關于楞次定律的活動探究式教學設計
摘 要：活動情境的創設是建構民主、開放、互動、生命課堂的前提，是課堂教學的靈魂。古語有云：授人以魚不如授人以漁。文章以楞次定律的活動教學設計為例，談談如何通過創設生活化和富于探究性的活動情境，以情激趣，開展活動探究式教學，從而不斷提升學生的自主探究能力和創造性思維能力。
關鍵詞：活動探究式；教學設計；活動情境；設計思想
中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2016）2-0004-4
楞次定律是高中物理電磁學部分的重要內容。從知識結構上來看，前面一節內容解決了感應電流產生的條件。那么，自然就有學生提出感應電流的方向如何判定、大小怎么求解的問題。感應電流方向的判定問題就是第三節要解決的問題。因此，感應電流的方向與引起感應電流的磁通量變化之間的關系是本節的教學重點。同時，由于規律本身比較抽象，學生沒有相應的生活經驗，所以又是教學的難點。根據新課程標準和學生的認知水平，采用活動探究式教學，即：創設問題情境—學生討論—猜想—設計實驗—探索實驗—分析實驗現象—建構楞次定律—結論應用。
學情分析：
學生已經掌握了磁通量的概念，并會分析磁通量的變化；已經知道了條形磁鐵的磁感線的分布；學生已經利用實驗器材（條形磁鐵、電流計、線圈等）研究感應電流產生的條件。
教學方法：活動探究法。
教學用具：
分組實驗儀器：條形磁鐵、電流計、線圈、滑動變阻器、電鍵、雙環、導線若干；
演示實驗儀器：鋁管兩根（1米）、強磁性球、鐵球、條形磁鐵。
活動過程：
活動1 演示實驗，激發學生的探索熱情，引入新課。
教師演示落磁實驗（如圖1所示），將強磁性球和鐵球從同一高度由靜止自由釋放分別通過鋁管。為什么強磁性球比鐵球下落得慢呢？一下子就激發了學生的探索熱情，學生猜想可能是感應電流的.磁場起了阻礙作用，教師順勢引入新課，學完楞次定律我們就能揭開這一奇妙現象的神秘面紗。
圖1 落磁實驗
活動2 分組完成雙環實驗，觀察記錄實驗現象，分析實驗現象，猜想決定感應電流方向的因素。
學生分組實驗：
探究目的：猜想決定感應電流方向的因素。
實驗器材：雙環、條形磁鐵。
實驗裝置：如圖2所示。
圖2 雙環實驗
師：哪個鋁環能產生感應電流，怎樣使它產生感應電流？
生：閉合的鋁環才可能產生感應電流，只要改變通過它的磁通量就可以使它產生感應電流。
實驗方案設計：
師：如何設計實驗才能證明其中確實有感應電流呢？下面請同學們分組討論，一會兒請同學匯報討論的結果。
生：磁鐵的一極靠近或遠離閉合鋁環時，鋁環產生了運動，這種運動是磁鐵的磁場對環中產生的感應電流的作用，這就證明了環中有感應電流產生。
師：那么，我們再討論一下磁鐵靠近或遠離閉合鋁環時感應電流的方向如何確定？
生：環中感應電流相當于小磁針，可根據運動情況和右手螺旋定則判斷。
觀察與記錄（如圖3所示）：
圖3 雙環實驗探究
學生分析猜想：感應電流的方向與原磁場的方向、磁通量的變化有關。感應電流的磁場阻礙原磁通量的變化（增反減同，來拒去留）。
活動3 分組實驗，進一步驗證學生在活動2中猜想決定感應電流方向的因素的正確性。實驗探究，觀察、記錄、分析實驗現象，構建楞次定律。
師：如何才能知道電流計指針偏轉方向與電流流向之間的關系？
是否可以通過實驗來確定？（學生先思考，再分組討論，設計實驗方案）
生：將電源、電鍵、滑動變阻器、靈敏電流計用導線構成閉合回路，根據電源正接和反接兩種情況下電流計指針的偏轉，即可判定電流方向與指針偏轉方向之間的關系。
學生分組實驗：學生按如圖4所示接好電路，探究指針偏轉方向與電流流向之間的關系，并總結得出結論。
學生：電流從電流計的左接線柱流入，指針向左偏轉；電流從電流計的右接線柱流入，指針向右偏轉。
學生分組實驗進一步驗證活動2中學生的猜想。
探究目的：
1）感應電流的方向與原磁場的方向有什么關系？
2）感應電流的方向與磁通量的變化有什么關系？
實驗器材：條形磁鐵、螺線管、靈敏電流計。
實驗電路：如圖5所示。
觀察與記錄（如圖6所示）：
師：可以根據以上實驗現象概括出感應電流的方向與磁通量變化的關系嗎？
生：很難。
師：是否可以通過一個中介——感應電流的磁場來描述感應電流與磁通量變化的關系？
生：可以。磁鐵磁場的變化在線圈中產生了感應電流，而感應電流本身也能產生磁場，感應電流的磁場方向既跟感應電流方向有聯系，又跟引起磁通量變化的磁場有關系。
師：請同學們根據實驗觀察來分析三者之間的關系。
學生分析結果展示（如表1所示）：
學生歸納總結，自然建構楞次定律。
楞次定律：感應電流具有這樣的方向，就是感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。
活動4 深入理解楞次定律，從不同角度來分析阻礙的含義。
師：誰起阻礙作用？（如圖7所示）：
生：感應電流的磁場。
師：阻礙什么？
生：引起感應電流的磁通量的變化。
師：如何阻礙？
生：增反減同。 師：能否阻止？
生：否，只是使磁通量的變化變慢。
師：阻礙的方式還有哪些？
生：來拒去留感應電流的磁場總要阻礙相對運動。
生：從線圈面積變化看：增縮減擴。
活動5 實例分析，程序知識顯性化，建構應用楞次定律解題的一般思維程序。
例題 法拉第最初發現電磁感應現象的實驗如圖8所示，軟鐵環上繞有A、B兩個線圈，當A線圈電路中的開關斷開的瞬間，電流計中的感應電流沿什么方向？
師：閉合回路中原磁場的方向？
生：順時針。
師：開關斷開瞬間，原磁通量如何變化？
生：減小。
師：感應電流的磁場方向如何？
生：順時針。
師：電流計中感應電流的流向？
生：向左。
師：請同學們歸納總結出應用楞次定律解題的一般思維程序？
學生進行小組討論，成果展示，如圖9所示。
活動6 應用楞次定律解釋落磁實驗現象，首尾呼應，結束新課。
師：是什么阻礙了磁性球的下落？
生：感應電流的磁場。
學生應用楞次定律解釋落磁實驗現象，親手揭開了這一奇妙現象的神秘面紗，體會到成功的喜悅。
設計意圖：
教師利用教科書提供的素材，設置富有探究性的活動情境，以情激趣，引導學生觀察、分析實驗現象，合作交流，尋找共性，歸納和總結規律，達到楞次定律的自然生成以及應用楞次定律解決實際問題的能力。
興趣是最好的老師。因此，在楞次定律的活動教學設計中，通過落磁引入新課，激發學生的探索熱情。不斷創設生活化和富有探究性的問題情境，以情激趣，引導學生通過自主活動探究，體驗用感應電流判定方法引入楞次定律的建構過程，建構楞次定律解題的思維程序以及逐步揭示楞次定律的本質。在整個活動教學過程中：教師不再是演員，而是導演；學生不再是觀眾，而是主角。教師充分發揮學生的主動性，讓他們自主地參與到活動探究中去，真正做課堂的主人，使課堂充滿生命力。
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