淺析《楞次定律》的三種不同探究式教學策略

高炳添

摘 要：根據高考評價體系核心功能內容，結合學生個體智力的區別，學習能力的差異，學生對知識的消化吸收能力的差別，對于不同層次的學生采取的教學策略要有區別，因而進行有效地分層教學是新高考改革的大趨勢。以科學探究《楞次定律》的教學為例，據筆者聽了三個老師的課，根據他們對其課探究的難點采取三種不同的探究策略，我把它們總結為模仿式科學探究、引導式科學探究和創造性科學探究，并對三種策略進行對比分析，希望能從中獲得一些教學共鳴。

關鍵詞：模仿式探究;引導式探究;創造性探究;分層教學

高考新的評價體系由“一核”“四層”“四翼”三部分組成，而其中的核心功能是“立德樹人、服務選才、引導教學”，立足于高效選拔人才。因個體智力的區別性，學習能力的差別性，所以在引導教學時也要根據不同層次的學生采取不同的教學策略，對于不同層次的學生采取的教學策略如不恰當，容易造成優生學不夠，待進生跟不上，所以進行有效地分層教學是新高考改革的大趨勢。本文以《楞次定律》科學探究教學為例，面對不同的生源，采取不同教學探究策略進行對比分析。

先是課前的引導工作：研究螺旋管的繞向和電流的流向和指針的偏轉方向。讓同學利用一節直流電磁和電流計，探究一下指針偏轉方向和電流流向的關系，并做好標記。對簡單的問題的探究激發學生的興趣，用實驗培養學生實事求是的科學態度，從而觸發學生主動探究的內驅力。其次是本課的重難點，探究“感應電流的方向”問題。筆者根據三個老師對本節課探究的難點采取三種不同的策略，分別把它們總結為模仿式科學探究、引導式科學探究和創造性探究三種策略。

一、模仿式的科學探究

學生根據老師的行為和活動進行效仿的過程，這是教師常用一種探究教學策略。對于基礎較差的高中生，這種探究方式也可以起到不錯的效果的。

（一）如上圖，老師先自己動手完成甲這列的所有內容，接著讓學生動手完成乙、丙、丁這三列的內容，當學生動手完成后，緊接著老師引領學生一起分析我們如何來判斷感應電流的方向。從表格的第一行分析起，與原磁場的方向發現有時同有時反;與磁通量的變化對比，增加的有向上的也有向下的;與感應磁場對比，向上時都向右，向下時都向左，實際上就是滿足右手安培定則。從這個結論我們要得到感應電流的方向可以得到感應磁場的方向，再重新分析一下各行和感應磁場方向的關系，通過表格對比就可以得出探究的結論。

（二）模仿式教學流程圖：先從實驗中獲得感應電流的方向，根據安培右手定則得出感應電流的磁場，根據磁通量變化得出原磁場方向和感應磁場方向的關系，最后總結得出楞次定律的實驗結論。

（三）拓展提高：1.從感應電流的磁場方向跟原磁場方向的關系理解“阻礙”的含義：“增則反，減則同”。2.從磁鐵跟線圈相對運動的角度，理解阻礙的含義：磁鐵跟感應電流間的相互作用力，總是阻礙它們間的相對運動，即“來則拒，去則留”。3.從能量轉化的角度理解“阻礙”的含義：通過這種“阻礙”作用，把其他形式的能量轉化為電能，“阻礙”正是能量守恒定律在電磁感應現象中的具體體現。

（四）應用分析：電阻R、電容C與一線圈連成閉合電路，條形磁鐵靜止于線圈的正上方，N極朝下，如圖所示。現使磁鐵開始自由下落，在N極接近線圈上端的過程中，流過R的電流方向和電容器極板的帶電情況是（ ）

A.從a到b，上極板帶正電

B.從a到b，下極板帶正電

C.從b到a，上極板帶正電

D.從b到a，下極板帶正電

思路點撥：先明確原磁場方向，再明確磁通量的變化，得出感應電流磁場的方向，最后根據右手定則得出感應電流的方向。所以流過R的電流方向從b到a，電容器下極板帶正電。選項D正確。

二、引導式的科學探究

根據杜威的“問題學習法”中，引導式探究模式先給學生一個真實的經驗情境，在真實的情境中產生一個真實的問題，研究解決問題的方法，最后得出實驗結論。

（一）如上圖，老師是先引導同學一起做實驗，從運動狀態、磁場方向都無法直接得出感應電流的方向，讓同學們再分析一下，看還能發現什么？磁通量如何變化呢？但是還是沒有辦法直接判斷出感應電流的方向。真實的情境下出現了困難，研究解決問題的方法，引導學生磁場能產生電流，電流周圍存在磁場，相應的感應電流周圍會存在感應磁場，引進中間橋梁：感應電流磁場。

（二）引導式的流程圖：1.真實的情境中獲得原磁場方向、運動狀態、原磁通量變化和感應電流的方向;2.進行對比分析，原磁場方向、運動狀態、原磁通量變化分別與感應電流方向的關系，無法直接得出結論;3.引進中間橋梁，感應電流產生的磁場，再次進行與三個量進行對比分析，最后得出實驗結論，并總結出楞次定律的內容。

（三）深化理解，鞏固提高

用問題作為引導，讓學生進行總結歸納：1.從感應電流磁場方向跟原磁場方向的關系理解“阻礙”的含義;2.從磁鐵跟線圈相對運動的角度，理解阻礙的含義;3.從能量轉化的角度理解“阻礙”的含義。

（四）應用分析：如下圖所示，當開關S由1搬至2，通過電阻R的感應電流的方向（ ）

A.由a→b?? ??? ? B.由b→a

C.先由a→b，后由b→aD.先由b→a，后由a→b

思路點撥：由右邊電流明確原磁場方向，再由開關的閉合與斷開明確磁通量的變化，得出感應電流磁場的方向，最后根據右手定則得出感應電流的方向，選項D正確。

三、創造性的科學探究

創造性教學主要是教師引導學生創造性地解決問題的過程，所以它發端與問題，行進于問題，終止于問題。

（一）教師利用“時空隧道”作為引入，利用約為60厘米的鋁管和PV管，兩粒直徑比管的直徑小的永磁鐵小圓片和塑料小圓片。讓鋁管和塑料管豎直，把永磁鐵小圓片和塑料小圓片分別從管口頂端釋放，發現塑料小圓片從塑料PV管和鋁管下落的時間差不多，而永磁鐵小圓片從鋁管小落的時間比從PV管下落的時間長得多，我們把這個永磁鐵在鋁管中的運動變慢稱為“時空隧道”，今天讓我們一起研究“時空隧道”的奧秘。

請同學們思考一下磁鐵的相互作用力，同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引。剛才做實驗的永磁鐵也有NS極，那我重新做一下實驗，同學們猜想一下，N極向下和S極向下有差別嗎？結果做完實驗，發現沒有差別。神奇啦？

我在這個鋁管上切一小段來研究，根據磁相互作用力的原理，當N極朝下，向下靠近這一小段時，要排斥它向下運動，那么這一小段上面是N極，下端為S極，磁感線方向由下指向上，反知要離開這小段時，應該是相反的。接下來讓同學們親自來探究一下這個“時空隧道”奧秘的真相吧。同學們思考一下，如何用實驗看出體現磁感線的方向啊？同學們很容易根據前面的知識，電流周圍存在著磁場，感應磁場應該來自感應電流，那么我們用電流計先測出感應電流方向就可以得到感應磁場的方向了。

（二）下面讓同學們探究以下四種情況：磁場方向向下并向下插入線圈、磁場方向向下并向上離開線圈、磁場方向向上并向下插入線圈、磁場方向向上并向上離開線圈;四種情況下分別分析感應磁場方向，感應電流方向，感應磁場與原磁場方向的關系，原磁通量的變化等問題，讓同學們討論得出結論，請同學代表到黑板上進行分享交流。

（三）創造性設計流程：以“時空隧道”為引入設置問題，利用磁的相互作用力分析問題，自然引入感應磁場，再由右手定則得出感應電流的方向，拓展得出楞次定律的內容，最后分析“時空隧道”的本質問題。本節課采用“以學生為主體”的教學策略，利用創造性的探究設計，讓學生通過自主探究實踐活動，得到實驗數據，再通過分析論證，歸納總結得出結論，培養學生科學的探究能力和合作精神。

（四）應用分析，abcd是一個可繞垂直于紙面的軸O轉動的閉合矩形導線框，E是電源，當滑動變阻器R的滑片P自左向右滑行時，求線圈轉動的方向？

思路點撥：電路中電流減小，線框所在位置的磁感應強度B減小，穿過線框的磁通量減小，這時線框就以增大有效面積的方式來阻礙磁通量的減小，于是線圈將順時針轉動。

四、類比分析

根據三位老師的課堂效果分析：第三位老師利用磁的相互作用力的效果，很自然又巧妙的引進感應電流磁場，這在訓練優秀的學生思維起到了很好的作用，讓課堂更順暢，讓聽課老師覺得更優秀完美，體現了創造性教學探究的效果;第二位老師利用真實的情境設置問題，帶領學生一起解決問題，利用引導式的教學效果，設置感應磁場設為中間橋梁，巧妙地解決難點，這對于中等及以上的學生起到了很好的啟發效果;第一位老師自己先演示一遍，接著讓學生模仿老師進行演示探究，這看起來很普通，但是這對中等以下的學生由模仿學習到自行探究起到了較好的學習效果。我們對教于學難點不但要研究教法，同時也要研究不同層次的學生，研究學生的心理、研究學生的認知能力，根據學生學習能力的不同而采取分層教學探究。

結束語

根據“科學探究”的內涵，主要是基于觀察和實驗提出物理問題、形成猜想和假設、設計實驗與制訂方案、獲取和處理信息、基于證據得出結論并作出解釋，以及在探究過程中和結果進行交流、評估、反思的能力。這只是作為我們教育工作者的指導意見，并不能照本宣科，而是要進行研究探討，對于同一個課題可以反復的研究，通過多種方式進行對比研究，對不同層次的學生可以研究出多種策略的探究方案，有助于全體學生得到較好的學習效果。

參考文獻

[1]教育部考試中心制定.中國高考評價體系.北京：人民教育出版社，2019.11

[2]郭玉英、明義.新課程標準解析與教學指導.北京：北京大學師范大學出版社，2018.8