“探究感应电流产生条件”是初中物理的教学重点之一，纵观物理学史，其又是物理学发展史上的精彩片段之一。在日常教学中，无论是出于知识掌握的需要，还是培养物理素养的需要，本节知识都更有重点研究、实践并思考的必要。 教学目标 (1)通过科学探究，初步了解感应电流产生的条件； (2)知道在电磁感应现象中感应电流的方向与哪些因素有关； (3)通过学习认识电磁感应现象在人类发展中的重要作用，进一步体会物理学的发展与社会进步的重要关系。 探究过程摘要如下： 1 提出问题 爱因斯坦曾说“提出一个问题比解决一个问题更重要”！提出问题是科学探究的第一步。一般情况下，问题既可以由教师提出，也可以由学生提出，也可以在师生互动中自然生成，还可以借助一些实验生成。考虑到本知识教学的实际以及学生的知识基础，本环节的问题由老师提出，这样不会因为基础不够而出现浪费时间的现象，也可以让学生进一步集中注意力去分析研究问题本身。 师：1820年，奥斯特发现了通电导体周围存在磁场。从那时起，人们也开始思考另一个问题——磁如何才能“生”电呢？ 问题评估：“磁能不能生电”对于今天的学生而言其实是个伪问题，因为生活用电肯定来自于磁，否则哪会放到课堂上来讨论？因此此处的问题重点不能落在“能不能”生电上，而应该落在“如何”生电上。 2 猜想与假设 猜想与假设是科学探究过程中比较重要的环节，当学生认真投入，并将自己的知识基础与新问题联系起来时，会产生好多有价值的猜想。 生：我想的是将一根长长的导线绕在水车轮子上，做成一个大线圈，然后将一个大磁铁放在轮子中间，再用水冲击水车，使线圈绕磁铁转动，这样也许就有可能产生电流。(这是课堂上一个学生亲口讲给我听的，我问他为什么会想到让线圈运动起来，他说他知道水力发电时有个东西在转动。) 其余也有几个小组的思考角度一开始也只是思考静态的，在一段时间以后思维由静转向了动，但他们的猜想实际上都是无法产生电流的。看到学生讨论的热情有减少的迹象时，我叫停了学生的猜想讨论，引导学生一起进行了小结，将其余的学生的思考角度也由“静”导向了“动”。 同时提出新的问题：那么导体怎样运动才能产生电流呢？(传统课堂视角下，这些猜想及过程是被排斥的，因为它“浪费时间”，但从尊重学生先前经验的角度看是非常有必要的。先前经验学习的重要性，奥苏泊尔、皮亚杰及建构主义学习理论均有强调，在现实教学中也有相当多的事例证明，此处不再赘述。 3 实验 实验是用来证明猜想结果正确与否的。对于教学而言，实验的结果一般对猜想都是证明结果是对的，很少有证明是错误的可能。本实验中，有这样的机会，教学中要充分抓住这一机会，以培养学生对科学形象更为全面的认识与理解。某种程度上讲，这也是情感态度价值观的教育。 演示实验：将接在灵敏电流计上的线圈挂在铁架台上。教师手持蹄形磁铁，磁极对着学生，假装很随意地插入线圈，然后停住不动。(这里的“假装”与“随意”是教师精心设计并采取的引导方式之一，此处关键在于不能让学生看出教师是有意为之。) 生：有电了，有电了。(很多学生在下面大声地叫喊。) 生：没电了，没电了。(磁铁不再运动时，灵敏电流计的指针转回中间。) 此时教师故作惊讶：“怎么会没电？”同时顺手又将磁铁抽出。 情形与刚才相同，学生一开始先喊“有电”，后来喊“没电”，气氛非常热烈。 几次重复之后，学生会渐渐发现有规律，于是分析并归纳，最后可以得出：当磁铁向线圈内插入或向外拔出时才能产生电流。(多做几次，是为了避免偶然性，由于非本节课重点，只需做，不需讲，只要能起到潜移默化作用就可以了。)在得到产生电的基础上，教师进一步追问下面的问题。 师：如果我改变运动方式，是否也有电流产生呢？ 这个问题的提出也是培养学生有避免实验偶然性的意识，使得我们的探究更为科学与完整。演示实验：这次将蹄形磁铁“侧放”在讲台上，磁极向左(以学生为参照，下同)，上边是N极，下边是S极。让线圈在两极间前后、上下、左右方向运动。 实验现象：线圈前后运动时电路中有电流，左右、上下运动时电路中没有电流。 蹄形磁铁“平放”和“竖放”时的演示实验现象一般老师都比较熟悉，此处就不再多说。(这三个实验现象与学生在第一个实验里形成的认知结构是有冲突的：为什么有时有电流产生，有时无电流产生呢？通过四步实验中正、反例的提供，引导学生在对比中寻找到答案。) 4 结论 师：比较上面三次实验的现象，你们有没有什么发现？能不能找出有规律性的东西出来？ 生：有时前后运动有电流，有时上下运动有电流，有时左右运动有电流。 师：看来，电流产生与否与运动方向之间没有必然关系。那怎样运动有电流，怎样运动没有电流呢？(通过这一提问，可以将学生思维从实验现象向实验结论过渡。经过一段时间的思考后，有一个小组代表的描述非常接近科学描述：运动的导体碰到的磁感线多的时候有电流产生，碰到的磁感线少的时候没有电流。——能归纳出这一点，非常的不容易！这也是时间与空间足够之后学生能够产生的精彩。而更多的学生虽然有描述的冲动，但找不到合适的语句。为了向科学描述需要的“切割”二字靠近，我选择通过比方的方式引导学生，具体教学现场如下。) 师：导体在哪里运动？ 生：磁极之间。 师：那里有什么？ 生：磁场。 师：如何描述？ 生：磁感线。 我在黑板上画简图表示出刚才的实验。 师：同学们先回答我一个与物理无关的问题：麦地里长着的麦杆，镰刀怎样运动才能将麦杆割下来？ 生用手势表示、模拟——这对学生而言，没有多大的难度。 师：好，现在我们将磁感线比作田地里长的麦子的麦杆，将运动的导体比作刀的刀刃。你们看，产生电流时，导体运动与磁感线是什么关系？…… 学生经过思考、讨论后得出结论：要产生感应电流，导线要做切割磁感线的运动。(值得强调的是，如果前面不给足时间让学生思考，那学生对“切割”二字的妙处是没有深刻体验的，只有在学生苦思不得，进入愤、悱之境时，教师的启、发才可能起到引导作用。) 至此，感应电流产生的条件核心部分成功得出…… 5 反思 课后反思本知识的教学，我觉得在传统教学的基础上有所突破，一是我尝试丰富知识的发生过程，课堂不再是教师单向的讲授，也不只是实验的单向演示，而是师生互动中产生了知识；二是我的时间与空间赋予得很足，这样学生就有充分思考的时间与机会，虽然这个过程中出现了一些不是课堂所需要的想法，但不影响知识的生成，反而能让教师知道学生的真实想法，这对教师上课时把握住学生想法从而对症下药是有好处的；三是科学探究的发生过程，很多时候，由于时间等原因，往往进行得并不充分，而事实上如果充分探究，科学探究能够显示出对学生学习所起的很大作用，因此，在未来的教学中要提醒自己注意，要么不探究，要探究就得真探究。
“探究感应电流产生条件”是初中物理的教学重点之一，纵观物理学史，其又是物理学发展史上的精彩片段之一。在日常教学中，无论是出于知识掌握的需要，还是培养物理素养的需要，本节知识都更有重点研究、实践并思考的必要。 教学目标 (1)通过科学探究，初步了解感应电流产生的条件； (2)知道在电磁感应现象中感应电流的方向与哪些因素有关； (3)通过学习认识电磁感应现象在人类发展中的重要作用，进一步体会物理学的发展与社会进步的重要关系。 探究过程摘要如下： 1 提出问题 爱因斯坦曾说“提出一个问题比解决一个问题更重要”！提出问题是科学探究的第一步。一般情况下，问题既可以由教师提出，也可以由学生提出，也可以在师生互动中自然生成，还可以借助一些实验生成。考虑到本知识教学的实际以及学生的知识基础，本环节的问题由老师提出，这样不会因为基础不够而出现浪费时间的现象，也可以让学生进一步集中注意力去分析研究问题本身。 师：1820年，奥斯特发现了通电导体周围存在磁场。从那时起，人们也开始思考另一个问题——磁如何才能“生”电呢？ 问题评估：“磁能不能生电”对于今天的学生而言其实是个伪问题，因为生活用电肯定来自于磁，否则哪会放到课堂上来讨论？因此此处的问题重点不能落在“能不能”生电上，而应该落在“如何”生电上。 2 猜想与假设 猜想与假设是科学探究过程中比较重要的环节，当学生认真投入，并将自己的知识基础与新问题联系起来时，会产生好多有价值的猜想。 生：我想的是将一根长长的导线绕在水车轮子上，做成一个大线圈，然后将一个大磁铁放在轮子中间，再用水冲击水车，使线圈绕磁铁转动，这样也许就有可能产生电流。(这是课堂上一个学生亲口讲给我听的，我问他为什么会想到让线圈运动起来，他说他知道水力发电时有个东西在转动。) 其余也有几个小组的思考角度一开始也只是思考静态的，在一段时间以后思维由静转向了动，但他们的猜想实际上都是无法产生电流的。看到学生讨论的热情有减少的迹象时，我叫停了学生的猜想讨论，引导学生一起进行了小结，将其余的学生的思考角度也由“静”导向了“动”。 同时提出新的问题：那么导体怎样运动才能产生电流呢？(传统课堂视角下，这些猜想及过程是被排斥的，因为它“浪费时间”，但从尊重学生先前经验的角度看是非常有必要的。先前经验学习的重要性，奥苏泊尔、皮亚杰及建构主义学习理论均有强调，在现实教学中也有相当多的事例证明，此处不再赘述。 3 实验 实验是用来证明猜想结果正确与否的。对于教学而言，实验的结果一般对猜想都是证明结果是对的，很少有证明是错误的可能。本实验中，有这样的机会，教学中要充分抓住这一机会，以培养学生对科学形象更为全面的认识与理解。某种程度上讲，这也是情感态度价值观的教育。 演示实验：将接在灵敏电流计上的线圈挂在铁架台上。教师手持蹄形磁铁，磁极对着学生，假装很随意地插入线圈，然后停住不动。(这里的“假装”与“随意”是教师精心设计并采取的引导方式之一，此处关键在于不能让学生看出教师是有意为之。) 生：有电了，有电了。(很多学生在下面大声地叫喊。) 生：没电了，没电了。(磁铁不再运动时，灵敏电流计的指针转回中间。) 此时教师故作惊讶：“怎么会没电？”同时顺手又将磁铁抽出。 情形与刚才相同，学生一开始先喊“有电”，后来喊“没电”，气氛非常热烈。 几次重复之后，学生会渐渐发现有规律，于是分析并归纳，最后可以得出：当磁铁向线圈内插入或向外拔出时才能产生电流。(多做几次，是为了避免偶然性，由于非本节课重点，只需做，不需讲，只要能起到潜移默化作用就可以了。)在得到产生电的基础上，教师进一步追问下面的问题。 师：如果我改变运动方式，是否也有电流产生呢？ 这个问题的提出也是培养学生有避免实验偶然性的意识，使得我们的探究更为科学与完整。演示实验：这次将蹄形磁铁“侧放”在讲台上，磁极向左(以学生为参照，下同)，上边是N极，下边是S极。让线圈在两极间前后、上下、左右方向运动。 实验现象：线圈前后运动时电路中有电流，左右、上下运动时电路中没有电流。 蹄形磁铁“平放”和“竖放”时的演示实验现象一般老师都比较熟悉，此处就不再多说。(这三个实验现象与学生在第一个实验里形成的认知结构是有冲突的：为什么有时有电流产生，有时无电流产生呢？通过四步实验中正、反例的提供，引导学生在对比中寻找到答案。) 4 结论 师：比较上面三次实验的现象，你们有没有什么发现？能不能找出有规律性的东西出来？ 生：有时前后运动有电流，有时上下运动有电流，有时左右运动有电流。 师：看来，电流产生与否与运动方向之间没有必然关系。那怎样运动有电流，怎样运动没有电流呢？(通过这一提问，可以将学生思维从实验现象向实验结论过渡。经过一段时间的思考后，有一个小组代表的描述非常接近科学描述：运动的导体碰到的磁感线多的时候有电流产生，碰到的磁感线少的时候没有电流。——能归纳出这一点，非常的不容易！这也是时间与空间足够之后学生能够产生的精彩。而更多的学生虽然有描述的冲动，但找不到合适的语句。为了向科学描述需要的“切割”二字靠近，我选择通过比方的方式引导学生，具体教学现场如下。) 师：导体在哪里运动？ 生：磁极之间。 师：那里有什么？ 生：磁场。 师：如何描述？ 生：磁感线。 我在黑板上画简图表示出刚才的实验。 师：同学们先回答我一个与物理无关的问题：麦地里长着的麦杆，镰刀怎样运动才能将麦杆割下来？ 生用手势表示、模拟——这对学生而言，没有多大的难度。 师：好，现在我们将磁感线比作田地里长的麦子的麦杆，将运动的导体比作刀的刀刃。你们看，产生电流时，导体运动与磁感线是什么关系？…… 学生经过思考、讨论后得出结论：要产生感应电流，导线要做切割磁感线的运动。(值得强调的是，如果前面不给足时间让学生思考，那学生对“切割”二字的妙处是没有深刻体验的，只有在学生苦思不得，进入愤、悱之境时，教师的启、发才可能起到引导作用。) 至此，感应电流产生的条件核心部分成功得出…… 5 反思 课后反思本知识的教学，我觉得在传统教学的基础上有所突破，一是我尝试丰富知识的发生过程，课堂不再是教师单向的讲授，也不只是实验的单向演示，而是师生互动中产生了知识；二是我的时间与空间赋予得很足，这样学生就有充分思考的时间与机会，虽然这个过程中出现了一些不是课堂所需要的想法，但不影响知识的生成，反而能让教师知道学生的真实想法，这对教师上课时把握住学生想法从而对症下药是有好处的；三是科学探究的发生过程，很多时候，由于时间等原因，往往进行得并不充分，而事实上如果充分探究，科学探究能够显示出对学生学习所起的很大作用，因此，在未来的教学中要提醒自己注意，要么不探究，要探究就得真探究。