电磁感应的教学设计及策略.doc

电磁感应的教学设计及策略张家港市后塍高级中学(215631) 孙 浩 1、问题提出 在素质教育的开展不断深入的今天，人们对课堂教学这个主阵地上如何培养学生的全面素质越来越重视。电磁感应一章的教学是物理教学中培养学生多种能力及良好科学素养的重要章节之一。教材从产生电磁感应现象的条件，到感应电流方向的判断和法拉第电磁感应定律的得出，都是建立在大量的实验基础之上的，要让学生理解和掌握本章的内容，就必须让学生从实验出发，通过演示、学生实验等手段，让学生充分感知与学习有关的材料，并从观察中通过分析、归纳、总结出具有普遍意义结论。正是如此，依据教学论与学习论的有关理论，科学合理地设计好实验顺序和教师有目的的指导学生对实验信息的思维加工，从而引导学生建立科学的、全面的物理概念，是提高学生科学素质的重要一步。 2、设计思想 关于人的认识发展过程，列宁曾作过这样的概括：“从生动的直观到抽象的思维，并从抽象的思维到实践，这就是认识真理、认识客观实在的辨证的途径。”物理学习的认知过程正是经历这样的途径，通过认识上的两次飞跃不断完成的。抓住了认识上的两次飞跃，就抓住了物理学习认知过程的关键。物理学习中从感性认识上升为理性认识的飞跃包括感知物理现象、形成物理表象，形成物理概念和掌握物理规律这样的过程。物理学习中感知是由物理环境对感觉器官的剌激引起的，具体形式有两种：一种是以观察、实验为形式的对正在发生的物理现象的感知，另一种是以听讲、阅读为形式的对教材中材料的感知。观察、实验是物理学习中感知的主要形式，心理学研究表明，一般的观察并不等于感知，前苏联心理学家鲁宾斯坦曾指出：“知觉外部形式的发展，使知觉变成有目的、有意识调节的操作，随着知觉成为有意识的活动，知觉就变成观察。”因此，在电磁感应教学程序的设计中，应当充分重视每一个实验的目的，让学生有计划、有序列和有思维参与地通过观察能比较深入地了解物理现象，明确对象的特点及其变化等，为进一步的思维加工提供资料。紧接着，在教师的指导下经历认知的定向、找出共同特征、抓住本质属性、进行抽象规定等过程，深入理解电磁感应的有关概念。3、程序设计及策略一、电磁感应现象。奥斯特发现了电流能够产生磁场，揭示了电和磁之间存在着相互联系，由此，人们开始考虑利用磁场能否产生电流呢?教师由此直接导入新课。接着师生通过一组实验探索更具有普通意义的产生电磁感应现象的条件。实验1，单根导体与附加了电流放大器的演示检流计串联组成闭合电路，当导体作切割磁感线运动时，产生感应电流。这一现象初中就学过，那么，有没有别的方法也可产生此现象呢？实验2，把磁铁插入(拨出)螺线管时，与螺线管组成闭合电路的检流计指针偏转，螺线管中产生感应电流，将磁铁插在螺线管内不动时，检流计指针不偏转。此实验在教师指导下由学生二人一组共同完成。此时学生的学习注意力和兴趣已被较好地激发，教师可继续下面的实验。实验3，利用原副线圈进行演示，当改变原线圈中电流强弱时，副线圈中也会产生感应电流。至此，学生已通过观察实验获得了一系列物理现象的个别表象，教师应逐步引导学生注意比较它们的共同的、比较固定的特征，那就是与检流计相连的电路所包围的区域中，如果磁通量有了变化，检流计就会显示出有电流产生，从而归纳出产生电磁感应现象的条件。此后，为了进一步加深对这一概念的理解，再设计一组实验，从正、反两个方面来验证这一结论。实验4，利用浙江省龙游县教学仪器厂生产的电磁感应演示器(J2431A)进行实验，在一较大区域的匀强磁场中放一软的线圈，当将线圈由圆形改为椭圆或挤扁时，与线圈相连的检流计指针偏转了，换用一硬质方形线圈在磁场内垂直磁场方向左右移动时，检流计指针丝毫不动。二、楞次定律。在楞决定律的教学中，学生最难理解的是定律本身的含义，即“感应电流的磁场阻碍磁通量的变化”，所以要通过教师有目的的指导学生动手实验探索、教师演示验证等过程，提高学生观察能力，培养学生分析、归纳、总结的能力。引入课题后，可安排学生实验进行探索研究，实验前明确目的和要求，首先弄清螺线管的绕向，然后，分别将磁体的N极和S极插入线圈，由检流计指针的偏向确定螺线管内的电流方向，并可进一步推知感应电流的磁场方向，接着让学生进一步实验，将磁体的N极和S极拔出线圈时，与上面同样进行观察和分析。至此，可引导学生归纳出如下规律：当原磁通量增大时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，当原磁通量减弱时，感应电流的磁场与原磁场方向相向。然后教师再次通过原副线圈的演示，改变原线圈中电流的强弱，以达到验证的目的，从而归纳出楞决定律。开始导言提出思考问题1学生实验、发现问题学生思考、讨论判断结论提出思考问题3演示提供典型现象与过程提出思考问题2结论学生思考、讨论判断结论演示提供典型现象与过程学生思考、讨论判断形成性练习结束这里，将课本演示实验改为学生随堂实验，首先激发了学生探索规律的积极性，其次在缎炼学生动手能力的同时，加深了学生对实验前要辨明线圈绕向的理解。真正使学生成为知识的探索者、规律的发观者，让学生成为学习的主体。三、法拉第电磁感应定律。在学习此内容以前，学生巳掌握了产生感应电流的条件，因此教师应指导学生从产生感应电流的条件出发，通过实验研究影响电流大小的因素。教学程序的结构如下图所示。导言部分起着承上启下的作用，感应电流是因磁通量的变化引起的，而磁通量的变化有多少和快慢之别，那么感应电动势的大小与什么有关呢？接着提出上图中的问题1，将一条形磁铁从闭合线圈中拨出的速度不同，产生的电流大小将如何呢？学生通过实验、思考、讨论、判断等一系列过程，初步得出结论。上图中的问题2是从拨出的时间相同而磁铁的磁性不同（一根磁性强，另一根磁性弱）这一角度提出的，通过同样的过程，学生进一步深化了对已有结论的认识。上图中的问题3是有没有可能磁通量变化小的比磁通量变化大的产生的感应电动势大呢？这样，通过有计划的逐步对现象的感知到对概念的深入理解，使学生轻松地将规律内化成了自己的一种认识。4、结束语明确了物理概念的定义不等于正确理解了物理概念。一些学生对概念的定义背得滚瓜烂熟，但并不理解概念所反映的本质属性是什么。究其原因，一是在下定义前缺乏必要的感知、表象、认知定向、找出共同特征和抓住本质属性的认知环节。二是在下定义后没有回过头来对概念进行深入理解。定义的理解不仅表现在对表达定义的每一个词语能懂得它的含义，更主要的是表现在能理解获得定义的抽象与概括的每一个步骤。因此对建立的概念要深入理解，还必须重视认识上的