“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”的微課程設(shè)計

榮爭輝 姚蕊 蔡武德

摘 要：文章從微課程的要素和特點(diǎn)出發(fā)，以“探究影響感應(yīng)電流方向的因素，總結(jié)楞次定律”為例，對探究影響感應(yīng)電流方向的因素的學(xué)習(xí)指導(dǎo)單、教學(xué)設(shè)計單、微視頻及課件進(jìn)行設(shè)計。

關(guān)鍵詞：感應(yīng)電流;微課程;設(shè)計

“微課程”一般為5～8分鐘（最長不宜超過10分鐘），符合視覺駐留規(guī)律和中小學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)[1]。學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自己的需要在合適的時間進(jìn)行學(xué)習(xí)，教師也可將其用作課堂輔助教學(xué)資源?！袄愦味伞笔歉咧形锢韺W(xué)習(xí)中的一個重要知識點(diǎn)，2017版新課標(biāo)對這一內(nèi)容的要求是：探究影響感應(yīng)電流方向的因素，理解楞次定律[2]。為了符合微課程的特點(diǎn)，可將“楞次定律”這一教學(xué)內(nèi)容分成三個微課程單元，分別為“探究影響感應(yīng)電流方向的因素，總結(jié)楞次定律”“楞次定律的應(yīng)用”“右手定則”。本文以“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”為例，開展微課程設(shè)計。

1 微課程的要素

微課程主要分為兩個模塊，其要素及相互關(guān)系如圖1所示[3]。模塊1屬于教師方面，主要包括教學(xué)設(shè)計單及課件。模塊2屬于學(xué)習(xí)者方面，主要包括學(xué)習(xí)指導(dǎo)單、微視頻、測試題以及輔助資源等。

2 探究影響感應(yīng)電流方向的因素的學(xué)習(xí)指導(dǎo)單

學(xué)習(xí)指導(dǎo)單的設(shè)計重點(diǎn)要從知識結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)任務(wù)等方面考慮。從知識結(jié)構(gòu)方面看，“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”是“楞次定律”主題單元中起承上啟下的作用的單元。因此在學(xué)習(xí)方法上可讓學(xué)習(xí)者先觀看教師錄制的“演示楞次環(huán)實驗”微視頻，并回答相關(guān)問題。學(xué)習(xí)任務(wù)是學(xué)生在通過觀看微視頻，了解楞次環(huán)的結(jié)構(gòu);根據(jù)磁鐵“同性相斥，異性相吸”的性質(zhì)判斷感應(yīng)電流的磁場方向;根據(jù)感應(yīng)電流的磁場方向，運(yùn)用右手螺旋定則去判斷感應(yīng)電流的方向，總結(jié)楞次定律。

3 探究影響感應(yīng)電流方向的因素的教學(xué)設(shè)計單

微課程的教學(xué)設(shè)計要保證在盡量簡短的時間內(nèi)，將知識點(diǎn)講授得完整、清晰、易于理解;同時也要盡量體現(xiàn)現(xiàn)代教育理念和技術(shù)，引發(fā)學(xué)生積極深入思考;同時，還要有較強(qiáng)的吸引力，能將學(xué)生的注意力和興趣點(diǎn)調(diào)動起來，讓學(xué)生可持續(xù)地主動學(xué)習(xí)[4]。整個設(shè)計應(yīng)該包括教材及學(xué)生分析、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重難點(diǎn)、教學(xué)過程等等。

以“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”為例：

教材及學(xué)生分析：“探究影響感應(yīng)電流方向的因素”是人教版選修3-2第四章第三節(jié)“楞次定律”的一部分內(nèi)容，學(xué)習(xí)者為高中二年級學(xué)生，對于感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件以及運(yùn)用右手螺旋定則判斷感應(yīng)電流的方向具有一定的基礎(chǔ)。此外，處于該階段的學(xué)生已具有進(jìn)行科學(xué)實驗的基本能力，可以自主地進(jìn)行探究實驗。

教學(xué)目標(biāo)：利用楞次環(huán)實驗，探究感應(yīng)電流的方向與磁通量變化的關(guān)系，分析總結(jié)得出楞次定律。

教學(xué)重難點(diǎn)：通過楞次環(huán)實驗，總結(jié)并理解楞次定律。

教學(xué)過程主要包括復(fù)習(xí)引入新課、展示楞次環(huán)、進(jìn)行實驗、分析實驗記錄表，總結(jié)楞次定律、應(yīng)用新知等。

活動一：復(fù)習(xí)引入新課

為了幫助學(xué)生回憶感應(yīng)電流的條件，制作微視頻1。展示磁鐵插入線圈，觀察電流計的表針變化。（在閉合回路中，當(dāng)磁通量發(fā)生改變時會產(chǎn)生感應(yīng)電流。）

提出問題：

（1）為什么不同情況下，電流計表針偏轉(zhuǎn)變化是不同的？（學(xué)生思考回答是因為感應(yīng)電流的方向不同。）

（2）閉合回路中磁通量發(fā)生變化與產(chǎn)生感應(yīng)電流的方向有什么關(guān)系？

活動二：展示楞次環(huán)

為了幫助同學(xué)認(rèn)識楞次環(huán)的結(jié)構(gòu)，制作微視頻2。展示楞次環(huán)，知道楞次環(huán)是由兩個鋁環(huán)組成，一個閉合，一個不閉合，橫梁可以繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動。

活動三：進(jìn)行實驗

為了幫助同學(xué)清楚觀看實驗過程及現(xiàn)象，制作微視頻3。主要內(nèi)容為演示楞次環(huán)實驗，如圖2、3所示，用磁鐵N極進(jìn)行實驗，之后換成S極重復(fù)圖2、圖3。記錄數(shù)據(jù)，完成下表。

活動四：分析實驗記錄表，總結(jié)楞次定律

為了幫助學(xué)生分析實驗記錄表，總結(jié)出楞次定律，制作微視頻4。學(xué)生知道，N極靠近A環(huán)時，通過閉合鋁環(huán)的磁通量增加，A環(huán)遠(yuǎn)離磁極;N極離開A環(huán)時，通過閉合鋁環(huán)的磁通量減少，A環(huán)會追隨磁極。同理，將N極換成S極，與之前觀察到的現(xiàn)象一致。但是將A環(huán)換成非閉合B環(huán)時，并無現(xiàn)象發(fā)生。

觀察磁極與鐵環(huán)相對運(yùn)動的實驗現(xiàn)象，得出“來拒去留”。根據(jù)磁鐵“同性相斥，異性相吸”，當(dāng)閉合回路中磁通量增加，鋁環(huán)會“阻礙”磁通量的增加，兩個磁場的方向是相反;磁通量減少時，鋁環(huán)會“阻礙”磁通量的減少，兩個磁場的方向是相同的，總結(jié)得出“增反減同”。

利用右手螺旋定則，判斷感應(yīng)電流的方向，補(bǔ)充完成上表。

根據(jù)表格總結(jié)楞次定律。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。

活動五：應(yīng)用新知

為了加深學(xué)生對楞次定律的理解，制作微視頻5。完成練習(xí)，如圖4所示，當(dāng)線框向右移動時，判斷線圈中感應(yīng)電流的方向。

設(shè)計意圖：運(yùn)用楞次環(huán)實驗來代替書本上的四組螺線管實驗，可以讓學(xué)生仔細(xì)觀察實驗現(xiàn)象，理清其中的思路，總結(jié)出有關(guān)規(guī)律，減輕學(xué)生的負(fù)擔(dān)，并且實驗易做易觀察，學(xué)生比較容易接受。

4 探究影響感應(yīng)電流方向的因素的微視頻設(shè)計

微視頻1：展示磁鐵插入線圈，觀察電流計的表針變化。

微視頻2：觀察楞次環(huán)結(jié)構(gòu)。

微視頻3：磁鐵靠近或遠(yuǎn)離閉合鋁環(huán)及非閉合鋁環(huán)的實驗演示。

微視頻4：總結(jié)楞次定律。

微視頻5：應(yīng)用新知。

5 探究影響感應(yīng)電流方向的因素的課件設(shè)計

微課程課件的制作一般采用的軟件為Powerpoint。根據(jù)教學(xué)設(shè)計單內(nèi)容，搜集有關(guān)素材，分為片頭、主體和片尾三部分。片頭為課程介紹;主體部分如圖5所示，主要包括五部分內(nèi)容，在每部分標(biāo)題上設(shè)置超鏈接，學(xué)習(xí)者根據(jù)需要點(diǎn)擊相關(guān)標(biāo)題，即可跳轉(zhuǎn)到相關(guān)頁面，進(jìn)行知識的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)完成后，可以返回主頁面，繼續(xù)選擇學(xué)習(xí)，對于需要全部學(xué)習(xí)的學(xué)生，直接直接點(diǎn)擊下一頁就可以。片尾通過文字結(jié)合圖片的形式呈現(xiàn)楞次發(fā)現(xiàn)楞次定律的過程，結(jié)合物理學(xué)史，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

6 結(jié)語

本節(jié)微課程的設(shè)計是采用“楞次環(huán)實驗”來代替“四組螺線管實驗”，使整個教學(xué)思路簡單起來，學(xué)生可以理清磁通量的變化、感應(yīng)電流的磁場及感應(yīng)電流的方向三者之間的關(guān)系，理解“阻礙”的含義。學(xué)生可將微課程作為課前學(xué)習(xí)資源、課中補(bǔ)充資料或課后復(fù)習(xí)資料，使用方式靈活，而教師也可以適當(dāng)引入微課程來輔助教學(xué)，從而能夠提高課堂教學(xué)的效率。

參考文獻(xiàn)：

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[4]馬秀芳.高校微課的設(shè)計與應(yīng)用[J].中國教育網(wǎng)絡(luò)，2013，（10）：26-27.