電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件

王秋閣

摘 要： 電磁感應(yīng)現(xiàn)象揭示了電與磁的內(nèi)在聯(lián)系。本文從教學(xué)分析、教學(xué)過程、教后感三個(gè)方面設(shè)計(jì)如何讓學(xué)生掌握本次課的重點(diǎn)，突破難點(diǎn)，使學(xué)生從根源上認(rèn)識(shí)電磁感應(yīng)中能量的轉(zhuǎn)化過程。

關(guān)鍵詞： 電磁感應(yīng) 感應(yīng)電流 產(chǎn)生條件

筆者的教學(xué)設(shè)計(jì)是《認(rèn)識(shí)磁感應(yīng)現(xiàn)象》，現(xiàn)從教學(xué)分析、教學(xué)過程和教后感三個(gè)方面探討電子白板下物理實(shí)踐教學(xué)資源的整合，分析如何引導(dǎo)學(xué)生掌握本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容，突破難點(diǎn)內(nèi)容。

一、教學(xué)分析

1.分析教材

按照教育部關(guān)于中等職業(yè)學(xué)校《電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能教學(xué)大綱》的精神，本次課出自中等職業(yè)學(xué)校電子類通用教材《電工技術(shù)基礎(chǔ)與技能》，模塊4磁場中的任務(wù)4——認(rèn)識(shí)電磁感應(yīng)現(xiàn)象。任務(wù)4共需4個(gè)學(xué)時(shí)，本次課為前2個(gè)學(xué)時(shí)。

2.學(xué)情分析

教學(xué)對(duì)象是中職機(jī)電一體化專業(yè)2015級(jí)數(shù)控班的學(xué)生，他們的共同特征是：（1）了解電與磁的基本概念；（2）掌握物理實(shí)驗(yàn)的基本技能，譬如會(huì)簡單的電路連線與設(shè)計(jì)，具有一定的分析、觀察、歸納能力；（3）空間想象能力欠缺。

3.教學(xué)目標(biāo)

依據(jù)中職生認(rèn)知能力、思維能力及教學(xué)大綱，筆者制定了三維教學(xué)目標(biāo)。

4.教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

重點(diǎn)：磁生電的條件。

難點(diǎn)：理解磁通量及其變化。

5.教學(xué)策略

本次授課地點(diǎn)在物理實(shí)驗(yàn)室，所用教具主要有檢流計(jì)、螺線管、磁鐵、線圈、導(dǎo)線、開關(guān)、電子白板等。

運(yùn)用翻轉(zhuǎn)課堂、電子白板、微課視頻、3D模擬演示大廳、手機(jī)APP等信息化教學(xué)手段輔助老師完成任務(wù)的設(shè)置、創(chuàng)設(shè)情境、引導(dǎo)問題等教學(xué)活動(dòng)，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行仿真實(shí)訓(xùn)、自主探究、微課學(xué)習(xí)、合作討論。

二、教學(xué)過程

1.課前

教師課前設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)，用“翻轉(zhuǎn)課堂”給學(xué)生傳送課前學(xué)習(xí)內(nèi)容：復(fù)習(xí)奧斯特實(shí)驗(yàn)；預(yù)習(xí)電磁感應(yīng)現(xiàn)象內(nèi)容；閱讀與英國科學(xué)家法拉第有關(guān)的文章；觀看“翻轉(zhuǎn)課堂”中教師設(shè)計(jì)視頻——演示實(shí)驗(yàn)。

學(xué)生通過“翻轉(zhuǎn)課堂”及手機(jī)APP的“資源”，觀看PPT、視頻資料、電子文檔，用少量時(shí)間做預(yù)習(xí)任務(wù)。

2.課中

上課伊始，教師利用手機(jī)APP的簽到功能，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的快速簽到，教師隨即得到反饋，并將數(shù)據(jù)納入學(xué)生簽到統(tǒng)計(jì)表中，作為學(xué)生期末考勤的依據(jù)。

本次教學(xué)設(shè)計(jì)的課堂教學(xué)由“引、思、驗(yàn)、戲、探、評(píng)”六個(gè)環(huán)節(jié)組成。

（1）實(shí)例導(dǎo)課

演示普通手電筒、手壓式手電筒，發(fā)現(xiàn)手壓式手電筒沒有電池，但能夠發(fā)光，它的電是從何處來的？演示生活中的實(shí)例，讓學(xué)生理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象在我們身邊無處不在，從而不僅開闊學(xué)生的視野，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還導(dǎo)入新課。

（2）誘發(fā)思考

通過3D模擬演示廳教師演示奧斯特實(shí)驗(yàn)，學(xué)生觀看大屏幕上靜止的小磁針發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的效果視頻，回憶“電能生磁”現(xiàn)象，誘發(fā)學(xué)生思考：磁是否能生電？培養(yǎng)學(xué)生探尋新知識(shí)的能力。

為驗(yàn)證學(xué)生的猜想，教師隨機(jī)挑選幾名學(xué)生在靜態(tài)中做實(shí)驗(yàn)，其他學(xué)生通過攝像頭在電子白板上觀察實(shí)驗(yàn)過程，發(fā)現(xiàn)檢流計(jì)指針并未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，那么“磁生電”的猜想不正確嗎？進(jìn)而引入法拉第十年探究“磁生電”的艱辛實(shí)驗(yàn)過程：奧斯特于1820年發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)，法拉第于1821年大膽提出“有磁產(chǎn)生電”設(shè)想，并開始艱苦探索，在靜態(tài)中研究，受思維定勢的限制，歷經(jīng)十年艱苦探索后轉(zhuǎn)變思維方式，終在1831年通過大量實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)磁能產(chǎn)生電，至此開創(chuàng)人類電氣化時(shí)代。教師通過講解這些科學(xué)故事，以便學(xué)生更多地了解電磁學(xué)的歷史。

這時(shí)學(xué)生可能會(huì)思考：磁生電的想法應(yīng)該是正確的，只要有特定的條件就能實(shí)現(xiàn)。那么這些特定的條件又是什么呢？自然引入下一個(gè)教學(xué)任務(wù)。

（3）分組實(shí)驗(yàn)

教師可以通過手機(jī)APP發(fā)布實(shí)驗(yàn)任務(wù)書，3D模擬演示，實(shí)驗(yàn)報(bào)告，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)任務(wù)書，開始進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。

學(xué)生利用教師提供的實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，教師巡回指導(dǎo)，提示學(xué)生注意觀察檢流計(jì)指針（變阻器的滑動(dòng)位置、磁鐵的運(yùn)動(dòng)方向、開關(guān)的閉合）運(yùn)動(dòng)的情況。對(duì)于個(gè)別實(shí)驗(yàn)困難的學(xué)生，可以利用微課中教師的講解、3D模擬演示、仿真實(shí)驗(yàn)室的交互功能輔助完成實(shí)驗(yàn)，將觀察到的結(jié)果填寫在實(shí)驗(yàn)報(bào)告的表格中。

利用電子白板的書寫功能，實(shí)驗(yàn)小組分別填寫實(shí)驗(yàn)結(jié)果。之后，針對(duì)不同實(shí)驗(yàn)結(jié)果，小組間展開交流討論，并把討論結(jié)果發(fā)布在手機(jī)APP的討論區(qū)，教師做實(shí)驗(yàn)總結(jié)，總結(jié)出五種電磁感應(yīng)現(xiàn)象的情況：變化的電流、運(yùn)動(dòng)的磁鐵、在磁場中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體、變化的磁場、運(yùn)動(dòng)的恒定電流。

（4）趣味游戲

組織學(xué)生玩“搖繩發(fā)電”游戲，三人一組，兩位學(xué)生東西站位搖繩、一位學(xué)生觀察檢流計(jì)。多給學(xué)生幾次游戲的機(jī)會(huì)，看看哪組現(xiàn)象最明顯。教師提出問題：兩位學(xué)生搖繩站位是東西，為什么南北方向搖擺不產(chǎn)生電流呢？搖繩產(chǎn)生的感應(yīng)電流，是前面總結(jié)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的哪種情況呢？引導(dǎo)學(xué)生思考發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件。

（5）深入探索

帶著上一環(huán)節(jié)的問題，教師運(yùn)用3D模擬演示廳，讓學(xué)生了解各種磁力線，理解閉合導(dǎo)體回路面積S、垂直穿過S的磁感應(yīng)強(qiáng)度B及S和B的夾角θ等概念，把抽象的磁通量講得淺顯易懂，突破本次課的難點(diǎn)，把引發(fā)磁通量變化的因素B、S、θ繪制成表格，得出“閉合電路的磁通量產(chǎn)生變化時(shí)，就會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生”的結(jié)論，進(jìn)而突破本次課的難點(diǎn)內(nèi)容。

此時(shí)學(xué)生通過電子白板練習(xí)，更熟練地判斷感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。

（6）總結(jié)評(píng)價(jià)

學(xué)生用手機(jī)APP平臺(tái)傳送實(shí)驗(yàn)報(bào)告。學(xué)生和老師各自完成教師評(píng)價(jià)表、組員互評(píng)表和學(xué)生自評(píng)表。

三、教學(xué)反思

翻轉(zhuǎn)課堂、微課的使用，讓學(xué)生突破時(shí)空限制進(jìn)行學(xué)習(xí)和自主探究學(xué)習(xí)變成現(xiàn)實(shí)，對(duì)于學(xué)生自主學(xué)習(xí)的進(jìn)度，老師可通過手機(jī)APP平臺(tái)實(shí)時(shí)關(guān)注。在仿真物理實(shí)驗(yàn)室的3D模擬演示廳的輔助下，使原本抽象的物理概念更形象化，降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度。后排學(xué)生也能通過先進(jìn)的成像教學(xué)設(shè)備清楚地看到前臺(tái)的演示實(shí)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐德翔.“電磁感應(yīng)”中學(xué)生困惑的幾個(gè)問題[J].物理教學(xué)探討，2011（10）.

[2]陶科.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中讓人困惑情景的分析討論[J].物理教師，2012（07）.