(guān)。(2)學(xué)生能區(qū)別磁通

4、量、磁通量變化量、磁通量變化率等概念。(3)學(xué)生能理解法拉第電磁感應(yīng)定律,掌握其表達(dá)式。2.過程與方法(1)學(xué)生在教師的引導(dǎo)下,經(jīng)歷完整的、較為嚴(yán)密的規(guī)律探究過程。(2)學(xué)生在問題解決過程中體會合作探究的實施方法。3.情感態(tài)度與價值觀(1)學(xué)生在規(guī)律探究的逐步完善中感受發(fā)現(xiàn)的喜悅。(2)學(xué)生在規(guī)律探究的各個環(huán)節(jié),特別是猜測、實驗、結(jié)論中領(lǐng)悟科學(xué)探究的嚴(yán)謹(jǐn)。思考:尊重是“生命課堂的保障,教學(xué)目標(biāo)中的行為主體應(yīng)該是學(xué)生,設(shè)置的探究目標(biāo)必須是課堂上學(xué)生能夠?qū)崿F(xiàn)。情感是“生命課堂的紐帶,問題探究全過程中必須做好充分的問題空間預(yù)設(shè),必須多一些富有親和力的問題解決方法的引導(dǎo),必須在平等對話的氣氛中積極構(gòu)建

5、愉悅的探究場。超越是“生命課堂的張力,探究過程就是要以盡可能激發(fā)學(xué)生潛能為教育目標(biāo),讓學(xué)生體驗以物理知識充實生命經(jīng)歷的感悟。三、教學(xué)過程1.問題情境引入180年前,法拉第研究這個不起眼的線圈(投影法拉第照片及其所用線圈),開啟了電氣化的時代。我們把目光聚焦在這個有些破舊的板上(呈現(xiàn)自制發(fā)光地板,如圖1)。它不是普通的木板,是一塊可以發(fā)電的地板。圖1自制發(fā)光地板看這盞與地板相連的發(fā)光二極管(踩壓地板,二極管閃亮),你們看到了什么?(學(xué)生答復(fù):發(fā)光)筆者在這微弱的閃光中還看到了方興未艾的節(jié)能環(huán)保時代。設(shè)想在過道、馬路都裝上發(fā)電地板,會是怎樣的情境?遺憾的是,這塊發(fā)電地板產(chǎn)生的電能不夠,希望和大家一

6、起走近能讓它更亮的原理法拉第電磁感應(yīng)定律。思考:問題情境的生命價值在于激發(fā)學(xué)生的問題意識,彰顯探究的意義和激活學(xué)習(xí)的興趣。聯(lián)系課堂的開展方向,問題情境也可以是整個課堂的背景,甚至是課堂探究的主線。問題探究過程圍繞問題情境開始、開展、深化。2.科學(xué)猜測的誕生(1)猜測的啟發(fā)首先看看它是怎么發(fā)電的?(翻開盒子)引導(dǎo)學(xué)生觀察,依次找到磁鐵、多匝線圈,回歸如圖2所示根本實驗裝置。產(chǎn)生感應(yīng)電流對應(yīng)的電動勢為感應(yīng)電動勢,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的局部相當(dāng)于電源。假設(shè)要燈更亮,即要對應(yīng)的感應(yīng)電動勢增大,那么就要思考感應(yīng)電動勢與哪些因素有關(guān)?(2)猜測的引導(dǎo)立足于思考,注意需要的器材。磁鐵產(chǎn)生磁場,描述磁場的物理量是磁

7、感應(yīng)強度;線圈,描述線圈的有匝數(shù)、面積。(預(yù)設(shè):猜測與磁感應(yīng)強度B,線圈面積S,磁通量,線圈匝數(shù)N有關(guān))立足于行動,在學(xué)生面前都有根本實驗裝置圖2中的器材,可以動手實驗。在實驗中提煉感應(yīng)電動勢E與哪些因素有關(guān)。(預(yù)設(shè):速度、磁通量的變化、磁通量變化的大小或者快慢)(3)猜測的分析是否猜測后就付諸實驗,還是需要先通過理性分析剔除不成熟的“想象?回想法拉第發(fā)現(xiàn)“磁生電的歷程。為什么他發(fā)現(xiàn)了“磁生電?在“產(chǎn)生的原因上他和別人有什么根本的不同?(預(yù)設(shè):變化的磁場、磁通量的變化、磁是“動的等說法)是“動態(tài)的磁才能產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,影響感應(yīng)電動勢大小的因素最有可能的是“動態(tài)的量。(4)猜測的表述感應(yīng)電動勢E

8、與磁通量的變化有關(guān)。引導(dǎo)學(xué)生從哪些維度可以描述變化情況;從哪些角度描述速度變化(速度變化的大小、方向和快慢)。預(yù)設(shè):磁通量變化的大小,磁通量變化的快慢思考:猜測不是任學(xué)生“天馬行空般地胡思亂想,也不是強行灌輸“目標(biāo)猜測。如同生命的開展歷程,猜測也應(yīng)該有一個從懵懂逐步走向成熟的過程。教師需要有充分的預(yù)設(shè),高屋建瓴地引領(lǐng)學(xué)生猜測的方向;教師需要有多種形式的引導(dǎo),剔除學(xué)生“猜測的非科學(xué)因素。在師生的互動中探索學(xué)生向往的神秘“猜測。3.實驗探究的步步深入(1)學(xué)生在自主實驗中確定E與的定性關(guān)系E與磁通量的變化有怎樣的關(guān)系?實驗方案:大,變化快,E_。大,變化慢,E_。小,變化快,E_。小,變化慢,E_

9、。實驗操作:磁鐵從底部(圖2)拿到離線圈較遠(yuǎn),看成磁通量變化大;磁鐵從底部拿到線圈口,看成磁通量變化小。根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知程度,教師可先演示變化量的大小和變化快慢的控制方法,然后讓學(xué)生模仿。方案1:t一定,改變,改變B。預(yù)設(shè)方案如圖3所示。一根磁鐵與兩根磁鐵以相同的速度插入兩個與電流表相連的相同線圈,兩組學(xué)生相互合作,觀察電流表的指針偏轉(zhuǎn)情況。方案2:一定,改變t。參照圓周運動有關(guān)知識,根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知程度,預(yù)設(shè)方案如圖4所示。變頻器帶動磁鐵轉(zhuǎn)動,以不同的轉(zhuǎn)速通過線圈,觀察電流表示數(shù)情況。實驗操作:師生合作,完成方案1中的實驗。實驗中觀察到當(dāng)磁鐵插拔的過程中,兩個G表的示數(shù)大約是2倍關(guān)系。實驗中遇到

10、的問題是G表擺動很快,學(xué)生不容易比照觀察。實驗改良引導(dǎo):如何能更清楚地分析數(shù)據(jù)。(預(yù)設(shè):采用攝像或者照相的方式)利用相機(jī)拍攝G表的變化過程,當(dāng)堂分幀播放視頻。實驗結(jié)果如圖5所示,兩個G表的偏轉(zhuǎn)量成2倍關(guān)系,說明二者感應(yīng)電動勢E成2倍關(guān)系。總之,感應(yīng)電動勢E近乎與磁通量的變化率成正比。思考:實驗探究是整個探究過程中最具濃墨重彩的一筆,但也最容易走向兩個極端,即徹頭徹尾地牽著學(xué)生鼻子走或者放任學(xué)生。前者,課堂看起來非常流暢,但學(xué)生能力上是“停滯的;后者,課堂氣氛活潑,但學(xué)習(xí)是低效的甚至是無效的,思維上是“死的。唯有針對學(xué)生“動手、“動腦上的難點恰如其分地動態(tài)引導(dǎo),才能真正讓探究激發(fā)持久的活力。“生

11、命課堂的探究魅力就表現(xiàn)在這“跌宕起伏的“動態(tài)生成之中。4.探究成果謹(jǐn)慎的總結(jié)思考:在總結(jié)探究成果環(huán)節(jié)時,經(jīng)常聽到類似“我們一起發(fā)現(xiàn)了××規(guī)律的話,嚴(yán)重削弱了學(xué)生對“真理應(yīng)有的敬畏之情。總結(jié)中要盡可能肯定學(xué)生的成績,但是不能建立在對科學(xué)探究艱辛曲折漠視的根底上。5.課堂小結(jié)中的品味與展望品味問題:你對“法拉第電磁感應(yīng)定律的再認(rèn)識。(預(yù)設(shè):感悟科學(xué)探究的艱辛)引導(dǎo):科學(xué)先賢們在當(dāng)時沒有精密的實驗儀器情況下,發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律。而我們今天只是發(fā)現(xiàn)“近乎成正比關(guān)系。展望問題:暢想發(fā)電地板應(yīng)用前景。展示日本地鐵站的發(fā)電地板和瑞士的發(fā)電公路圖片。思考:當(dāng)前課堂總結(jié)多半是“走過場,幾乎是照著板書從頭到尾念一遍。總結(jié)應(yīng)是對整個課堂從三維目標(biāo)角度的一個新認(rèn)識,特別是對于研究的過程與方法、學(xué)習(xí)的情感態(tài)度與價值觀應(yīng)該有品味。總結(jié)是探究過程中承上啟下的一節(jié),在階段性結(jié)束舊問題認(rèn)知的同時,必須開啟未知領(lǐng)域的大門,展望學(xué)生再探究的方向。四、教學(xué)反思整體來說,無論從學(xué)生的反響還是從筆者教學(xué)體會來看,本課的鮮明特色是探究過程具有生命感。