“楞次定律”是电磁学的一个重要定律,教师普遍感到难教,学生感到难学,如何突破这一教学难点呢?
一、难点分析
1. 从教材前后的联系来看 “楞次定律”其理论的抽象性和知识的复杂性比前面知识高了一个层次.前面学习的“电场”和“磁场”只局限于从“静态场”方面考虑,而“楞次定律”所涉及的是变化的磁场与感应电流的磁场之间的相互关系,是一种“动态场”,“由静到动”是一个大的飞跃,学生显然要难理解得多.
2. 从教材的内容来看 “楞次定律”涉及的物理量多,关系复杂,产生感应电流的原磁场与感应电流的磁场两者都处于同一个线圈中,且感应电流的磁场总要阻碍原磁场的变化,它们形成相互依赖又相互排斥的矛盾.在讲授时,如果不明确指出各个物理量之间的关系,使学生有一个清晰的思路,势必造成学生思路混乱,影响学生对该定律的理解.
3. 从学生的原有知识水平来看 大多数学生的抽象思维和空间想象能力还比较低,对物理知识的理解、判断、分析、推理常常表现出一定的主观性、片面性和表面性,要能够理解“楞次定律”,必须具备一定的抽象思维能力,在物理观念上要有所更新.
二、确定教学目标
根据教材内容和上述难点的分析,我们可以先确定教学目标,使学生明白这节课需要掌握的内容,做到心中有数.
1. 通过演示实验及多媒体模拟,帮助学生理解楞次定律的内容和实质,使学生明确楞次定律是判断感应电流方向的有效方法.
2. 利用多媒体手段,帮助学生运用楞次定律解决实际问题,巩固学生对该定律的理解.
3. 培养学生在观察、实验的基础上,分析、概括出物理规律的能力.
4. 培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力.
三、确定教学方法和学习方法
著名心理学家罗杰斯说:“人的本性,当它自由运行时,是建设性的和值得依赖的.”即学生是知识的主动探求者,而不是知识的被动接受者,教师的“教”必须为了学生的“学”,“教”必须具有启发性,学生才能有效地学习.因此,本节课课堂教学,先运用布鲁纳倡导的“发现法”,结合演示实验建立“楞次定律”的概念,再运用奥苏伯尔所倡导的“讲解式教学法”,结合多媒体手段,师生共同探讨应用“楞次定律”解决问题的方法,最后由学生进行自我检测.
四、难点突破
1.引入新课,作好铺垫 认真复习上一节课内容(电磁感应现象),使学生明确一个因果关系,因——通过闭合线圈的磁通量发生变化,果——闭合线圈中产生了感应电流,而感应电流同其它电流一样,在通过线圈时,它本身也会产生一个新的磁场——感应磁场,该线圈中就同时有了两个磁场.告诉学生,变化的原磁通量→感应电流→感应电流的磁场B′,感应电流的磁场B′和产生感应电流的原磁场B磁通量的变化之间的关系即为“楞次定律”.这样学生学习新的学习任务之前,认知结构中已建立了适当的同化新知识的观念,明确了新课讨论的重点所在.
2.做好演示实验是关键 本节课的关键是做好演示实验,使得学生脑海中有一定的感性认识.实验时,必须让学生明确实验需要观察的现象——演示用电流表指针怎样偏转;让学生明确分析实验现象的思路(通过闭合线圈的原磁场B的方向和磁通量Φ的大小变化情况→观察感应电流方向→用安培定则判断感应电流产生的感应磁场B′的方向→比较B与B′方向),这样学生在观察实验时不是看热闹,而是看“门道”,做到了有的放矢.
3.多媒体模拟实验过程,便于学生比较并得出结论 实验完成之后,学生对观察到的现象容易混淆,难以找出规律,这时用多媒体将如下四个实验图同时展现,让学生进行比较.
从四个图中可以看出,当通过线圈的磁通量增大时,感应电流的磁场B′与引起感应电流的原磁场B方向相反;当通过线圈的磁通量减小时,感应电流的磁场B′与引起感应电流的原磁场B方向相同,感应电流的磁场B′仿佛总在与原磁通量的变化“唱反调”,即总是阻碍原磁通量的变化.使学生明确知道这种阻碍作用仅仅具有“反抗”和“补偿”效果,不能起主导作用,即“阻碍”不是“阻止”,以防理解定律时差之毫厘,失之千里.同时向学生强调因果关系,“楞次定律”反映的是“果”对“因”的反作用,这种关系可用下图表示.
4.应用“楞次定律”判断感应电流的方向,加深学生对“楞次定律”的理解 应用“楞次定律”解决实际问题,是该定律的主要用途,也是突破“楞次定律”教学难点的另一重要措施.但例题不在多,而在精.例题仍然以课本中选择的电磁感应现象的三个基本实验进行分析,以起到以点带面的效果.为了体现课堂内容的前后呼应,第一个例题也可选择前面做的演示实验,用多媒体边讨论边展现其应用步骤,学生再依据该步骤解决其它问题.步骤如下所示:
五、设计流程图
教学流程如下图所示.
这节课,利用演示实验和多媒体增强了教学的直观性和趣味性,学生主动积极地参与了教学过程,精神振奋,思想活跃,大大地提高了教学质量和效果.学生对“楞次定律”有了一个比较完整的认识,为进一步讨论“楞次定律”的推论奠定了基础.
