以“自感”為例探討如何進行教學(xué)設(shè)計

歐琳

摘 要：良好的教學(xué)設(shè)計，是成功課堂的重要保障。教學(xué)設(shè)計包含教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計、教學(xué)方法的設(shè)計、教學(xué)過程的設(shè)計等。文章以“自感”為例，探討如何進行教學(xué)設(shè)計。

關(guān)鍵詞：物理教學(xué)；教學(xué)設(shè)計；電磁感應(yīng)；自感

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

教學(xué)設(shè)計是一線教師在平時工作中不可缺少的一個環(huán)節(jié)，本文以“自感”為例，探討如何進行教學(xué)設(shè)計。本節(jié)內(nèi)容是電磁感應(yīng)一章的重要組成部分，它使得學(xué)生在掌握電磁感應(yīng)現(xiàn)象的規(guī)律后，認(rèn)識自感現(xiàn)象，可以運用電磁感應(yīng)知識解釋有關(guān)的實際問題。本節(jié)課主要包括自感現(xiàn)象和自感的應(yīng)用兩部分。其中對自感現(xiàn)象的認(rèn)識與理解是本節(jié)課的主要內(nèi)容，是教學(xué)的重點。而自感現(xiàn)象是如何制約電路電流變化的，學(xué)生邏輯思維能力與抽象思維能力的培養(yǎng)與提高，則是本節(jié)課的難點。

一、教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計

根據(jù)教學(xué)大綱、教材內(nèi)容，并結(jié)合學(xué)校教學(xué)實際及學(xué)生的實際，擬訂了如下教學(xué)目標(biāo)。（1）知識目標(biāo)。知道自感是特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，理解自感現(xiàn)象的產(chǎn)生及規(guī)律，了解自感系數(shù)的意義及決定條件（補充）。（2）能力目標(biāo)。用電磁感應(yīng)的知識分析，得出自感現(xiàn)象的存在；通過對兩個自感實驗的設(shè)計、觀察和討論，培養(yǎng)學(xué)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(xué)方法的設(shè)計

物理學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，因此，應(yīng)盡量用實驗來引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析物理現(xiàn)象，得出物理規(guī)律。在學(xué)習(xí)自感時，充分利用通電自感和斷電自感這兩個實驗，采用設(shè)置懸念→理論分析→實驗驗證→觀察思維→發(fā)現(xiàn)規(guī)律→歸納總結(jié)的學(xué)習(xí)思路，培養(yǎng)學(xué)生相應(yīng)的能力。鑒于本課是自感的第一課時，且學(xué)生對自感現(xiàn)象的深刻理解與熟練掌握有一定的難度，在教學(xué)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(xiàn)象的示教板（可拆卸、組合）。

四、教學(xué)過程的設(shè)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(xué)生的思考。（1）引起電磁感應(yīng)現(xiàn)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(yīng)電流？（3）如圖2（篇幅所限，圖略），將電鍵K接通瞬間，經(jīng)線圈L1的電流從無到有，發(fā)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(yīng)現(xiàn)象呢？（4）如果能，它的規(guī)律又是怎樣的呢？教學(xué)目的：通過一連串的提問，引導(dǎo)學(xué)生想到線圈L1自身電流也變化了，將問題轉(zhuǎn)到“自我的感應(yīng)”上去。

2. 新課教學(xué)

（1）通電自感的問題。順勢提問：“如果假設(shè)線圈L1中存在電磁感應(yīng)現(xiàn)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(shè)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(dāng)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(diào)節(jié)R=RL。在這樣的基礎(chǔ)上，就可以出示實驗器材，將實物與電路圖5中各部分對應(yīng)起來。演示發(fā)現(xiàn)實驗現(xiàn)象與假設(shè)的一致，順利得出自感的概念。

（2）解決斷電自感現(xiàn)象的相應(yīng)問題。返回電路5分析：當(dāng)電鍵K斷開瞬間，線圈L中也有自感現(xiàn)象。那么，燈2就應(yīng)較慢一些暗下來才對?？裳菔镜慕Y(jié)果卻是無明顯現(xiàn)象。（這樣再一次地激起學(xué)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(xiàn)象明顯。演示結(jié)果：燈L閃亮了一下再熄滅。經(jīng)過以上分析，總結(jié)出自感的特點，并將自感電流的方向仍舊歸結(jié)到“增反減同”的規(guī)律中，以減輕學(xué)生的記憶困難，起到濃縮信息的作用。（注意強調(diào)對“阻礙”的理解。）

（3）最后，引入自感電動勢與自感系數(shù)的概念。提出問題：感應(yīng)電動勢的大小與什么因素有關(guān)？（感應(yīng)電動勢大小與穿過閉合電路的磁通量變化快慢有關(guān)。）指出：自感電動勢的大小與其他感應(yīng)電動勢一樣跟穿過線圈的磁通量變化的快慢有關(guān)系，線圈的磁場是由電流產(chǎn)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(guān)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(chǎn)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(chǎn)生的自感電動勢是不相同的，即：ε與線圈本身的特性有關(guān)——用自感系數(shù)L來表示線圈的這種特性。說明：1）自感系數(shù)簡稱自感或是電感。2）自感系數(shù)的單位是亨利，簡稱亨（H）。同時，介紹科學(xué)家亨利的重要事跡。利用物理學(xué)家孜孜不倦的求真精神和事跡，對學(xué)生進行科學(xué)情感的教育，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度，樹立為追求科學(xué)真理而踏實學(xué)習(xí)的良好學(xué)風(fēng)。

五、關(guān)于該設(shè)計思路的補充說明

本節(jié)課的最后一部分——自感現(xiàn)象的應(yīng)用與防止，可與下一節(jié)“日光燈原理”作為一個教學(xué)時的內(nèi)容。這樣處理，起到分散難點的作用。

六、本教材的設(shè)計特點

在學(xué)生的接受能力范圍內(nèi)，對現(xiàn)有的教材適當(dāng)變化和提高。側(cè)重在新課教學(xué)中，從利用舊知識分析新情境入手，提出懸念。再引導(dǎo)學(xué)生一起設(shè)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(yīng)的能力。并注意到物理學(xué)史的教育功能，在該課教學(xué)過程中適時地介紹物理學(xué)家的事跡，去感染學(xué)生，進行情感教育，更好地促進學(xué)生學(xué)習(xí)。

參考文獻：

[1]物理課程教材研究開發(fā)中心.全日制普通高級中學(xué)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(biāo)準(zhǔn)實驗教科書·物理[M].濟南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2011.