“楞次定律”的教学思路、实践与创新，本文主要内容关键词为：楞次定律论文,思路论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、教学思路
1.改革原教材的认知结构
人教版普通高中课本《物理》（选修3-2）第四章第三节“楞次定律”一节中的实验设计上与原教材相同，都是利用磁铁插入和拔出线圈的方法，通过观察感应电流的方向去判断感应电流的磁场方向，从而分析得出楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。这种实验设计让学生通过观察感应电流的方向去判断感应电流的磁场方向，而又总结出由感应电流的磁场方向去判断感应电流方向的规律，有颠三倒四之嫌，使学生在认知上感到相当困惑。新实验的设计思想：让超强磁铁直接靠近和远离闭合线圈，可观察到闭合线圈被推开（表现为斥力）和被吸引（表现为引力）的现象，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引的规律便知感应电流的磁场方向，从而分析得出楞次定律：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的原磁通量的变化。初步运用楞次定律判断出感应电流磁场的方向，再利用安培定则判定感应电流的方向。
2.指导学生通过自主探究完成学习任务
根据课标要求，通过科学探究（主要是用实验方法探究）使学生自主归纳，得出结论，并能在具体的问题情境中，应用楞次定律分析判断感应电流的方向。学生应经历从实验观察到抽象归纳得出理论的过程，体验物理学的规律是怎样得出来的。具体流程如下：
二、体现设计思路的主要教学环节
1.环节一：教师创设情景，实验引入课题
奥斯特发现的电流的磁效应，证明电能生磁，那么磁能否生电呢？在这种对称思想的驱使下，法拉第经过十年坚持不懈的努力，终于发现了电磁感应现象。证明磁能生电，产生的电流叫做感应电流。
图1 电磁感应实验
请大家回忆产生感应电流的条件是什么？
生答：穿过闭合电路的磁通量发生了变化。
(1)演示实验一（激发学习动机）
如图1，线圈接一反向并联的发光二极管组成闭合电路。用“方魔块”靠近、远离线圈，观察实验现象。学生看到：方魔块靠近时，蓝灯④亮；方魔块远离时，红灯③亮。学生猜想这“方魔块”是磁性超强的磁铁。
教师应答：“方魔块”是钕铁硼磁铁（它是由稀土材料制成的，磁性强）。
为什么二极管会发光呢？是因为磁铁靠近或远离线圈时，穿过闭合线圈的磁通量增加或减少，产生了感应电流。线圈有感应电流，就将产生磁场，我们把它叫做感应电流的磁场
（引起感应电流的磁铁的磁场，我们把它叫做原磁场
）。
(2)演示实验二（引入探究主题）
请仔细看实验现象：如图2，小车上固定一个线圈，反向并联的发光二极管短路，小车放在光滑的槽板上，使磁铁靠近和远离闭合线圈，大家看到：磁铁靠近线圈时，线圈被推开；磁铁远离线圈时，线圈被吸引。被推开，表现出斥力；被吸引，表现出引力。
图2 演示“来躲离追”实验
磁极之间什么情况下表现出斥力？什么情况下表现出引力？显然，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。即，我们知道了（方魔块）磁铁N、S极，就可以得到线圈两端的N、S极，即感应电流的磁场方向。明确了感应电流磁场的方向，再根据安培定则就可以判断感应电流的方向了。于是把问题转为感应电流的磁场方向如何判断了。那么感应电流的磁场与磁铁的磁场方向究竟是什么关系呢，通过如下的学生分组实验来探究。
2.环节二：学生实验，探究感应电流的磁场与原磁场的关系
本实验的学生科学探究活动主要体现在：“进行实验与收集证据”“分析与论证”“合作与交流”三个方面。
(1)实验器材交代
桌面上有一闭合线圈固定在线槽板上，线槽板下面放两根用完了的水笔芯，以滚动摩擦减小桌面对线槽板的阻力，用手柄与磁铁相接就可以进行实验。（因为钕铁硼磁性很强，实验装置均为笔者自制器材，所以向学生特别强调，实验时注意安全）。
图3 学生探究实验装置
(2)让进行实验与收集证据并填写下表
表 探究感应电流的磁场与原磁场的关系
让学生比较5和6，并完成一下填空：
①当磁通量增加时，与方向＿＿；
②当磁通量减少时，与方向＿＿；
从而从效果上理解“增反减同”，当磁通量增加时与方向相反，这时是有助于磁通量的增加；当磁通量减少时与方向相同，那么是有助于磁通量的减少。
(3)结论：归纳成一句话：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的的磁通量的变化。
于是得出楞次定律：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
3.环节三：认知训练，楞次定律的深化、应用和延伸
(1)让学生观察小实验，进一步体验和细化“阻碍”的含义
演示教材中的“落磁对比”小实验（图略），学生观察阻碍现象，分析得出：铝管相当于闭合线圈，小磁柱从铝管内下落，穿过它的磁通量发生变化，据楞次定律，感应电流的磁场总要阻碍原磁通量的变化，故小磁柱连同标杆“缓慢”下落。从而意识到“阻碍”而非“阻止”。阻碍的是“变化”，并非一定“相反”。
(2)感应电流方向的判断
如图4，当开关S闭合瞬间，哪个二极管发光？当开关断开瞬间，哪个二极管发光？
图4
学生可利用楞次定律和安培定则从理论上判断出感应电流的方向。
(3)在新情景下验证楞次定律
如图5，当开关闭合及开关断开时，观察大口径线圈中产生的感应电流的方向与用楞次定律判断的结果是否相符合。
在这一环节中，引导学生自己归纳用楞次定律确定感应电流方向的一般步骤：①判定原磁场的方向；②判定原磁场穿过所研究平面磁通量变化情况；③判定感应电流磁场方向；④判定感应电流的方向。
由实验建立物理规律，再进一步把规律应用到上述新的物理情景之中，激发学生的求知动机和新的提高。
图5 学生验证楞次定律
三、教学反思（成功和有待改进之处）
1.成功之处
(1)改革了传统的教学方式，教学思路清晰，教学效果显著
本节课借助笔者高效自制教具，用强力磁铁与闭合线圈之间“来躲离追”的现象，根据同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引的规律，直接把感应电流磁场方向确定下来。
然后通过同学们分组探究实验，分析、归纳、总结出感应电流磁场方向与原磁场方向的关系，归纳出“增反减同”这一规律，于是得出楞次定律（感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化）。再用小实验让学生亲身感受“阻碍”的意义，加深了对“阻碍”的深刻理解。作为课外延伸，鼓励学生课后分析“电磁炮”发射原理，并鼓励学生网上查阅有关“电磁炮”的知识。
本节课是全国中学物理首届名师教学大奖赛参赛课，得到的评价是：“这节课对原教材进行了认知结构的改革，教学思路清晰有序，符合中学生认识规律，教学手段具有独创性，教学效果显著”。因而荣获全国名师大赛特等奖。
(2)学生探究贯彻始终
教学环节一至三均在进行思维，进行探究。特别在教学环节二达到了高潮。体现在用了图3所示的装置，进行了表格内容的操作。完成这表格需要很大的耐心，吃苦耐劳的精神，思维负荷量和探究时间都相对较大，要是没有一种实验探究精神，就会觉得表格很繁琐，或者中途放弃，或者抄袭别人而走过场。
教者对整节课探究方面的安排，是出于这样的一种考虑：有意识地播种一种探究行为，使学生收获一种探究的习惯，以树立探究的意识。这是十分重要的教育思想，因为人们早就知道“知识就是力量，科学创造无限”，但能力比知识更重要，然而有多少人会想到意识比能力更有价值？!有探究意识的人才，对创新型社会的构建是绝对必要的。
(3)本课教具的登场，很多人觉得眼前一亮，成为本节课的又一大亮点
本节课的教具均为教者自制，它们在打破传统教学方式，促进探究思维等方面都提供了有力的保障。
2.有待改进的地方
(1)表格的设计是教者直接给出的，有灌输之嫌，是改革不彻底的表现。因为这等于学生在钻教者设计的笼子，学生自主探究也成了笼子里的自由。这一问题，教者在课后也作了思考：既然有了图3的实验装置，表格的设计完全可以用“招、投标”的方式来进行，让物理学习的优秀分子前来投标，中标后推介给全体学生使用，共享成果。同时给中标者奖励（期末考试成绩加分）。
(2)组织学生自主探究，将有待进一步摸索。
探究的本质，看其“思维”是否启动和量的大小。没有思维的所谓探究是故弄玄虚的形式，这是需要十分注意的问题。例如在教学环节二，学生实验探究开始，名曰“自主”，然而相当一部分学生，没有真正“自主”，教者应接不暇，好多学生在嚷嚷，不少学生在看旁人操作……国外也有学生实验探究，他们把这看成学校的十分重要的教学任务，往往举全组之力而为之，每当实验课，同行们都来做志愿者，参加巡回，辅导学生，有效支撑自主探究和教学场面。而国内此况不多见，往往是教者“单打独斗”的单干户。这个问题有待进一步摸索。
(3)教具有待改进。
教具虽独创，也得到同行们的认可，但总觉粗糙。本文在成稿过程中，一直想将教具附图改画为原理图，但又觉得原理图欠妥，缺乏真实感，最终以实验图片交稿。如有哪家教具制造商愿意将此教具试制成产品就好了。
最后，此课的成功和成文过程，得到了众多同行的支持和鼓励，在此表示谢意。