圖景呈現(xiàn)，讓物理學(xué)習(xí)過程變得可見
——以人教版必修3“電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其應(yīng)用”為例

●施堅(jiān)

高中物理概念和規(guī)律的符號(hào)表征往往是抽象、難懂、嚴(yán)謹(jǐn)、枯燥的，而它們的圖像表征和動(dòng)作表征卻總是與具體、生動(dòng)的物理實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)象聯(lián)系在一起的。因此，學(xué)生的學(xué)習(xí)應(yīng)該通過創(chuàng)設(shè)合理而有層次的問題情境和豐富而直觀的圖景呈現(xiàn)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)概念和規(guī)律的主動(dòng)建構(gòu)、智慧建構(gòu)，讓物理學(xué)習(xí)過程變得可見，筆者在人教版《物理》必修3“電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其應(yīng)用”新授課中開展了相關(guān)嘗試。

一、物理圖景，兼具發(fā)展形象思維與抽象思維

物理源于生活，始于實(shí)驗(yàn)。讓物理和感受、體驗(yàn)關(guān)聯(lián)在一起，物理教學(xué)理應(yīng)在重視邏輯思維的同時(shí)注重形象思維，而這個(gè)教學(xué)載體便是“物理圖景”，即教師需要通過物理圖景教學(xué)，使學(xué)生學(xué)會(huì)觀察和分析物理現(xiàn)象、物理過程，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用圖景和建構(gòu)圖景來認(rèn)知物理規(guī)律和解決物理問題，將形象思維、抽象思維相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)思維可視化下的物理教學(xué)。

物理圖景，是指教學(xué)中各類便于說明物理現(xiàn)象和規(guī)律的圖片、圖表、示意圖、圖像、視頻、實(shí)驗(yàn)等，以及在此基礎(chǔ)上形成或生成的更高一級(jí)的意象，具有情境性、體驗(yàn)性、發(fā)展性、生成性等特點(diǎn)。

由生命科學(xué)的研究可知，不同的信息對(duì)大腦中不同的部位產(chǎn)生刺激作用。首先由視覺器官接受周圍各種各樣的文字和圖形信息，其后文字信息傳向左半腦，引起抽象思維，形成概念，完成數(shù)字計(jì)算和演繹；而具體的形象信息將傳向右半腦，引起形象思維，形成對(duì)客觀世界直接、形象的反映，即圖景。事實(shí)上，教學(xué)活動(dòng)過程中若能做到將文字信息和圖形信息交替?zhèn)鬟f到大腦的左半部和右半部，使大腦皮層的興奮中心和抑制部分在左、右半腦交替出現(xiàn)并互相補(bǔ)充，思維品質(zhì)能極大地提高，學(xué)習(xí)效率也相應(yīng)提高。因此，在學(xué)習(xí)物理過程中，若將抽象的文字、數(shù)字信息轉(zhuǎn)化，建立與之對(duì)應(yīng)的圖景，那么學(xué)生思維活動(dòng)將更為活躍和豐富，物理的學(xué)習(xí)難度也會(huì)隨之下降。

一圖勝千言，圖景呈現(xiàn)包括物理現(xiàn)象（實(shí)驗(yàn)）的可視化、物理過程的可視化、師生物理思維的可視化，物理教學(xué)應(yīng)該發(fā)揮物理圖景的視覺思維功能，促進(jìn)學(xué)生多感官通道的學(xué)習(xí)，使得物理學(xué)習(xí)和解決問題的整個(gè)過程成為一個(gè)穿越“現(xiàn)實(shí)場景”“物理場景”和“數(shù)理場景”三個(gè)不同的“場景”的過程。

二、圖景呈現(xiàn)，助推可見的物理學(xué)習(xí)過程

通過創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)生的興趣，強(qiáng)化物理知識(shí)和情境的關(guān)聯(lián)，讓學(xué)生在情境中進(jìn)行體驗(yàn)、感悟材料的積累，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)探究過程，提升學(xué)生的體驗(yàn)和思維深度、廣度，變被動(dòng)接受和記憶為主動(dòng)探究和發(fā)現(xiàn)，促進(jìn)思維活動(dòng)的發(fā)生和可視化。

（一）創(chuàng)設(shè)趣味對(duì)比，情境懸念激發(fā)認(rèn)知沖突

將物理知識(shí)與生活現(xiàn)象融通，可以有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。教師可以利用身邊資源，創(chuàng)設(shè)簡單有趣、與學(xué)生已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)矛盾的實(shí)驗(yàn)情境，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望。

新課伊始，教師和學(xué)生反復(fù)演示“手插發(fā)電”實(shí)驗(yàn)。

教師演示實(shí)驗(yàn)1：如圖1所示，教師演示先用長導(dǎo)線將開有圓孔的文件夾（兩個(gè)角上有伸出的導(dǎo)線）與靈敏電流計(jì)相連，然后教師用手插入中間開有圓孔的文件夾時(shí)，講臺(tái)上靈敏電流計(jì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而學(xué)生同樣用手插入時(shí)，靈敏電流計(jì)不發(fā)生偏轉(zhuǎn)（啟發(fā)學(xué)生思考）。

圖1

教師展示和說明：袖口有一塊圓柱形強(qiáng)磁鐵，并打開文件夾，展示里面圍繞著中間圓孔有一個(gè)方形線圈，顯然線圈中產(chǎn)生的電流與磁鐵有關(guān)，引出課題：磁產(chǎn)生電的條件是什么?

教師引導(dǎo)學(xué)生回憶初中學(xué)過的知識(shí)，并簡要演示初中切割磁感線實(shí)驗(yàn)（下稱“演示實(shí)驗(yàn)1”），明確在閉合回路中，部分導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流。

教師追問：不切割磁感線，能否產(chǎn)生感應(yīng)電流呢?能否嘗試設(shè)計(jì)相關(guān)探究實(shí)驗(yàn)的方案？

設(shè)計(jì)意圖：電磁感應(yīng)現(xiàn)象是一種較為普遍的物理現(xiàn)象，“手插發(fā)電”對(duì)比過程的懸念情境，取材于生活，可以縮短學(xué)生與知識(shí)之間的距離，消除學(xué)生對(duì)知識(shí)的陌生感，讓學(xué)生能夠以更加主動(dòng)的姿態(tài)來參與學(xué)習(xí)，利于將一些生活經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為物理認(rèn)知，在此基礎(chǔ)上教師開始引導(dǎo)學(xué)生思考這一現(xiàn)象是否似曾相識(shí)，并為后續(xù)探索感應(yīng)電流產(chǎn)生條件做好鋪墊。

（二）品味“磁生電”史，回顧劃時(shí)代發(fā)現(xiàn)的歷程

物理學(xué)史，集中體現(xiàn)了人類探索和逐步認(rèn)識(shí)物理世界的現(xiàn)象、特性、規(guī)律和本質(zhì)的歷程，在高中物理學(xué)中加強(qiáng)物理學(xué)史教育，展現(xiàn)歷史上物理學(xué)家探索物理世界奧秘的艱辛歷程，讓學(xué)生品味其中的思維方法和科學(xué)精神是一筆必要而豐盈的財(cái)富。

1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)，并斷言：電與磁是有聯(lián)系的！

1822年，法拉第在日記中寫下了“由磁產(chǎn)生電”的設(shè)想，并為此進(jìn)行了長達(dá)10年的探索，然而無數(shù)次在穩(wěn)恒的強(qiáng)磁體或強(qiáng)電流可能會(huì)在鄰近的閉合導(dǎo)線中感應(yīng)出電流的期待都沒有成功，失敗的原因究竟在哪里？

1831年，法拉第把兩個(gè)線圈繞在一個(gè)鐵環(huán)上，一個(gè)線圈接電源，另一個(gè)線圈接“電流表”（如圖2a所示），當(dāng)給一個(gè)線圈通電或斷電的瞬間，在另一個(gè)線圈上出現(xiàn)了電流。

1831年9月24日，法拉第把兩根條形磁鐵擺成V 形，軟鐵棒上繞著一組線圈,并架在兩根條形磁鐵之上，并串聯(lián)了一只靈敏電流計(jì)（如圖2b 所示），當(dāng)其中一根磁鐵上端與軟鐵棒接觸或斷開瞬間，他看到了靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。

圖2

法拉第一朝頓悟，“磁生電”現(xiàn)象的本質(zhì)特征是：變化、運(yùn)動(dòng)。

法拉第將其發(fā)現(xiàn)的全部“磁生電”現(xiàn)象分成五類：變化的電流、變化的磁場、運(yùn)動(dòng)的恒定電流、運(yùn)動(dòng)的磁鐵、在磁場中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體，法拉第歷經(jīng)10年艱辛領(lǐng)悟到，“磁生電”是一種在變化、運(yùn)動(dòng)的過程中才能出現(xiàn)的效應(yīng)，是一個(gè)非恒定的暫態(tài)效應(yīng)過程。

設(shè)計(jì)意圖：要發(fā)揮物理學(xué)史的教育教學(xué)功效，就需要把物理知識(shí)的邏輯展開與物理學(xué)認(rèn)識(shí)的歷史發(fā)展有機(jī)結(jié)合起來，把物理教學(xué)過程設(shè)計(jì)成是把“凝固的文化激活”的過程，把文化傳播和學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化成為歷史上的創(chuàng)造者與今天的文化學(xué)習(xí)者之間的對(duì)話，讓學(xué)生以物理學(xué)家認(rèn)識(shí)世界本來面目的態(tài)度去認(rèn)識(shí)世界，確立物理學(xué)的歷史意識(shí)。

（三）開展實(shí)驗(yàn)探究，小組合作得到初顯規(guī)律

小組合作學(xué)習(xí)是當(dāng)下課堂上最常見的互動(dòng)，學(xué)生在教師引導(dǎo)下圍繞共同的問題或?qū)嵺`項(xiàng)目合理分工，積極思考，或?qū)嶒?yàn)操作后發(fā)表自己的觀點(diǎn)，進(jìn)行評(píng)價(jià)和補(bǔ)充，讓每一個(gè)學(xué)生的主動(dòng)性都得到尊重和體現(xiàn)。

學(xué)生判斷所需實(shí)驗(yàn)器材：磁鐵、線圈、靈敏電流計(jì)、若干導(dǎo)線。

教師引導(dǎo)并說明：磁鐵主要目的是提供磁場，可以是條形磁鐵、馬蹄形磁鐵等，還可以是通電導(dǎo)線或螺線管，而且在螺線管中插入一根鐵芯或者改變通電電流的大小，均可以改變其產(chǎn)生的磁場的強(qiáng)弱。

教師把學(xué)生分成12 個(gè)小組，提供3 個(gè)類別并提供3 種不同的實(shí)驗(yàn)器材，由各小組自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，充分嘗試，開展合作探究（其中2 人配合完成實(shí)驗(yàn)操作，1 人負(fù)責(zé)觀察和記錄），得出感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件（共計(jì)約10 分鐘），后按類別某組分電路組成、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、總結(jié)條件三個(gè)層面上臺(tái)交流。

組別1 實(shí)驗(yàn)器材：條形磁鐵，螺線管，電流計(jì)，導(dǎo)線若干；

組別2 實(shí)驗(yàn)器材：大螺線管，小螺線管(含有一根鐵芯)，滑動(dòng)變阻器，電源，開關(guān)，電流計(jì)，導(dǎo)線若干；

組別3 實(shí)驗(yàn)器材：兩塊平行的薄磁體（中間的磁場可以近似認(rèn)為是勻強(qiáng)磁場），電流計(jì)，小線圈，導(dǎo)線若干。

組別1 某小組分享交流，1 名同學(xué)操作，1 名同學(xué)講述，另1 名同學(xué)補(bǔ)充

電路：將線圈和電流表相連組成閉合回路，如圖3所示。

圖3

現(xiàn)象：見表1。

表1

結(jié)論：當(dāng)磁鐵和線圈之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，線圈所在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。

組別2 分享交流

電路：將小線圈、變阻器、開關(guān)、電源組成閉合回路，大線圈、電流表組成另一個(gè)回路，如圖4所示。

圖4

現(xiàn)象：見表2。

表2

結(jié)論：當(dāng)開關(guān)閉合、斷開、移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí)，即當(dāng)小線圈中的電流發(fā)生變化時(shí)，大線圈所在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。

組別3 分享交流

電路：小線圈與電流計(jì)連接組成閉合回路，如圖5所示。

圖5

現(xiàn)象：見表3。

表3

結(jié)論：線圈進(jìn)出磁場或在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)線圈，線圈所在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流。

設(shè)計(jì)意圖：雖是相對(duì)簡單的電路連接、移動(dòng)條形磁體、現(xiàn)象記錄等操作，3 個(gè)小組合作的探究實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生充分經(jīng)歷方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象記錄、結(jié)論總結(jié)、分享交流等過程，是對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)事求是的一次彰顯，也是濃縮版的探究過程，訓(xùn)練學(xué)生的動(dòng)手能力和故障排除能力也是必然，比如電路中出現(xiàn)故障，如何尋找，以及尋找過程的明確分工；一個(gè)學(xué)生連接電路，另外一個(gè)學(xué)生負(fù)責(zé)檢查，合作成為自然。而且，學(xué)生在實(shí)際探索的合作學(xué)習(xí)中往往有不拘泥于教材的方法和思想火花，比如組別3 的實(shí)驗(yàn)是用閉合回路的部分導(dǎo)體來切割磁感線，學(xué)生在實(shí)際探究的合作學(xué)習(xí)中不拘泥于垂直切割，還探索出斜著切割方式。

（四）顯示磁通量變化的本質(zhì)，循跡“求簡”思維

“尋求簡單”是科學(xué)家研究物質(zhì)世界的邏輯和手段。教師在課堂教學(xué)中也應(yīng)該經(jīng)常引導(dǎo)學(xué)生循著這種“求簡”思維去思考物理學(xué)問題，發(fā)現(xiàn)物理學(xué)“大道至簡”之美。

教師：上述四個(gè)實(shí)驗(yàn)概括起來有“導(dǎo)體切割、磁體和線圈存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)、小線圈內(nèi)電流變化、線圈的垂直磁場的面積變化”4 種形式，都能使閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，僅比法拉第總結(jié)的5 種“變化和運(yùn)動(dòng)”少了一種，而且更是多達(dá)10 余種紛繁的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，能否尋找到一種產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件簡單而統(tǒng)一的描述呢[1]？

教師啟發(fā)學(xué)生：電磁感應(yīng)，即“磁生電”，不妨把尋找簡單而統(tǒng)一的過程聚焦在磁上。在組別1 實(shí)驗(yàn)中，條形磁鐵與線圈相對(duì)運(yùn)動(dòng)過程中，從磁的物理量角度來看，顯然是磁感應(yīng)強(qiáng)度B 發(fā)生了變化，而在在組別2 實(shí)驗(yàn)中，開關(guān)閉合、斷開、移動(dòng)變阻器滑片可以改變小線圈中的電流，也是讓磁感應(yīng)強(qiáng)度B 發(fā)生了變化（PPT 投影條形磁鐵周圍磁感線的模型，如圖6a、b 所示）。

圖6

教師繼續(xù)啟發(fā)：在組別3 實(shí)驗(yàn)中，圓形小線圈在進(jìn)出磁場（垂直或斜著）或在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，線圈的面積其實(shí)并沒有變化，但是線圈在磁場中的面積或者與磁場的角度θ（如圖6c 所示）發(fā)生了變化，共同的特點(diǎn)是垂直磁場的面積在變化，簡稱為有效面積S 在變化。而演示實(shí)驗(yàn)1 若畫成如圖所示的示意圖，也可以理解為回路在磁場中的有效面積S發(fā)生了變化。

教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)：組別1、2 實(shí)驗(yàn)，均是S 不變，B 變化；組別3 和演示實(shí)驗(yàn)1 均是B 不變，S 變化。那么，暫時(shí)的結(jié)論是B 和S 中只要有一個(gè)變化，閉合回路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。那么，如果B 變化，S 也變化，是不是一定產(chǎn)生感應(yīng)電流呢？ （學(xué)生回答不一定）

教師演示實(shí)驗(yàn)2：一個(gè)圓柱形磁鐵，在平板上用鐵粉模擬出它的磁感線分布情況，然后根據(jù)磁感線的分布利用車床車出一個(gè)喇叭口模型[2]（如圖7所示），準(zhǔn)備一個(gè)演示靈敏電流計(jì)和兩根長導(dǎo)線組成一個(gè)閉合回路。當(dāng)線圈套入的過程中，電流計(jì)偏轉(zhuǎn)了，這一過程類似于線圈和磁鐵的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。接下來用手扣緊套在圓柱形磁鐵上的線圈成圓形，并逐漸從位置1 開始平移下推至位置2，即距離磁鐵越遠(yuǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B 越來越弱，而有效面積S 就越來越大，發(fā)現(xiàn)卻沒有感應(yīng)電流產(chǎn)生。

圖7

學(xué)生在教師啟發(fā)下得出：B 和S 都變化，卻沒有感應(yīng)電流，說明不應(yīng)該割裂地看B 與S，而應(yīng)把B 與S 看成是一個(gè)整體來思考，即磁通量Φ。

教師繼續(xù)啟發(fā)：磁通量Φ=BS，對(duì)應(yīng)大小可以從穿過線圈的磁感線的條數(shù)體現(xiàn)，成立條件B⊥S，那么演示實(shí)驗(yàn)2 中線圈從位置1 平移到位置2 過程中雖然B 和S 都變化，但穿過線圈的磁感線的條數(shù)，即磁通量并沒有變化。

師生統(tǒng)一認(rèn)識(shí)：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件的第5 種表述方式，即穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化。而且可以解釋前4 個(gè)實(shí)驗(yàn)，組別1、2 實(shí)驗(yàn)，均是S 不變，B 變化，磁通量Φ 變化；組別3 和演示實(shí)驗(yàn)1 均是B不變，S 變化，磁通量Φ 變化。

師生生成至簡表述：穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。

設(shè)計(jì)意圖：“大道至簡”，物理學(xué)追求的不是“多”而是“少”，希望從不同的現(xiàn)象中收集一大堆“原理”和“知識(shí)點(diǎn)”，從中探尋它們背后隱藏的“相同的”而且是“最簡單”的規(guī)律。從法拉第的5 種“變化和運(yùn)動(dòng)”的總結(jié)到“磁通量的變化”看似簡單，卻是思維和觀念上巨大的突破。因此，這一設(shè)計(jì)不是為了尋找到磁通量變化，而是讓學(xué)生有著強(qiáng)烈的“求簡”思維意識(shí)，演示實(shí)驗(yàn)2 可謂前面4 個(gè)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的點(diǎn)睛之筆，實(shí)現(xiàn)了從“變化和運(yùn)動(dòng)”表述到“磁通量的變化”表述的躍升，顯示了磁通量變化的本質(zhì)性至簡表述，也助推了可視化的物理學(xué)習(xí)。通過這樣的“求簡”的教學(xué)過程，物理學(xué)的“大道至簡”比再多的說教都有用，而且會(huì)對(duì)學(xué)生以后的生活和工作可能帶來長期而深遠(yuǎn)的影響。

（五）學(xué)以致用，在問題解決中提升核心素養(yǎng)

物理，源于生活，用于生活，卻高于生活。第九次新課改新增了相關(guān)教學(xué)和考核要求：具有把物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)際的意識(shí)，勇于探究、解決與日常有關(guān)的物理學(xué)問題。只有讓學(xué)生在實(shí)際問題的解決中應(yīng)用學(xué)過的物理知識(shí)和規(guī)律，親身體驗(yàn)，才能切實(shí)提升物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

問題解決1：解釋“手插發(fā)電”實(shí)驗(yàn)

學(xué)生：老師袖口的磁鐵通過線圈的時(shí)候，線圈所在閉合回路的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流。

問題解決2：搖繩發(fā)電

問題：地球表面存在著地磁場，但看不見摸不著，若提供幾十米長的長導(dǎo)線（綁在一根長繩上，下稱搖繩）和一個(gè)電流表，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案來檢測一下地磁場的存在。

教師啟發(fā)學(xué)生：讓搖繩與電流表連成閉合回路，為使閉合回路中地磁場的磁通量發(fā)生變化，兩名學(xué)生站立搖繩，形成切割磁感線效應(yīng)。

教師再次啟發(fā)學(xué)生：地磁場比較微弱，可以利用放大的思想來獲得更大的感應(yīng)電流，以便觀察，策略有：（1）站位盡量從東西方向來搖繩，因?yàn)榈卮艌鰹槟媳毕?；?）搖繩要比較長；（3）多匝線圈（通電螺線管的啟示）；（4）靈敏電流計(jì)或電流傳感器。

學(xué)生實(shí)驗(yàn)：教師預(yù)先連接好長導(dǎo)線與電流傳感器的閉合回路，兩名學(xué)生東西向站立在教室外走廊里搖繩，傳感器顯示電流-時(shí)間（I-t）圖像，如圖8所示。

圖8

問題解決3：無線輸電

教師：PPT 展示華為Mate20pro 手機(jī)的宣傳圖，如圖9所示，引入無線輸電話題（學(xué)生感覺很神秘）。繼而，教師展示已經(jīng)拆開的手機(jī)充電器，現(xiàn)場把一個(gè)事先繞好的30 匝線圈的兩端，焊接在手機(jī)充電器內(nèi)高頻變壓器的副線圈上。再拿出一個(gè)事先繞好的30匝線圈，其兩端已經(jīng)焊接了一個(gè)發(fā)光二極管LED，如圖10所示。教師把充電器重新裝上外殼，并把充電器插在220V 電源插座上，慢慢把兩個(gè)線圈靠近，LED 逐漸亮起來了！能否用本節(jié)課知識(shí)解釋無線輸電技術(shù)的原理？

圖9

教師引導(dǎo)學(xué)生理解：和高頻變壓器連接的線圈（即發(fā)射線圈）中通過高頻交流電，從而激發(fā)出高頻交變磁場，而連接LED 的線圈（即受電線圈）靠近時(shí)，就進(jìn)入了交變磁場所在區(qū)域，磁通量變化，LED線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，LED 被點(diǎn)亮，這就是無線輸電的基本原理，如圖10所示。

圖10

教師投影介紹：法拉第的圓盤發(fā)電機(jī)——人類第一臺(tái)發(fā)電機(jī)，三峽電站，生活中的變壓器、電磁爐，等等。

設(shè)計(jì)意圖：3 個(gè)問題均有比較強(qiáng)的實(shí)踐性，感應(yīng)電流放大的策略一問不但能夠引領(lǐng)學(xué)生對(duì)已學(xué)內(nèi)容進(jìn)行復(fù)習(xí)，還將把視野擴(kuò)展到后續(xù)的學(xué)習(xí)內(nèi)容：感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與哪些因素有關(guān)，而且會(huì)讓學(xué)生對(duì)“磁生電”的能量觀、物質(zhì)觀與運(yùn)動(dòng)觀等物理觀念有更為深入的認(rèn)識(shí)，相關(guān)科學(xué)思維也進(jìn)一步在實(shí)際領(lǐng)域得到應(yīng)用。另外，教師注重引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到新技術(shù)、新產(chǎn)品的產(chǎn)生和發(fā)展其實(shí)都源自法拉第等科學(xué)巨人們?cè)?jīng)的貢獻(xiàn)，是在傳承的基礎(chǔ)上有了發(fā)展。

（六）課堂總結(jié)，暢談學(xué)習(xí)感應(yīng)電流有感

在物理學(xué)史上，法拉第歷經(jīng)10 多年堅(jiān)持不懈的努力，才于1831年發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，他的堅(jiān)持與他堅(jiān)信關(guān)于各種自然力的統(tǒng)一和轉(zhuǎn)化的思想分不開。教師有必要向?qū)W生闡述這一段物理學(xué)史，并介紹科學(xué)家科拉頓沒有從“穩(wěn)態(tài)”的猜想轉(zhuǎn)變到“暫態(tài)”的考慮而錯(cuò)失良機(jī)。可謂：

鐵石穿線指針偏，

回路閉合磁通變。

十載求真追尋夢(mèng)，

美中儲(chǔ)善磁生電。

設(shè)計(jì)意圖：本節(jié)課從學(xué)習(xí)路徑來看，起點(diǎn)是初中的“切割磁感線”，終點(diǎn)是“磁通量變化”，雖然整堂課的思維跨度較大，分析論證和歸納總結(jié)的難度較高，但學(xué)生往往還是想不通法拉第為什么要?dú)v經(jīng)10 余年才得到看似粗糙的5 種“變化和運(yùn)動(dòng)”的表述，因此有必要介紹當(dāng)時(shí)穩(wěn)態(tài)效應(yīng)思維定式的束縛和著名的失敗案例，讓學(xué)生體會(huì)到求異思維的難能可貴。與此同時(shí)，法拉第的堅(jiān)持不是盲目的，而是有著對(duì)自然界和諧美、簡單美，也就是“大道至簡”的堅(jiān)定信念。

三、圖景呈現(xiàn)下可見學(xué)習(xí)的幾點(diǎn)思考

一是，呈現(xiàn)“延遲判斷”下物理圖景的美學(xué)張力。物理之美在于發(fā)現(xiàn)，大到物理學(xué)家重要的發(fā)現(xiàn)，小到物理規(guī)律的建構(gòu)，甚至某一類習(xí)題的思維變換，都能呈現(xiàn)特有的美感，而“延遲判斷”可以有效放大物理圖景之美，助推思維可視化和學(xué)生的思維進(jìn)階。

二是，形成物理圖景的多元化、多感官呈現(xiàn)。物理教學(xué)過程要積極以紙面（或腦）“繪”圖景、運(yùn)用實(shí)驗(yàn)“演”圖景、借助計(jì)算機(jī)‘算’圖景、數(shù)形結(jié)合“釋”圖景、相機(jī)“拍”圖景”、媒體“投”圖景等，形成高中物理圖景系列教學(xué)。

三是，圖景呈現(xiàn)促進(jìn)有效學(xué)習(xí)活動(dòng)的開展。圖景的呈現(xiàn)有利于在學(xué)生解決問題的困難點(diǎn)開展學(xué)習(xí)活動(dòng)，展現(xiàn)突破過程，為思維進(jìn)階搭設(shè)平臺(tái)；有利于在學(xué)生的成功點(diǎn)設(shè)置學(xué)習(xí)活動(dòng)，由學(xué)生的亮點(diǎn)思維順勢而為；有利于在實(shí)驗(yàn)和理論結(jié)合點(diǎn)預(yù)設(shè)學(xué)習(xí)活動(dòng)，指向物理規(guī)律的深度探究。

本節(jié)課中，教師讓學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)與理論的科學(xué)探究過程，在操作、觀察與思辨中體驗(yàn)和感悟，雖然有些是學(xué)生的自主探究，教師的引導(dǎo)和組織仍不能缺位，尤其是后續(xù)4 種“變化和運(yùn)動(dòng)”表述與分享，而引導(dǎo)學(xué)生循跡“求簡思維”開展理論分析和觀察驗(yàn)證式實(shí)驗(yàn)更需要教師精心引導(dǎo)，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)由感性的具體→抽象的模型→思維的具體的兩次躍升，這樣的學(xué)習(xí)過程有挑戰(zhàn)、有參與、有反饋、有信任、有傾聽、有達(dá)成、有檢驗(yàn)，從而助推學(xué)習(xí)目標(biāo)可見、路徑可見、方法可見、思維可見。