“楞次定律”实验探索课的设计

楞次定律”实验探索课的设计贝鸿邮编：710054地址：西安友谊东路西安铁一中在高中物理教材中，楞次定律的教学内容非常抽象，而现有的教师演示实验能见度低，学生缺乏丰富而真切的感性观察和分析素材。另外在教学过程中实验结论与实验记录之间的落差很大，分析过程冗长。学生很难顺利完成从实验现象到实验结论的思维，因而对楞次定律陷入死记硬背，使用时机械套用“判断步骤”的误区。楞次定律是一个含有典型实验探索性的教学内容。充分利用教材中提供的素材，改进课堂实验，增加课堂学生亲自动手操作和积极思维等活动，引导学生分析实验现象，寻找共性，归纳和总结规律，对于学生基本物理方法以及综合素质的培养和提高有着重要的意义。为达到上述目的，我对楞次定律课堂教学进行如下几方面的设计和改进。一、改进实验，丰富素材 _用两种不同颜色（红、绿）的发光二极管代替电流计与线圈组成如图闭合电路。将它们固定在电路板上成为一个清晰、灵巧而又操作简便的学生课堂分组探索实验仪器。使用钕铁硼强磁性材料，实 :—.■验现象灵敏而显著。以学生分组探索实验代替教师演示。并且记录磁极的四种操作（N极插入、N极抽出、S极插入、S极抽出）和对应的两种实验现象（红色二极管发光、绿色二极管发光），填入印发的表格。为进一步分析积累丰富的感性素材。本实验仪器对于后续分析以电磁铁和其他方法改变磁通量的定性研究，也提供了方便。组织学生分组进行探索实验，增加了动手机会，激发了学生的学习兴趣。二、 因势利导、分类归纳生动的实验由同学们记录下来，磁通量变化引起感应电流也已被证实，同学们的情绪高涨，好象炉火正红。但是感应电流的方向如何判定，仍如云中游龙，未见首尾。如果放手讨论，则既占用大量的课堂时间，又失去了趁热打铁的时机；教师讲解又会让学生回到被动接受知识的状态。在这里我采用教师启发提供方法（分类对应法：“实验操作Ae与实验现原象I的方向当如何相互分类对应？”），由同学们讨论排除按操作（插入、感抽出），按磁极（N、S）等分类形式，确定按感应电流方向来分类的对应形式。得到厶①为增加时B原与B感反向，厶①为减小时B原与B感原原同向的结论。三、 架设桥梁、建立联系楞次定律的核心是反映感应电流方向与原磁通量变化的关系。而这个关系是隐含和不明显的。在教学过程中应及时提出用中间量来沟通。通过感应电流的磁场来建立感应电流方向与原磁通量变化的关系。并指出构建中间量是物理研究常用的一种方法。四、更新手段、拓宽通道为了使学生能有效地学习（吸收信息），按照信息传递规律，控制信息传递量，保证倍息传递通道的畅通，做到教与学的相互适应，达到高效欠缺。根据香农一维纳公式：pS=Btlog2（1十/N）其中传递最大理想信息量S,由传递信号的频带宽度B、传递时间t、信号平均功率p、噪声平均功率N决定。因此，在一定时间内，频带宽愈大，p信噪比愈高/N，传递理想信息量愈多。楞次定律的教学内容信息量之大、感性素材之缺、思维转折之多以及重要的地位是高中物理教材中绝无仅有的。仅其中描述N极插入、N极抽出、N极插入不动；S极插入、S极抽出、S极插入不动等六种操作的物理量就有：B、△①、△①、I、B等30个。还有①的增加、原原感感感原不变和减少等变化，B感与B的同向、反向等关系。这些正是常规教学望感原而生畏的因素。用口头语言、板书板画语言、体态手势语言、常规演示实验等传统的手段来标述，是很难作到清晰准确和有条理的。使用多媒体计算机则使我们增加了一个“宽带接入”的信息通道。在同样的传递时间t内传递信号的频带宽B大大增加。使我们“臂非加长也，而见者远；声非加疾也，而闻者彰”五、优化结构、通畅信息在教学中，教师设计教学结构应当精心编排信息组块。信息组块是信息量的一个单位，也是测量人的短时记忆的最小单位。根据信息论，人的短时记忆容量小于或等于五个组块时才能牢固地将信息贮存在长时记忆中。设计教学结构时遵从信息组块数SW5的原则。在楞次定律教学中，为抓住关键，我采用四个信息块，设计教学结构。

详见附表。教学实践表明，按信息组块数S=4设计楞次定律的教学结构，采用实验、启发、讨论、归纳有机结合的方法，充分调动了学生的参与动手实验和积极思维。同时，四个信息传递模块相互联系，首尾呼应，层层递进，拓宽了信号传递的频带宽度，体现了整体优化的原则，较好地实现了教学目的。了解实验仪器 了解实验仪器 >记录操作和现象——分组实验操作操作和现象的关系分析（分类对应法）“动”磁生电磁通量改如e原设置中间量法操作和现象的关系分析（分类对应法）“动”磁生电磁通量改如e原设置中间量法——*-►B哉、① I 感」e原 感I记录操