高中物理《楞次定律》案例分析

張紅林

【中圖分類號】G632 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】2095-3089（2018）32-0113-01

【案例背景】

教材指明了教學(xué)的方向，讓學(xué)生通過自己的親身體驗(yàn)經(jīng)歷科學(xué)探究過程，認(rèn)識科學(xué)探究的意義，嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物理問題，驗(yàn)證物理規(guī)律。其目的在于讓學(xué)生通過自己的親身體驗(yàn)來了解知識的形成和發(fā)展過程，豐富他們的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，提高他們學(xué)習(xí)物理的積極性和主動性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，同時(shí)在探究中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

【教材所處的地位】

法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律是電磁學(xué)中的重要定律，一個判定感應(yīng)電動勢的大小，一個判定感應(yīng)電流的方向，二者前后關(guān)聯(lián)，映襯了電磁感應(yīng)現(xiàn)象規(guī)律的多樣性和復(fù)雜性。楞次定律是電磁學(xué)的一個重要規(guī)律，對學(xué)生而言是以后分析和解決電磁學(xué)問題的理論基礎(chǔ)，在高考試題中常以綜合題的形式表現(xiàn)出來，要求學(xué)生能夠靈活的運(yùn)用。本節(jié)內(nèi)容的課程標(biāo)準(zhǔn)：通過探究，理解楞次定律。在本節(jié)課的教學(xué)中要充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，使全體學(xué)生積極參與到教學(xué)中來，努力做好探究實(shí)驗(yàn)，并且仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，從中總結(jié)出存在的物理規(guī)律。

【學(xué)情分析】

本節(jié)課是規(guī)律的探究課。面對新現(xiàn)象，新問題，且沒有唯一固定的答案，學(xué)生有濃厚的探究欲望，為其思維的發(fā)散提供了較大的空間。本節(jié)內(nèi)容，數(shù)學(xué)運(yùn)算，物理理論要求不高，適當(dāng)?shù)赜纸档土藢W(xué)習(xí)難度，運(yùn)用了學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)探索的教學(xué)方法，邊實(shí)驗(yàn)邊教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析、歸納實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出結(jié)論。

【教學(xué)目標(biāo)】

1.知識與技能。

（1）通過實(shí)驗(yàn)探究得出感應(yīng)電流的磁場總是阻礙原磁通量的變化，并會敘述楞次定律的內(nèi)容。

（2）理解楞次定律內(nèi)容中“阻礙”二字的含義。

2.過程與方法。

（1）動手實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電流存在方向問題。

（2）關(guān)注實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，總結(jié)出規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生抽象思維能力和創(chuàng)新思維能力。

（3）通過思考與討論，能對楞次定律進(jìn)行初步應(yīng)用。

3.情感態(tài)度與價(jià)值觀。

學(xué)生直接參與物理規(guī)律的創(chuàng)造過程，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究熱情，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)、尊重知識的良好品德。

【重點(diǎn)難點(diǎn)】

重點(diǎn)：楞次定律探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的總結(jié)。

難點(diǎn)：感應(yīng)電流的磁場與原來磁場之間的關(guān)系，定律內(nèi)容表述中“阻礙”二字的理解。

【教學(xué)方法】

1.教學(xué)方法：運(yùn)用科學(xué)探究模式實(shí)施教學(xué)。

2.教學(xué)手段：演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)、多媒體輔助。

【設(shè)計(jì)思想】

本節(jié)作為一堂物理規(guī)律課的教學(xué)，重點(diǎn)在于指導(dǎo)學(xué)生思考問題的方法和利用實(shí)驗(yàn)研究物理規(guī)律的手段。為此本課采用學(xué)生分組隨堂實(shí)驗(yàn)探究的操作模式，學(xué)生在老師的啟發(fā)和幫助下通過自己實(shí)驗(yàn)操作來發(fā)現(xiàn)、解決問題，獲取新知識。在教學(xué)過程中，抓住知識的產(chǎn)生過程，積極引導(dǎo)學(xué)生主動探究，突出學(xué)生的課堂教學(xué)的主體地位。

【教學(xué)過程】

一、實(shí)驗(yàn)引入，激發(fā)探究

教師演示環(huán)跳實(shí)驗(yàn)讓同學(xué)思考討論下面問題：

金屬環(huán)為什么會跳起來？抓住學(xué)生回答問題中的感應(yīng)電流問題，提出：感應(yīng)電流的方向與什么因素有關(guān)，有什么關(guān)系？

鼓勵學(xué)生大膽想象，與學(xué)生一一分析每一種猜想，確定最有可能的一個猜想：感應(yīng)電流的方向與磁通量的變化有關(guān)。

磁通量的變化與原磁場的方向以及運(yùn)動有關(guān)，那么感應(yīng)電流的方向與它有什么聯(lián)系呢？

“感應(yīng)電流的方向與原磁場的方向兩個不同的物理量，難以比較，我們該如何與它們建立聯(lián)系呢？”

可以通過感應(yīng)電流磁場的方向和原磁場的方向比較。

二、學(xué)習(xí)新課，開始探究

1.教師啟發(fā)，完成電流方向的指示設(shè)計(jì)。

我們要解決的問題是感應(yīng)電流的方向問題，我們要做的什么呢？

沒有電流時(shí)，指針在表盤的中央，當(dāng)電流從不同的接線柱流入時(shí)，指針的偏轉(zhuǎn)方向不一樣，我們可以根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)方向判定電流的輸入方向。

該設(shè)計(jì)怎樣的電路來查明電流方向與電表接線柱的關(guān)系？

同學(xué)之間交流，共同完成設(shè)計(jì)。

按照設(shè)計(jì)的方案，連接電路，辯明指示的方向并做簡要的交代。

2.師生共同分析，從個性中找出共性，總結(jié)規(guī)律。

問：感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場的方向是否始終與原磁場的方向相同或相反？

回答小結(jié)：不一定。有時(shí)相同，有時(shí)相反。（推翻原有的猜想，為建立新認(rèn)知結(jié)構(gòu)做鋪墊）

問：在什么情況下，B感與B原同向？在什么情況下，B感與B原反向？

回答小結(jié)：當(dāng)Φ原增大時(shí)，B感與B原相反；當(dāng)Φ原減小時(shí)；B感與B原相同。（進(jìn)一步探討關(guān)系）

問：你認(rèn)為感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場對磁通量的變化起什么作用？

回答小結(jié)：當(dāng)Φ原增大時(shí)，B感與B原相反，它不想讓穿過線圈的磁通量增大；當(dāng)Φ原減小時(shí)；B感與B原相同，它不想讓穿過線圈的磁通量減小。即B感對磁通量的變化起阻礙作用

若用一句簡捷的話來概括的話，可以這樣講：感應(yīng)磁場總是阻礙原磁通量的變化。

早在1833年，楞次總結(jié)了大量的電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了該定律，它的原文是這樣的：“感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，這就是楞次定律”

問：大家覺得判斷感應(yīng)電流的方向時(shí)，起關(guān)鍵作用的詞是什么詞？——“阻礙”

①誰起阻礙作用？——感應(yīng)電流的磁場

②阻礙了什么？——阻礙原磁通量

③阻礙的結(jié)果如何？——取到“延緩”的效果

三、課堂小結(jié)

今天我們用實(shí)驗(yàn)探究了感應(yīng)磁場和原磁場方向的關(guān)系，總結(jié)出了感應(yīng)磁場總是阻礙原磁通量的變化。并進(jìn)一步用實(shí)驗(yàn)來理解楞次定律中“阻礙”這兩個字。當(dāng)穿過閉合回路的磁通量增加，感應(yīng)電流的磁場與原磁場相反；當(dāng)穿過閉合回路的磁通量減少時(shí)，感應(yīng)電流的磁場與原磁場同向。即“增反減同”。

【案例反思】

1.本節(jié)課的重點(diǎn)與難點(diǎn)是讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，綜合結(jié)果得出楞次定律。進(jìn)一步讓學(xué)生理解電磁感應(yīng)的本質(zhì)。實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)還有一個難點(diǎn)，就是螺線管的繞向。這個問題不弄清楚，學(xué)生的探究實(shí)驗(yàn)就比較混亂，實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果會與定律相反，不利于定律的得出。

2.探究式教學(xué)改變了學(xué)校教學(xué)始終圍著考試轉(zhuǎn)的局面，真正把教學(xué)的重心放在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和終身學(xué)習(xí)的能力上，讓學(xué)生養(yǎng)成愛觀察、愛實(shí)驗(yàn)的習(xí)慣。

3.付出是成功的基石，雖然經(jīng)歷了太多失敗，但通過讓學(xué)生自己動手操作、動眼觀察、動腦思考，讓他們自己獲取知識，不僅活躍了課堂氣氛，還發(fā)展了學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力。

4.最為突出的問題還是時(shí)間不夠，學(xué)生用了較長時(shí)間才完成實(shí)驗(yàn)，之所以費(fèi)時(shí)是因?yàn)楦袘?yīng)電流的磁場方向不好判斷，這與實(shí)驗(yàn)器材有很大的關(guān)系，那個螺線管的兩個接線柱都在頂座上，這樣就會較難判斷。