“楞次定律”實驗探索課的設(shè)計

楞次定律”實驗探索課的設(shè)計貝鴻?quán)]編：710054地址：西安友誼東路西安鐵一中在高中物理教材中，楞次定律的教學(xué)內(nèi)容非常抽象，而現(xiàn)有的教師演示實驗?zāi)芤姸鹊?，學(xué)生缺乏豐富而真切的感性觀察和分析素材。另外在教學(xué)過程中實驗結(jié)論與實驗記錄之間的落差很大，分析過程冗長。學(xué)生很難順利完成從實驗現(xiàn)象到實驗結(jié)論的思維，因而對楞次定律陷入死記硬背，使用時機械套用“判斷步驟”的誤區(qū)。楞次定律是一個含有典型實驗探索性的教學(xué)內(nèi)容。充分利用教材中提供的素材，改進課堂實驗，增加課堂學(xué)生親自動手操作和積極思維等活動，引導(dǎo)學(xué)生分析實驗現(xiàn)象，尋找共性，歸納和總結(jié)規(guī)律，對于學(xué)生基本物理方法以及綜合素質(zhì)的培養(yǎng)和提高有著重要的意義。為達到上述目的，我對楞次定律課堂教學(xué)進行如下幾方面的設(shè)計和改進。一、改進實驗，豐富素材 _用兩種不同顏色（紅、綠）的發(fā)光二極管代替電流計與線圈組成如圖閉合電路。將它們固定在電路板上成為一個清晰、靈巧而又操作簡便的學(xué)生課堂分組探索實驗儀器。使用釹鐵硼強磁性材料，實 :—.■驗現(xiàn)象靈敏而顯著。以學(xué)生分組探索實驗代替教師演示。并且記錄磁極的四種操作（N極插入、N極抽出、S極插入、S極抽出）和對應(yīng)的兩種實驗現(xiàn)象（紅色二極管發(fā)光、綠色二極管發(fā)光），填入印發(fā)的表格。為進一步分析積累豐富的感性素材。本實驗儀器對于后續(xù)分析以電磁鐵和其他方法改變磁通量的定性研究，也提供了方便。組織學(xué)生分組進行探索實驗，增加了動手機會，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。二、 因勢利導(dǎo)、分類歸納生動的實驗由同學(xué)們記錄下來，磁通量變化引起感應(yīng)電流也已被證實，同學(xué)們的情緒高漲，好象爐火正紅。但是感應(yīng)電流的方向如何判定，仍如云中游龍，未見首尾。如果放手討論，則既占用大量的課堂時間，又失去了趁熱打鐵的時機；教師講解又會讓學(xué)生回到被動接受知識的狀態(tài)。在這里我采用教師啟發(fā)提供方法（分類對應(yīng)法：“實驗操作Ae與實驗現(xiàn)原象I的方向當(dāng)如何相互分類對應(yīng)？”），由同學(xué)們討論排除按操作（插入、感抽出），按磁極（N、S）等分類形式，確定按感應(yīng)電流方向來分類的對應(yīng)形式。得到厶①為增加時B原與B感反向，厶①為減小時B原與B感原原同向的結(jié)論。三、 架設(shè)橋梁、建立聯(lián)系楞次定律的核心是反映感應(yīng)電流方向與原磁通量變化的關(guān)系。而這個關(guān)系是隱含和不明顯的。在教學(xué)過程中應(yīng)及時提出用中間量來溝通。通過感應(yīng)電流的磁場來建立感應(yīng)電流方向與原磁通量變化的關(guān)系。并指出構(gòu)建中間量是物理研究常用的一種方法。四、更新手段、拓寬通道為了使學(xué)生能有效地學(xué)習(xí)（吸收信息），按照信息傳遞規(guī)律，控制信息傳遞量，保證倍息傳遞通道的暢通，做到教與學(xué)的相互適應(yīng)，達到高效欠缺。根據(jù)香農(nóng)一維納公式：pS=Btlog2（1十/N）其中傳遞最大理想信息量S,由傳遞信號的頻帶寬度B、傳遞時間t、信號平均功率p、噪聲平均功率N決定。因此，在一定時間內(nèi)，頻帶寬愈大，p信噪比愈高/N，傳遞理想信息量愈多。楞次定律的教學(xué)內(nèi)容信息量之大、感性素材之缺、思維轉(zhuǎn)折之多以及重要的地位是高中物理教材中絕無僅有的。僅其中描述N極插入、N極抽出、N極插入不動；S極插入、S極抽出、S極插入不動等六種操作的物理量就有：B、△①、△①、I、B等30個。還有①的增加、原原感感感原不變和減少等變化，B感與B的同向、反向等關(guān)系。這些正是常規(guī)教學(xué)望感原而生畏的因素。用口頭語言、板書板畫語言、體態(tài)手勢語言、常規(guī)演示實驗等傳統(tǒng)的手段來標述，是很難作到清晰準確和有條理的。使用多媒體計算機則使我們增加了一個“寬帶接入”的信息通道。在同樣的傳遞時間t內(nèi)傳遞信號的頻帶寬B大大增加。使我們“臂非加長也，而見者遠；聲非加疾也，而聞?wù)哒谩蔽?、?yōu)化結(jié)構(gòu)、通暢信息在教學(xué)中，教師設(shè)計教學(xué)結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)精心編排信息組塊。信息組塊是信息量的一個單位，也是測量人的短時記憶的最小單位。根據(jù)信息論，人的短時記憶容量小于或等于五個組塊時才能牢固地將信息貯存在長時記憶中。設(shè)計教學(xué)結(jié)構(gòu)時遵從信息組塊數(shù)SW5的原則。在楞次定律教學(xué)中，為抓住關(guān)鍵，我采用四個信息塊，設(shè)計教學(xué)結(jié)構(gòu)。

詳見附表。教學(xué)實踐表明，按信息組塊數(shù)S=4設(shè)計楞次定律的教學(xué)結(jié)構(gòu)，采用實驗、啟發(fā)、討論、歸納有機結(jié)合的方法，充分調(diào)動了學(xué)生的參與動手實驗和積極思維。同時，四個信息傳遞模塊相互聯(lián)系，首尾呼應(yīng)，層層遞進，拓寬了信號傳遞的頻帶寬度，體現(xiàn)了整體優(yōu)化的原則，較好地實現(xiàn)了教學(xué)目的。了解實驗儀器 了解實驗儀器 >記錄操作和現(xiàn)象——分組實驗操作操作和現(xiàn)象的關(guān)系分析（分類對應(yīng)法）“動”磁生電磁通量改如e原設(shè)置中間量法操作和現(xiàn)象的關(guān)系分析（分類對應(yīng)法）“動”磁生電磁通量改如e原設(shè)置中間量法——*-?B哉、① I 感」e原 感I記錄操