湖南省株洲市凤凰中学高二物理《楞次定律》教案

湖南省株洲市凤凰中学高二物理《楞次定律》教案

验证性实验课堂教学案例设计 ‎ ‎——楞次定律的课堂教学案例分析 摘要：探究是以学生对未知事物的探索兴趣为前提，学生本身应有较高的学习动机，而验证是以学生对已知事物的怀疑精神为前提，学生本身应有对科学具有怀疑并提出疑问的能力。教师应该培养学生辨别事物真伪的能力。用科学研究的方法对已知的定律进行正误判断，本身就是对学生能力的一种培养。‎ 关键词：验证性实验、探究、楞次定律 学习任务分析 楞次定律是反映事物本质的规律，在物理学中称为定律，笔者认为，对于定律的教学，可以采用两种方式，除了目前应用最为广泛的探究性课堂设计，还可以应用验证性课堂设计，探究是以学生对未知事物的探索兴趣为前提，学生本身应有较高的学习动机，而验证是以学生对已知事物的怀疑精神为前提，学生本身应有对科学具有怀疑并提出疑问的能力。教师也应该培养学生辨别事物真伪的能力，用科学研究的方法对已知的定律进行正误判断，本身就是对学生能力的一种培养。‎ 检验是本节的重点和难点，检验的不仅是楞次定律，同时还可以训练学生的分析能力，在教学过程中一定要落实分析的过程和方法。‎ 楞次定律是电磁学的一个重要规律，对学生而言是以后分析和解决电磁学问题的理论基础，在高考试题中常以综合题的形式表现出来，要求学生能够灵活的运用。‎ 教学目标：‎ 知识与技能 a）通过实验验证感应电流与磁通量变化的关系，并会叙述楞次定律的内容。‎ b）通过实验过程的步骤分析，体会楞次定律内容中“阻碍”二字的含义，感受“磁通量变化”的方式和途径。‎ c）通过对实验现象的直观比较，进一步明确感应电流产生的过程遵循能量转化和守恒定律。‎ 过程与方法 a）熟悉带着疑问验证知识性信息的研究方法，即熟悉依据已获得的知识性信息，通过实验对信息进行分析、推理、概括，进而判断正误，得出有关结论过程。‎ b）观察实验，体验电磁感应现象中感应电流存在方向问题。‎ c）关注实验设计的思路，并总结出规律，培养学生抽象思维能力和创新思维能力。‎ 情感态度价值观 a）在实验设计，操作过程中逐步积蓄验证热情，培养学生勇于质疑的精神；‎ b）养成主动参与科学研究的良好学习习惯；‎ c）在自由开放平等的探究交流空间，能互相配合，互相鼓励，友好评价，和谐相处。‎ 重点难点 重点：楞次定律验证性实验设计。‎ 难点：感应电流激发的磁场与原来磁场之间的关系；定律内容表述中阻碍二字的理解；从能量观点认识楞次定律 教学过程：‎ 引入课题 师：请同学们看一个实验，（如下图，教师演示双环实验）请一位同学说一下他到的实验现象。‎ 生：当磁铁靠近圆环的时候，圆环向远离磁铁方向运动，当磁铁远离圆环的时候，圆环向靠近磁铁方向运动。‎ 师：请你仔细观察，你说的两种情况，与磁铁的ＮＳ极方向有关么？‎ 生：没有关系。‎ 师：那你可以用几个简单的字来总结一下上面你看到的现象么？‎ 生：（可以引导学生做出回答）来拒去留 总结：‎ 师：上面我们得到的“来拒去留”四个字，便是是楞次当年是从磁体与导体相对运动这一角度得到的，为什么磁铁和导体会有相对运动呢？这个问题就需要我们这一节的内容来回答，请同学们翻开课本，从中找出答案。（此处提出疑问，引起学生的求知兴趣。）‎ ‎　　二、教学过程设计 师：有同学能够回答这个问题么？为什么有相对运动？‎ 生：发生相对运动，因为磁铁和导体间有力的存在，这个力是电磁力。‎ 师：你能说明这个电磁力是怎么产生的么？‎ 生：导体环产生电流，形成磁场，并和磁铁发生相互作用。‎ 师：这就是我们上节学习的法拉第电磁感应定律的内容了，力不仅有大小，而且有方向，描述电磁感应现象中电流方向的定律，我们来看楞次定律的表述：‎ 楞次定律：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，这就是楞次定律。‎ 师：我们虽然直接从书中得到的结论，但这个结论正确与否，并不是只靠阅读纸面上得资料就够了，我们需要亲眼看到，并且验证这个结论的正确性。我们需要有质疑的精神和能力，一个资料或者一个定律摆在我们面前，首先要做的就是验证这个资料或者这个定律是否是正确的，而且我们很清楚的认识到，只有定律符合了所有的情况，它才能被确定为正确，否则，它便是一个错误的伪定律。‎ 下面我们来分析一下，要想验证楞次定律，需要从哪些方面考虑？看看我们是否发现了一个伪定律。‎ ‎（在这里，将学生们分成几个小组）以小组的形式讨论，得出需要验证的条件：‎ 确定感应电流的方向，‎ 确定引起感应电流的磁通量变化的方向 感应电流的方向：‎ ‎1）利用电路改装实验中的表头，没有电流时，指针在表盘的中央，当电流从不同的接线柱流入时，指针的偏转方向不一样，我们可以根据指针的偏转方向判定电流的输入方向。‎ ‎2）利用发光二极管的单向导电性，将二极管串连接入闭合回路，当二极管发光，表明感应电流的方向与二极管的导流方向一致。‎ ‎（通过分组讨论后学生的知识得到了应用，思维能力得到了体现，通过激烈的讨论使学生得出了较为满意的设计思路，很好的调动了学生的学习热情。）‎ 磁通量变化的方向：‎ ‎1）一种为面积变化，宏观表现为导体棒切割磁感线。‎ ‎2）一种为磁场变化，宏观表现为磁场或磁体的运动，或者是产生磁场的电流变化，从而引起的磁通量变化。‎ 教师继续引导学生，以小组的形式完成如下表格的绘制：‎ ‎（这里给学生充分的时间讨论，使各种情况都能够被验证）‎ 方案 甲 乙 相对 运动 Ø的变化 情况 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 感应电流方向 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 感应磁场对原磁场的作用 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 结论 ‎ ‎ 在上面给出的表格中，对于磁通量的变化形式，给出了两种，还缺少了“产生磁场的电流变化”引起的磁通量变化。（这里可以根据学生的绘制表格的能力和全面分析问题的能力来具体操作，若是情况比较好，还可以将产生磁场的电流变化而引起的磁通量变化加入，若不然，可以留作课后作业，请学生以小组形式完成。）‎ 分组实验收集证据 学生分组实验探究，填写实验表格（学生汇报实验结果），至此，学生完成了对楞次定律的验证，并由教师继续引导，得出楞次定律的第二中表述。‎ 感应电流总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。‎ 三、楞次定律分析 提出问题：‎ 请讨论：如何理解楞次定律中的“阻碍”两字？‎ 有人认为阻碍就是感应电流产生的磁场跟引起感应电流的磁场方向相反；也有人认为阻碍就是不变化；还有人认为，阻碍就是阻止。请说说你的看法？‎ 学生分组讨论并回答：‎ ‎“阻碍”不等于“阻止”，当由于原磁通量的增加引起感应电流时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反，其作用仅仅使原磁通量的增加变慢了，但磁通量仍在增加。当由于原磁通量的减少而引起感应电流时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，其作用仅仅使原磁通量的减少变慢了，但磁通量仍在减少。另外，“阻碍”也不意味着相反。‎ 四、演示实验 ‎　　电磁阻尼振动 教师演示实验，分析实验现象，进一步探究电磁阻尼中的能量转化。（老师提问，学生回答）‎ 小组总结，得出结论：‎ ‎　　机械能转化为电能又转化为线圈的内能，电磁感应中遵循能量的转化与守恒。‎ 五、随堂练习：判断原磁场与感应电流产生的磁场方向。‎ 六、本节小结 ‎　　1．感应电流总要阻碍引起感应电流的相对运动──来拒去留（双环实验）。‎ ‎　　2．感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化──增反减同（原副线圈实验）。‎ ‎　　3．在电磁感应现象中遵循能量的转化和守恒定律。‎ ‎　　认知过程：由感性认识上升到理性认识。‎ 七、教学反思 楞次定律这一知识点在磁学部分是极难理解的，如果直接教给学生，那么将有一大部分学生理解不了，因为所面对的学生无论是在智力因素还是在认知水平上还达不到马上就理解的程度。但是验证感应电流所用到的知识学生已经具备，本节课的通过对知识的质疑精神极大的激发了学生的求知欲，然后通过合理的引导巧妙的将以前学过的知识点（如二极管的单向导电形性、电流表头的工作原理及改装）应用在这一部分，使学生在思维认识有了所要依托的依据。学生亲自参与进来讨论验证，使学生不再是重复定律发现的过程和内容，真正的做到了以学生自主完成课题的形式使其加入到学习中来，另外，合理的利用学生的质疑精神，使本节课内容充满活力，每个小组的同学都希望自己能够得出与定律不一致的现象，从而推翻已知的定律，这就是验证性课堂的魅力所在。‎ 验证性课堂能够最大限度的培养学生的质疑精神，科学严谨的学习风气，正是学生需要的，在这个方面，验证性课堂设计绝对能起到事半功倍的效果。‎