遵循認(rèn)知規(guī)律 科學(xué)調(diào)整教材實(shí)驗(yàn)

摘 要：本文針對(duì)人教版普通高中新課標(biāo)實(shí)驗(yàn)教科書《物理》“楞次定律”一節(jié)內(nèi)容中教學(xué)實(shí)驗(yàn)的調(diào)整和安排談了作者自身的一些設(shè)想和思考。

關(guān)鍵詞：楞次定律； 實(shí)驗(yàn)； 調(diào)整

中圖分類號(hào)：G633．7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-3315（2012）02-024-001

一、問題的由來

在高中二年級(jí)的物理教學(xué)中，楞次定律既是教學(xué)重點(diǎn)，又是教學(xué)難點(diǎn)。人教版普通高中新課標(biāo)實(shí)驗(yàn)教科書《物理》（選修3-2第四章第三節(jié)“楞次定律”一節(jié)中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與原教材相同（見圖1），都是采用探究的手段利用磁鐵插入和拔出線圈，通過觀察感應(yīng)電流的方向去判斷感應(yīng)電流的磁場方向，從而分析得出楞次定律。這種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)讓學(xué)生通過觀察指針偏轉(zhuǎn)感知感應(yīng)電流的方向，進(jìn)而判斷感應(yīng)電流的磁場方向，最終又總結(jié)出由感應(yīng)電流的磁場方向去判斷感應(yīng)電流方向的規(guī)律，可謂顛三倒四。從以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)來看，學(xué)生很難想到用“感應(yīng)電流的磁場”這個(gè)中介來概括出感應(yīng)電流的方向與磁通量變化的關(guān)系，形成在認(rèn)知上的困惑。此外，在實(shí)驗(yàn)操作中由于還要先行確定電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與流入、流出電流方向之間的關(guān)系和辨別線圈的繞向等等，無形中增加了實(shí)驗(yàn)的難度。在實(shí)際教學(xué)中，結(jié)論的得出往往并不能如事先預(yù)想的那樣水到渠成，而是教者最終為了完成教學(xué)任務(wù)“強(qiáng)加”給學(xué)生的。顯然，該裝置實(shí)驗(yàn)已成為探究過程的一個(gè)瓶頸，人為制約了學(xué)生自主探究的順利進(jìn)行。

二、實(shí)驗(yàn)的調(diào)整

基于上述情況的存在，很多物理老師在各自的教學(xué)實(shí)踐中也紛紛進(jìn)行了一些有益的嘗試，其中相對(duì)比較成功的做法是通過采用自制教具創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)替代教材上安排的實(shí)驗(yàn)。大致的思路是：用釹鐵硼超強(qiáng)磁鐵移近或離開固定在小車上的自行繞制的線圈（見圖2），線圈中感應(yīng)電流激發(fā)的磁場由于阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，迫使小車跟隨磁鐵同向運(yùn)動(dòng)，形成“來斥離吸”的現(xiàn)象。根據(jù)磁極間相互作用規(guī)律，直接判斷出感應(yīng)電流的磁場方向，從感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向之間的關(guān)系，總結(jié)出楞次定律。

仔細(xì)分析這一創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，不難發(fā)現(xiàn)其特點(diǎn)同時(shí)也是該創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)取得成功和高效的地方：首先，借助自制教具實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象變得直觀、形象（來斥離吸）；其次，實(shí)驗(yàn)中可由現(xiàn)象直接判斷出感應(yīng)電流的磁場方向（同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引），層次變得簡單明了，思維邏輯性強(qiáng)，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。

該創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)通過使用自制實(shí)驗(yàn)器材巧妙突破了實(shí)驗(yàn)探究的瓶頸。使用自制器材固然好，然而筆者想說的是，在一般中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室中原本就有類似這種功能的器材——楞次定律演示儀（見圖3），在新教材中該器材也有出現(xiàn)（“問題與練習(xí)”第六題）。相較于上面的自制器材，使用楞次定律演示儀不僅取材方便，操作簡單，而且原理更加直觀（避開了自制器材中可能出現(xiàn)的線圈繞向問題），現(xiàn)象更加明顯（鋁環(huán)力臂長，轉(zhuǎn)動(dòng)力矩大），效果更加顯著（在本實(shí)驗(yàn)中，使用實(shí)驗(yàn)室常用普通條形磁鐵就可以進(jìn)行演示）。因此，筆者認(rèn)為在進(jìn)行本節(jié)實(shí)驗(yàn)探究設(shè)計(jì)時(shí)可以借鑒、吸收該創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思想和原理，而關(guān)于實(shí)驗(yàn)器材則完全可以用楞次定律演示儀來替代自制器材，實(shí)在不必舍近求遠(yuǎn)。

三、教材實(shí)驗(yàn)的安排

楞次定律演示儀的使用，降低了思維難度，突破了探究的瓶頸，使得學(xué)生在課堂上進(jìn)行自主探究真正成為可能。更為值得一提的是它的使用大大節(jié)省了課堂上的探究時(shí)間，從而使得教者在對(duì)這節(jié)課進(jìn)行整體教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)能對(duì)其他相關(guān)教學(xué)內(nèi)容的安排和處理顯得更加靈活和從容。

比如，對(duì)教材中探究性實(shí)驗(yàn)的處理。筆者以為，在采用楞次定律演示儀順利探究出楞次定律以后，因?yàn)檎n堂時(shí)間還很寬裕，完全可以將其改成驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在當(dāng)堂課中再通過實(shí)驗(yàn)去檢驗(yàn)之前探究的結(jié)果。這樣做，一方面既充分利用了原有教材的資源，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證（應(yīng)用）讓學(xué)生及時(shí)鞏固了所學(xué)的知識(shí)，另一方面，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)與探究實(shí)驗(yàn)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)相互映襯，讓學(xué)生親身經(jīng)歷和體驗(yàn)了一個(gè)在中學(xué)物理教學(xué)當(dāng)中相對(duì)比較完整和科學(xué)的探究過程，符合新課程有關(guān)“經(jīng)歷科學(xué)探究過程，認(rèn)識(shí)科學(xué)探究的意義，嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物理問題，驗(yàn)證物理規(guī)律”的要求，有利于培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì)和提高他們的科學(xué)素養(yǎng)。

四、結(jié)束語

實(shí)驗(yàn)是研究和學(xué)習(xí)物理的基本方法，在教學(xué)中尋求現(xiàn)象明顯同時(shí)又符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)當(dāng)成為每一位物理老師孜孜以求的目標(biāo)，只有這樣，教學(xué)才能事半功倍。

參考文獻(xiàn)：

［1］郭訓(xùn)盛，鐘曉青.“楞次定律”的教學(xué)思路實(shí)踐與創(chuàng)新，物理教學(xué)2010年第6期

［2］朱向陽，施朝群.楞次定律教學(xué)探討與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，物理實(shí)驗(yàn) 2010年第6期

［3］普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)，人民教育出版社2003