融合信息技術(shù)的高中物理課堂教學實踐

石友仁

一、新課教學

【環(huán)節(jié)1】復習導入。展示教材P25例題、P27練習題，運用楞次定律分析，集體回答感應(yīng)電流的方向。

【環(huán)節(jié)2】演示實驗。利用線圈互感傳輸音頻信號。教師提前從實驗室借來原副線圈，利用耳機插頭和鱷魚夾制作兩根連接線，一根連接手機和原線圈，另一根連接副線圈和擴音器，用“小蜜蜂”充當擴音器。先將手機播放的音樂不經(jīng)過線圈，直接送入擴音器發(fā)聲，證明信號正常。然后將手機輸出的音頻信號輸入原線圈，副線圈連接擴音器。當兩個線圈靠近時，擴音器發(fā)聲響亮；當兩個線圈逐漸遠離時，擴音器中的聲音逐漸變小，直至幾乎消失。本實驗證明，利用兩個線圈之間的電磁感應(yīng)（互感）可以無線傳輸交變電流（或能量）。

雖然可以從網(wǎng)上搜索下載到相關(guān)視頻，但是在認知新物理現(xiàn)象的教學中，現(xiàn)場實驗的信服度是視頻無法比擬的。在原理剖析、過程分解、熟練性訓練等教學環(huán)節(jié)，適合運用動畫、視頻、模擬實驗等信息技術(shù)。

【環(huán)節(jié)3】互感現(xiàn)象定義、應(yīng)用與防止。

定義：當一個線圈中的電流變化時，產(chǎn)生的變化磁場會在附近另一個線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這種現(xiàn)象叫作互感，產(chǎn)生的電動勢叫作互感電動勢。

展示老式分立元件收音機圖片，以磁棒天線說明互感現(xiàn)象的應(yīng)用，以中周的金屬外殼說明互感現(xiàn)象的防止。

【環(huán)節(jié)4】演示實驗。斷電自感和通電自感。實驗室配備有“自感現(xiàn)象演示器”，可分別演示斷電自感和通電自感現(xiàn)象。自感現(xiàn)象是最容易引發(fā)學生認知沖突的好實驗，斷電后兩個燈泡竟然還能繼續(xù)亮一段時間才熄滅，通電后兩個燈泡竟然不是同時變亮，這很容易激發(fā)學生的求知欲。

為了讓學生清晰直觀地理解自感現(xiàn)象的原理，這時候就要充分運用信息技術(shù)。先展示并梳理電路圖，然后利用PPT動畫演示電路中電流的流向，讓學生領(lǐng)悟“線圈總想維持原電流”的規(guī)律，并進一步理解斷電自感現(xiàn)象在開關(guān)斷開前后燈泡中電流的方向是相反的。

【環(huán)節(jié)5】自感現(xiàn)象定義、應(yīng)用、防止。

定義：當一個線圈中的電流變化時，產(chǎn)生的變化磁場會在線圈本身產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這種現(xiàn)象叫作自感，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫作自感電動勢。

圖片展示線繞精密電阻結(jié)構(gòu)圖和液化氣灶電子點火原理圖，發(fā)動小組討論二者的工作原理，分析二者如何應(yīng)用和防止自感現(xiàn)象。各小組分別推選代表回答，最后配合動畫，師生把自感現(xiàn)象的規(guī)律再次歸納一遍：線圈總想維持原電流。

【環(huán)節(jié)6】自感系數(shù)、磁場的能量。運用圖片對比和動畫，展示自感電動勢公式的推導過程，理解自感系數(shù)與線圈自身結(jié)構(gòu)（大小、形狀、匝數(shù)、是否有鐵芯）有關(guān)，學習電感的單位和電路圖符號。講授磁場有能量，自感現(xiàn)象的本質(zhì)是電能與磁場能在相互轉(zhuǎn)化。

二、課堂訓練

針對通電自感和斷電自感，各訓練一道題。第一題讓小組討論，老師選派一個小組代表作答。第二題讓學生獨立分析，老師指派幾名學生作答。解答完畢師生共同歸納自感現(xiàn)象的規(guī)律，完成知識的鞏固和運用，并形成結(jié)論。

三、課堂小結(jié)

1.結(jié)論：自感線圈總想維持原電流，但并不能阻止電流的變化。

2.自感電動勢：E=L，自感系數(shù)L的單位是亨利（H）。

3.自感現(xiàn)象中“閃亮”與“不閃亮”問題。

四、教學反思

高中物理學科涵蓋了“力電熱光原”等廣泛的知識面，物理教師既要在課堂上講授知識，還要運用恰當?shù)男率叫畔⒓夹g(shù)呈現(xiàn)知識，從而提升學生參與熱情。本課題組研究表明，在普通中學高中物理日常教學中，適時運用恰當?shù)男畔⒓夹g(shù)輔助教學，具有很好的可行性。

【注：本文系2021年廣東省基礎(chǔ)教育高中物理教研基地項目（珠海）研究成果】

責任編輯 鐘嘉儀