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      法拉第電磁感應(yīng)定律教學(xué)的課堂提問設(shè)計(jì)

      2015-07-15 15:58:58周琪兵
      物理教學(xué)探討 2015年5期
      關(guān)鍵詞:電磁感應(yīng)問題設(shè)計(jì)課堂教學(xué)

      周琪兵

      摘 要:法拉第電磁感應(yīng)定律是電磁感應(yīng)的核心內(nèi)容,課堂提問是組織課堂教學(xué)的中心環(huán)節(jié)。精彩的提問能優(yōu)化課堂結(jié)構(gòu),提高課堂教學(xué)效率。本文結(jié)合筆者在教學(xué)中的親身體驗(yàn),談一談貫穿法拉第電磁感應(yīng)定律的新授課教學(xué)的幾個(gè)問題設(shè)計(jì)。

      關(guān)鍵詞:電磁感應(yīng);課堂教學(xué);問題設(shè)計(jì)

      中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003-6148(2015)5-0040-2

      法拉第電磁感應(yīng)定律是電磁感應(yīng)的核心內(nèi)容,也是整個(gè)電磁學(xué)的重要內(nèi)容,它與電場(chǎng)、磁場(chǎng)關(guān)系密切,也是學(xué)習(xí)交變電流、變壓器的基礎(chǔ)。它既是本章的教學(xué)重點(diǎn),也是教學(xué)難點(diǎn)。常言道:“學(xué)起于思,思起于疑,疑解于問?!闭n堂提問是組織課堂教學(xué)的中心環(huán)節(jié)。精彩的提問能優(yōu)化課堂結(jié)構(gòu),加強(qiáng)師生的情感交流,提高課堂教學(xué)效率,是誘發(fā)學(xué)生思維的發(fā)動(dòng)機(jī),是開啟學(xué)生思維的一把鑰匙。本文結(jié)合筆者在教學(xué)中的親身體驗(yàn),談一談貫穿法拉第電磁感應(yīng)定律的新授課教學(xué)的幾個(gè)問題設(shè)計(jì)。

      1 通過提問引入感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的概念

      上課開始,筆者讓學(xué)生回憶兩個(gè)問題。第一個(gè):“感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件是什么?”第二個(gè):“電流的產(chǎn)生條件是什么?”這兩個(gè)問題都很簡(jiǎn)單,尤其是感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件,上一節(jié)課剛講過。學(xué)生很快有了正確答案,學(xué)生答案板書如下:

      兩個(gè)問題:1.感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件:

      閉合回路穿過回路的磁通量發(fā)生變化

      2.電流的產(chǎn)生條件:自由電荷導(dǎo)體兩端有電壓

      然后提問:“比較這兩個(gè)問題,你想到了什么?”在學(xué)生思考一會(huì)兒以后,讓學(xué)生分組討論。學(xué)生思考討論后,有很多話要說,發(fā)言也很積極。有學(xué)生說,閉合回路里有自由電荷,那么穿過回路的磁通量發(fā)生變化就會(huì)產(chǎn)生電壓。這個(gè)回答讓筆者很滿意。還有學(xué)生進(jìn)一步指出:有電壓,就有電源,因此穿過回路的磁通量發(fā)生變化就會(huì)產(chǎn)生電源。到此,筆者進(jìn)行如下小結(jié):有電源就有電動(dòng)勢(shì)——在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。然而,還有學(xué)生意猶未盡,說自由電荷在電場(chǎng)力的作用下定向移動(dòng)形成電流,因此,磁通量變化產(chǎn)生電場(chǎng)。這個(gè)回答說出了電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì),讓筆者感到意外的同時(shí)更多的是感到驚喜。也許學(xué)生沒有意識(shí)到他的結(jié)論要在后面學(xué)習(xí)了麥克斯韋電磁場(chǎng)理論,知道了“變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)”后,才能有更深入的理解,但由此可見,精心設(shè)計(jì)的提問,對(duì)開啟學(xué)生的思維有著多么重要的幫助。

      2 通過提問找出影響感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的相關(guān)因素

      板書感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的定義后,筆者與學(xué)生一起回顧了上節(jié)課學(xué)習(xí)《電磁感應(yīng)現(xiàn)象》所做的三個(gè)實(shí)驗(yàn):一是導(dǎo)體框的一邊切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流,二是條形磁鐵插入和拔出線圈的過程中產(chǎn)生電流,三是改變小線圈中的電流導(dǎo)致大線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流。讓學(xué)生重復(fù)三個(gè)實(shí)驗(yàn),但要求每個(gè)實(shí)驗(yàn)操作都有快有慢,并比較操作快慢不同,得到的感應(yīng)電流大小的區(qū)別。然后,板書三個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下:

      1.導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng),速度越快,感應(yīng)電流越大;

      2.磁鐵插入和拔出線圈越快,感應(yīng)電流越大;

      3.小線圈組成回路電阻改變?cè)娇?,感?yīng)電流越大。

      接著,筆者提出了這樣一個(gè)問題:“你能找出三個(gè)現(xiàn)象的共性,并用自己的語言概括出來嗎?”這個(gè)問題引起了學(xué)生積極的思考和熱烈的討論,有學(xué)生得到這樣一個(gè)結(jié)論:磁通量變化越快,感應(yīng)電流越大。經(jīng)過提示后,他將這個(gè)結(jié)論改為:磁通量變化越快,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大。在給予充分肯定和贊揚(yáng)后,讓學(xué)生把這個(gè)結(jié)論,再放到三個(gè)實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行驗(yàn)證,從而形成共識(shí)。

      3 通過提問了解如何描述磁通量變化的快慢

      接下去,筆者沒有急著讓學(xué)生去思考如何描述磁通量變化的快慢,而提出了這樣一個(gè)問題:“怎樣描述‘快慢呢?舉例說明。我們同學(xué)學(xué)習(xí)時(shí)間很緊張,吃飯往往比較快。那么,如何描述一個(gè)人吃飯的快慢呢?”

      毫無疑問,“如何描述一個(gè)人的吃飯快慢”的問題,給學(xué)生提供了充分思考的空間。關(guān)于吃飯快慢的描述,也很快有了結(jié)論:同樣的時(shí)間吃得越多,吃得越快;吃同樣的量,用時(shí)越少,吃得越快。學(xué)生經(jīng)過討論,很快得到了一般性的結(jié)論:完成同一過程,用時(shí)越短,則越快;同樣的時(shí)間,完成的工作量越大,則越快。

      再追問,如何用數(shù)學(xué)表達(dá)式來表示“快慢”呢?這個(gè)問題也很快有了答案:完成快慢等于完成的量與所用時(shí)間的比值。這個(gè)時(shí)候,再讓學(xué)生思考,如何描述磁通量變化的快慢,就順理成章了。磁通量變化的快慢等于磁通量的變化與所用時(shí)間的比值,即■。

      江蘇省著名特級(jí)教師朱建廉老師,在一次關(guān)于課堂教學(xué)法的講座中,曾這樣對(duì)“探究式教學(xué)走進(jìn)物理課堂”進(jìn)行了形象的說明:如果從A到D,教學(xué)內(nèi)容越來越接近教學(xué)目標(biāo),這節(jié)課的目的要講D,我偏偏不講D,我講A。講了A,如果學(xué)生懂了,這節(jié)課教學(xué)任務(wù)就完成了。如果學(xué)生不懂,我講B,學(xué)生懂了,這節(jié)課教學(xué)任務(wù)也完成了。還不懂,我講C,學(xué)生懂了,這節(jié)課教學(xué)任務(wù)也就完成了。還有不懂的,實(shí)在不行,那就告訴他D了。朱建廉老師風(fēng)趣的語言記憶猶新,筆者想,這里筆者的提問,從如何描述吃飯快慢,逐漸延伸到如何描述磁通量變化的快慢,應(yīng)該達(dá)到朱建廉老師的要求了吧。

      4 通過提問得到法拉第電磁感應(yīng)定律的表達(dá)式

      下面一個(gè)問題,筆者是這樣提出的:“回顧以上分析,我們已經(jīng)得到這樣一個(gè)結(jié)論,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E與磁通量變化快慢■正相關(guān)。也就是說,■越大,則E越大。那么,E和■之間的聯(lián)系,如何用數(shù)學(xué)方程式表示呢?”有學(xué)生不假思索地說:E=k■。筆者乘機(jī)追問:“這個(gè)表達(dá)式是對(duì)的,但E與■正相關(guān),它們間的關(guān)系一定可以表示為E=k■嗎?你能說服我嗎?請(qǐng)同學(xué)們閱讀課本的相關(guān)內(nèi)容,看看課本上是如何說明這個(gè)問題的?!?/p>

      學(xué)生很快找到了這句話:“紐曼、韋伯在對(duì)理論和實(shí)驗(yàn)資料進(jìn)行嚴(yán)格分析后,于1845和1846年先后指出:閉合電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,跟穿過這一電路的磁通量變化率成正比,后人稱之為法拉第電磁感應(yīng)定律?!迸c學(xué)生一起閱讀這段話后,筆者指出,物理學(xué)中很多定律的得出,并不一定是直接歸納的結(jié)果,而是經(jīng)過艱苦的實(shí)踐積累,分析了很多實(shí)驗(yàn)事實(shí)后“悟”出來的。我們一節(jié)課學(xué)會(huì)了一個(gè)定律,而這個(gè)規(guī)律卻往往要經(jīng)過很多人、很長(zhǎng)時(shí)間的努力才能得到。由此可見,我們?nèi)硇牡赝度氲綄W(xué)習(xí)中去,不僅是必要的,而且是幸福的一件事。

      接下去得到法拉第電磁感應(yīng)定律的表達(dá)式: E=n■,就是水到渠成的事了。

      課堂提問是一種經(jīng)常使用的教學(xué)手段和形式,是教師與學(xué)生之間信息的雙向交流。如果能夠?qū)φn堂教學(xué)中的問題進(jìn)行精心設(shè)計(jì),就可及時(shí)喚起學(xué)生的注意,創(chuàng)造積極的課堂氣氛,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和興趣,優(yōu)化課堂結(jié)構(gòu),真正發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用。從而展示教師的教學(xué)藝術(shù),顯示教師的教學(xué)魅力。本節(jié)課,課前經(jīng)過精心的問題設(shè)計(jì),并在課上通過不斷的提問,引導(dǎo)學(xué)生思考討論,一層接一層如抽絲剝繭般將法拉第電磁感應(yīng)定律逐步呈現(xiàn)在學(xué)生面前。與學(xué)生一起分享探索的快樂的同時(shí),必定也加深了學(xué)生對(duì)規(guī)律的理解,學(xué)生的思維能力也得到了充分的鍛煉。

      參考文獻(xiàn):

      [1]曹東霞,吳祥志.《法拉第電磁感應(yīng)定律》教學(xué)設(shè)計(jì)[J] .物理教學(xué)探討,2010,(10):66.

      [2]葉曉,倪志強(qiáng).創(chuàng)設(shè)物理情景提高規(guī)律課有效性——以《法拉第電磁感應(yīng)定律》教學(xué)為例[J] .物理教學(xué)探討,2014,(3):15.

      (欄目編輯 羅琬華)

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