挖掘問(wèn)題素材 開展探究活動(dòng)

摘要:本文從學(xué)生提出的一個(gè)問(wèn)題出發(fā)，開展了一堂探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)課，激發(fā)了學(xué)生從多個(gè)方面思考問(wèn)題，取得了不錯(cuò)的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞:問(wèn)題素材;探究過(guò)程

中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003-6148(2010)2(S)-0076-2

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》強(qiáng)調(diào)指出，高中物理課程應(yīng)促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生積極參與、樂(lè)于探究、勇于實(shí)驗(yàn)、勤于思考。通過(guò)多樣化的教學(xué)方式，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)與技能，培養(yǎng)其科學(xué)探究能力，使其逐步形成科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神。因此在日常的物理課堂教學(xué)中，讓學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)，通過(guò)自主地參與獲得知識(shí)的過(guò)程，加深對(duì)知識(shí)的體驗(yàn)，掌握研究自然所必需的探究能力，這也是我們有效開展課堂教學(xué)的載體。

然而有一些老師認(rèn)為，開展探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)缺少素材，事實(shí)上這是一個(gè)認(rèn)識(shí)誤區(qū)。其實(shí)每一個(gè)新知識(shí)、新內(nèi)容和學(xué)生提出的問(wèn)題都是引導(dǎo)學(xué)生開展探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)的好素材。下面談?wù)劰P者利用學(xué)生提出的一個(gè)問(wèn)題來(lái)挖掘素材，開展探究性學(xué)習(xí)的一些做法。

1 探究問(wèn)題的提出

某日課間學(xué)生提出一個(gè)問(wèn)題:

如圖1所示，長(zhǎng)直導(dǎo)線L和U形導(dǎo)線ABCD在同一平面內(nèi)且相距不遠(yuǎn)，導(dǎo)線L中通有如圖1所示的向右的電流I1，當(dāng)導(dǎo)線L中的電流突然變大時(shí)，試比較U形導(dǎo)線上A、D兩端電勢(shì)UA、UD的高低。

而在解此題時(shí)中用不同的方法卻得到了兩種截然不同的結(jié)果，為什么呢?

下面先看一下他的兩種解法:

解法1:將U形導(dǎo)線ABCD構(gòu)成了一個(gè)閉合電路如圖2所示。在外磁場(chǎng)增大的過(guò)程中，電路中的感應(yīng)電流方向可以用楞次定律加以判斷。可以看出，電流如圖形成逆時(shí)針環(huán)繞，U形導(dǎo)線ABCD相當(dāng)于電源，可知D點(diǎn)的電勢(shì)高于A點(diǎn)的電勢(shì)，即UD>UA。

解法2:用處于無(wú)限遠(yuǎn)處的導(dǎo)線EF與AD相互連接如圖3所示。在外磁場(chǎng)增大的過(guò)程中，依然可以用楞次定律判斷出電路中的感應(yīng)電流方向也為逆時(shí)針。U形導(dǎo)線ABCD相當(dāng)于電源，可得A點(diǎn)的電勢(shì)高于D點(diǎn)的電勢(shì)，即UA>UD。

看了他的解法后，我認(rèn)為這是值得挖掘的好素材。通過(guò)對(duì)該素材的探究能夠引導(dǎo)學(xué)生從一個(gè)普通物理問(wèn)題出發(fā)，層層遞進(jìn)，合作探究;能夠讓學(xué)生在“探究過(guò)程”中，更好地理解物理知識(shí)，進(jìn)而提高教學(xué)效果。于是我便設(shè)計(jì)相應(yīng)的教學(xué)設(shè)計(jì)，在第二天的課堂上進(jìn)行了一次探究性教學(xué)。

2 探究教學(xué)過(guò)程

首先我將此題寫上黑板上讓同學(xué)們求解，果然有一大部分學(xué)生如圖2所示構(gòu)成閉合電路，得:UD>UA。

于是我便將解法2的圖畫于黑板上，學(xué)生驚訝得發(fā)現(xiàn):UA>UD。

課堂上議論聲頓起，從同一種思想方法出發(fā)，結(jié)果卻大相徑庭，但似乎誰(shuí)也無(wú)法說(shuō)服對(duì)方。當(dāng)我剛想給他們做個(gè)自認(rèn)為公正的裁決時(shí)，角落中冒出甲同學(xué)的聲音:“老師，我覺(jué)得UA=UD ?！蓖瑢W(xué)們都非常驚訝地望著他，“我們不是經(jīng)常利用等效的方法嗎?U形導(dǎo)線ABCD可等效為直線AD(如圖4)，那么對(duì)直線AD而言不存在磁通量變化的問(wèn)題，無(wú)感應(yīng)電流，所以UA=UD ?！?/p>

我突然發(fā)現(xiàn)教室中的議論聲不知什么時(shí)候已停了，又一個(gè)聲音揭地而起:“無(wú)感應(yīng)電流，不一定無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。”

我發(fā)現(xiàn)討論已超出我的想象，但隨著問(wèn)題不斷的變化，學(xué)生的思維不斷地在深化。

乙同學(xué)接著說(shuō):“當(dāng)導(dǎo)線L中的電流突然變大時(shí)， U形導(dǎo)線所處的磁場(chǎng)變大，那不就與讓導(dǎo)線L中的電流不變，而將U形導(dǎo)線ABCD向?qū)Ь€L靠近是一樣的(如圖5)。那么相當(dāng)于U形導(dǎo)線ABCD切割磁感線，有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。而且用右手定則可以判斷出UA>UD。”

我看到有一部分學(xué)生在點(diǎn)頭，看來(lái)用該種方法判斷得到了同學(xué)們的認(rèn)可。該學(xué)生思維非常靈活，他已轉(zhuǎn)化了研究該問(wèn)題的角度，從“磁通量變化”轉(zhuǎn)化為“切割”問(wèn)題，并且頗有成效。

但對(duì)答案有了共識(shí)，并不等于解決了問(wèn)題.于是我便說(shuō):“乙同學(xué)用了切割的方法描述了同樣的情境，我認(rèn)為很有效，但為什么會(huì)出現(xiàn)前面閉合線圈的兩種不同解答呢?”

“為了簡(jiǎn)化問(wèn)題，我們將 U形導(dǎo)線ABCD等效為直導(dǎo)線AD，當(dāng)構(gòu)成如圖6所示的閉合回路時(shí)，在外磁場(chǎng)增大的過(guò)程中，電路中應(yīng)產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流方向。將直導(dǎo)線AD當(dāng)作電源，從兩個(gè)不同的閉合回路卻得出截然相反的解答。問(wèn)題在哪里呢?”

“問(wèn)題是不是在'將直導(dǎo)線AD當(dāng)作電源?”從一角落傳來(lái)丙同學(xué)怯怯的聲音，“但我們不是通常這樣處理的嗎?”

“噢，問(wèn)題在于BC也有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)……”丁同學(xué)拍腦而起。

乙同學(xué)站起來(lái)說(shuō):“老師，我想用“切割”來(lái)解釋這一問(wèn)題?！?/p>

面對(duì)著我的微笑和同學(xué)們注視，乙同學(xué)繼續(xù)說(shuō)“象下圖兩種情況，當(dāng)閉合回路向?qū)Ь€L靠近時(shí)，AD、BC均產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而且總是靠近L導(dǎo)線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大，換句話說(shuō)，下圖(7-1)UAD>UBC，圖(7-2)UAD

“非常好，”我按捺不住心中的喜悅，“回到原題，解法2中不涉及到兩個(gè)電源，其解答沒(méi)問(wèn)題;但解法1中(如圖8)存在兩個(gè)電源，而且EAD>EBC，所以應(yīng)把AD相當(dāng)于充電電源或用電器，此時(shí)電流從高電勢(shì)A端流出，從低電勢(shì)D端流入。故UA>UD?！?/p>

3 課堂體會(huì)

看到學(xué)生豁然開朗的樣子，我深深地領(lǐng)悟到:學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程，是一個(gè)不斷發(fā)展的認(rèn)識(shí)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，它往往要經(jīng)歷一個(gè)無(wú)疑——生疑——解疑——領(lǐng)會(huì)的過(guò)程。

隨著課改的進(jìn)一步深入，提高學(xué)生的探究意識(shí)與創(chuàng)新意識(shí)是我們教師面臨的重要課題。因此，在日常教學(xué)中，我們要挖掘身邊的素材，并最大限度地挖掘它們的潛能，啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究，讓學(xué)生從“似懂非懂”到“豁然開朗”再到“舉一反三”，充分品味探究的魅力，體驗(yàn)學(xué)習(xí)物理的樂(lè)趣。

(欄目編輯張正嚴(yán))