基于思維導圖的“電磁感應”復習課教學設計

郎 和 王 瑞

(西北師范大學教育學院 甘肅 蘭州 730070)

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基于思維導圖的“電磁感應”復習課教學設計

郎 和 王 瑞

(西北師范大學教育學院 甘肅 蘭州 730070)

“電磁感應”這部分內容綜合性強,題目難度大且靈活性高，學生難以理解各知識點間的聯系與區別，以致難以掌握解題的規律和技巧.思維導圖因具有發散、遞進的特點，在復習該部分內容知識點時能夠起到高效的作用.

思維導圖 電磁感應 復習課 教學設計

章節復習對于高中的物理教學尤為重要，將思維導圖靈活運用到物理知識的復習中，有助于學生建立完備的物理學科知識體系，引導學生理解知識間的本質聯系與區別，內化物理知識，便于學生掌握復習物理知識的方法與技巧，同時培養學生的物理思維能力.

1 思維導圖概述

1.1 思維導圖

思維導圖(Mind Map)是英國著名的心理學家、教育家東尼·博贊(Tony Buzan)在20世紀 60年代初創造的一種筆記方法，后與巴利·博贊共同探討、研究,使思維導圖成為一種將放射性思考形象化、具體化的學習工具[1].思維導圖運用圖文并重的技巧，把中心主題與關鍵詞間的關系用圖像、顏色、符號、線條等建立起記憶鏈接,是一種簡單、高效的學習方法.

1.2 構建思維導圖

思維導圖的構建可以是徒手繪制，也可以應用軟件繪制，常用的繪制工具有Mind Map，Mind Manager 等.繪制方法一般是：

(1)明確思維導圖的中心思想，用精簡的詞匯表達；

(2)從一級主題延伸出二級主題和三級主題等，用關鍵詞表示，線條可近粗遠細；

(3)若需要表示各級主題間的關系時，可在各分支線條上添加相應的內容；

(4)若考慮到各分支之間的關系時，可將分支用箭頭或符號相連接，顯示出它們之間的關聯；

(5)在構建的過程中也可以添加小圖案或用不同顏色表示各級主題，增加思維導圖的層次性和趣味性.

考慮到高中課堂的時效性，筆者采用的是徒手繪制.

2 “電磁感應”復習課教學設計

2.1 設計思路

本章構建思維導圖的步驟如圖1所示.

圖1 構建思維導圖的步驟

步驟一：通過發現史引出復習課題，明確思維導圖中心詞，即“電磁感應現象”.

步驟二：抓住“電磁感應現象”中的關鍵知識點(磁通量變化、感應電動勢、感應電流)，明確各關鍵點的聯系，構建思維導圖框架.

步驟三：細化各關鍵點內容，充實思維導圖分支.最后形成電磁感應整章思維導圖.

2.2 教學過程

(1)明確思維導圖中心詞——“電磁感應現象”

問題引入:請學生回顧,“電與磁的關系先后是由奧斯特和法拉第發現的，他們分別發現了哪兩種現象？”

教師活動1:教師對學生的答案進行評判，在此基礎上引導學生復習“電流的磁效應”的具體內容和右手螺旋定則的具體用法.

教師活動2:引導學生復習 “電磁感應現象”的具體內容.

本章的知識都是圍繞電磁感應現象展開的，所以以電磁感應現象為中心開始構建思維導圖.

板書(圖2):

圖2 思維導圖中心詞

設計意圖:通過發現史，引導學生區分電流的磁效應與電磁感應現象，明確復習的主題是電磁感應，并以“電磁感應現象”為中心詞開始構建思維導圖.

(2)抓住“電磁感應現象”的關鍵詞，構建思維導圖框架

問題引入:請學生分析電磁感應現象的內容即“當穿過一個導體回路的磁通量發生變化時，就會產生感應電動勢，該感應電動勢會趨使導體中的自由電子做定向移動，從而形成感應電流” 這句話中的關鍵詞.

教師活動:總結學生的答案，引導學生分析各關鍵知識點及其聯系.

1)磁通量發生變化——產生感應電動勢的條件.

2)電動勢——磁通量發生變化產生的必然結果.若回路不閉合則有感應電動勢，而無感應電流.

3)感應電流——若回路是閉合的，就會在感應電動勢的作用下產生感應電流.

板書(圖3):

圖3 關鍵詞及其聯系

設計意圖:基于教材中的知識安排順序與上述所分析的邏輯結構有所不同，本設計引導學生從電磁感應現象的內容中找出本章的關鍵知識點，并理清各知識點之間的關系，明確思維導圖的二級主題.下一步是對各關鍵知識點的內容加以分析整合，導入思維導圖的分支中，建立思維導圖的三級主題.

(3)逐一分析關鍵點，細化思維導圖分支

1)復習“磁通量變化”的幾種情況

問題引入:請學生回答如何計算通過一個線圈的磁通量.

教師活動:根據學生的回答，引導學生由磁通量的公式Φ=BSsinθ(θ是B與S面的夾角)分析能引起磁通量變化的因素有B，S，θ.

教師與學生共同活動:回顧實驗及實驗的簡化模型(用PPT展示)將磁通量變化的情況總結歸納如下：

①B，θ不變，S改變，則ΔΦ=ΔSBsinθ;

②S，θ不變，B改變，則ΔΦ=ΔBSsinθ;

③B，S不變，θ改變，則ΔΦ=BS(sinθ2-sinθ1);

④當B，S，θ中有兩個量或3個量一起變化時，就要分別算出Φ1和Φ2，再求ΔΦ=Φ2-Φ1.

板書:(將以上磁通量變化的幾種情況填充到思維導圖的分支中.)

2)解析“感應電動勢”

問題1:如何計算感應電動勢的大小？

學生活動:回答出感應電動勢的大小由法拉第電磁感應定律來計算，即公式

單位是伏(V).

問題2:感應電動勢分為哪兩種，如何區分？

教師活動:根據學生回答的情況引導學生深入理解感生電動勢和動生電動勢，包括其產生機理不同及對應的非靜電力不同.

教師與學生共同活動:復習并總結、歸納在不同情況下感應電動勢的計算方法.

a.感生電動勢：穿過閉合電路的磁場發生變化，即磁通量變化中的第一種情況，B變化.那么法拉第電磁感應定律的公式可變形為

b.動生電動勢:由于閉合電路中的一部分導體與磁場發生相對運動(切割磁感線)，而產生的感應電動勢，歸根到底產生動生電動勢的原因是閉合回路所圍成的面積發生變化，即磁通量變化中的第二種情況，S變化.在不同的運動情況下，法拉第電磁感應定律的公式可相應地進行變式.

①當導體以速度v平動垂直切割磁感線時

其中L是指切割磁感線的有效長度.

②當導體平動但不垂直切割磁感線時(即v,B有一夾角θ)E=nBLvsinθ.

③當導體繞其一端點以角速度ω轉動且垂直切割磁感線時

板書:(將上述總結的感生電動勢、動生電動勢的計算方法填充到思維導圖的分支中.)

3)復習感應電流

問題1:如何計算感應電流的大小？

問題2:如何判斷感應電流的方向？

學生活動:有些學生回答根據楞次定律，有些學生回答用右手定則.

教師活動1:引導學生判斷感應電流是由感生電動勢產生的還是由動生電動勢產生的，由感生電動勢產生的感應電流用楞次定律來判斷電流方向，由動生電動勢產生的感應電流用右手定則.

教師活動2:復習楞次定律與右手定則.

教師活動3:引導學生明確右手定則的本質是楞次定律，右手定則是楞次定律在動生電動勢中的應用.

板書:(將感應電流的大小與方向填充到思維導圖分支后形成完整的思維導圖，如圖4所示.)

圖4 完整的思維導圖

3 總結

通過構建思維導圖進行章節復習，可將復習的思路顯性化、具體化、清晰化，并且能夠高度整合本章知識點，使學生更深入地理解概念與概念的關系、概念與規律的關系及規律與規律的關系.例如：經歷上述構建思維導圖的過程，可使學生分清電流的磁效應與電磁感應現象；明確在什么情況下用右手螺旋定律、楞次定律和右手定則；區分動生電動勢與感生電動勢以及電磁感應定律的公式在動生電動勢與感生電動勢中的推導.在此基礎上加以習題輔導與學生自我練習，可從根本上解決做題時感覺無從下手,公式、規律運用混亂的情況.

1 東尼·博贊，巴利·博贊著.思維導圖.葉剛譯.北京：中信出版社，2009.4

郎和(1963- )，女，碩士，副教授，主要從事初、高中物理教學研究.

2015-10-12)