以“自感”為例探討如何進行教學設計

歐琳

摘 要：良好的教學設計，是成功課堂的重要保障。教學設計包含教學目標的設計、教學方法的設計、教學過程的設計等。文章以“自感”為例，探討如何進行教學設計。

關鍵詞：物理教學；教學設計；電磁感應；自感

中圖分類號：G424；G633.7 文獻標志碼：B 文章編號：1008-3561（2015）16-0085-01

教學設計是一線教師在平時工作中不可缺少的一個環節，本文以“自感”為例，探討如何進行教學設計。本節內容是電磁感應一章的重要組成部分，它使得學生在掌握電磁感應現象的規律后，認識自感現象，可以運用電磁感應知識解釋有關的實際問題。本節課主要包括自感現象和自感的應用兩部分。其中對自感現象的認識與理解是本節課的主要內容，是教學的重點。而自感現象是如何制約電路電流變化的，學生邏輯思維能力與抽象思維能力的培養與提高，則是本節課的難點。

一、教學目標的設計

根據教學大綱、教材內容，并結合學校教學實際及學生的實際，擬訂了如下教學目標。（1）知識目標。知道自感是特殊的電磁感應現象，理解自感現象的產生及規律，了解自感系數的意義及決定條件（補充）。（2）能力目標。用電磁感應的知識分析，得出自感現象的存在；通過對兩個自感實驗的設計、觀察和討論，培養學生的觀察能力、分析問題與解決問題的能力，以及抽象思維、邏輯思維能力。

二、教學方法的設計

物理學是一門以實驗為基礎的科學，因此，應盡量用實驗來引導學生觀察、分析物理現象，得出物理規律。在學習自感時，充分利用通電自感和斷電自感這兩個實驗，采用設置懸念→理論分析→實驗驗證→觀察思維→發現規律→歸納總結的學習思路，培養學生相應的能力。鑒于本課是自感的第一課時，且學生對自感現象的深刻理解與熟練掌握有一定的難度，在教學中遵循循序漸進的原則，不宜在此提出過難、過深的問題。

三、教具

教具主要包括演示自感現象的示教板（可拆卸、組合）。

四、教學過程的設計

1. 新課引入

在課堂的引入部分通過一系列的提問，激起學生的思考。（1）引起電磁感應現象最重要的條件是什么？（2）如圖1（篇幅所限，圖略），電鍵K接通瞬間，線圈L2中有無感應電流？（3）如圖2（篇幅所限，圖略），將電鍵K接通瞬間，經線圈L1的電流從無到有，發生變化。那么線圈L1中電流的變化，能否引起線圈L1本身的電磁感應現象呢？（4）如果能，它的規律又是怎樣的呢？教學目的：通過一連串的提問，引導學生想到線圈L1自身電流也變化了，將問題轉到“自我的感應”上去。

2. 新課教學

（1）通電自感的問題。順勢提問：“如果假設線圈L1中存在電磁感應現象的話，這對電路有何影響？”“如何通過實驗驗證這一點？”然后設計實驗電路。1）在電路中串一盞燈泡，如圖3（篇幅所限，圖略），從電燈的亮暗上反映電流慢慢增大。2）由圖3、圖4（篇幅所限，圖略）分析得出：當電鍵K同時接通時，燈1將比燈2先亮起來。3）為了便于比較，將圖3、圖4組合成圖5（篇幅所限，圖略）——通電自感的電路，調節R=RL。在這樣的基礎上，就可以出示實驗器材，將實物與電路圖5中各部分對應起來。演示發現實驗現象與假設的一致，順利得出自感的概念。

（2）解決斷電自感現象的相應問題。返回電路5分析：當電鍵K斷開瞬間，線圈L中也有自感現象。那么，燈2就應較慢一些暗下來才對。可演示的結果卻是無明顯現象。（這樣再一次地激起學生的好奇心，思考“為什么”。）然后通過改造實驗電路，如圖6（篇幅所限，圖略），增大電流的變化率，使現象明顯。演示結果：燈L閃亮了一下再熄滅。經過以上分析，總結出自感的特點，并將自感電流的方向仍舊歸結到“增反減同”的規律中，以減輕學生的記憶困難，起到濃縮信息的作用。（注意強調對“阻礙”的理解。）

（3）最后，引入自感電動勢與自感系數的概念。提出問題：感應電動勢的大小與什么因素有關？（感應電動勢大小與穿過閉合電路的磁通量變化快慢有關。）指出：自感電動勢的大小與其他感應電動勢一樣跟穿過線圈的磁通量變化的快慢有關系，線圈的磁場是由電流產生的，所以，穿過線圈的磁通量變化的快慢跟電流變化快慢有關系。對同一個線圈：電流變化越快，穿過線圈的磁通量變化也就越快，線圈中產生的自感電動勢就越大，即：ε∝△I/△t。對不同的線圈：電流變化快慢相同的情況下，產生的自感電動勢是不相同的，即：ε與線圈本身的特性有關——用自感系數L來表示線圈的這種特性。說明：1）自感系數簡稱自感或是電感。2）自感系數的單位是亨利，簡稱亨（H）。同時，介紹科學家亨利的重要事跡。利用物理學家孜孜不倦的求真精神和事跡，對學生進行科學情感的教育，培養學生實事求是的科學態度，樹立為追求科學真理而踏實學習的良好學風。

五、關于該設計思路的補充說明

本節課的最后一部分——自感現象的應用與防止，可與下一節“日光燈原理”作為一個教學時的內容。這樣處理，起到分散難點的作用。

六、本教材的設計特點

在學生的接受能力范圍內，對現有的教材適當變化和提高。側重在新課教學中，從利用舊知識分析新情境入手，提出懸念。再引導學生一起設計、分析通電自感和斷電自感的實驗電路，通過觀察討論，解決了問題，提高了相應的能力。并注意到物理學史的教育功能，在該課教學過程中適時地介紹物理學家的事跡，去感染學生，進行情感教育，更好地促進學生學習。

參考文獻：

[1]物理課程教材研究開發中心.全日制普通高級中學教科書·物理[M].北京：人民教育出版社，2003.

[2]廖伯琴.普通高中課程標準實驗教科書·物理[M].濟南：山東科學技術出版社，2011.