《楞次定律》教学设计.doc

《楞次定律》教学设计 杭州师范大学 乐恩辉
二○一二年八月
延 安
全国第四届“人教社杯”大学生物理教学技能大赛
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《楞 次 定 律》

（人教版·高中物理·选修3-2）

教学设计

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参赛选手：杭州师范大学 乐恩辉

参赛指导：杭州师范大学 蒋永贵

§4.3 楞 次 定 律
一、设计理念
在高中物理新课改的过程中探究扮演着举足轻重的地位，而且在探究的过程不但有知识的获得，更有能力思维的培养。本节课《楞次定律》的内容对于学生来说很抽象，很难理解，但是通过经历探究感应电流产生的磁场方向与磁通量的关系这一过程，同时在教师的层层引导之下，学生能够成为课堂的主人，主动去观察实验现象、获取处理信息、更能从信息中发现规律，将抽象、难的知识点变得清晰简单。
具体来说在课堂探究过程中我将紧紧抓住两个原则。
“真探究”，所谓真探究就是在整个探究的过程中弥散着学生的科学思维，以及对实验结果的总结、评价，更重要的在于注重学生的反思，有了这一份反思，这样学生才会进步，才能更好主动参与到探究活动中来。
“问题链驱动”，在探究过程中为了避免教师唱独角戏，本节课将通过一个问题的解决，为引出下一个问题做下铺垫。整个探究楞次定律的过程中将涉及三个问题，而三个问题一环扣一环，问题之间层层递进，试求激发学生的探究热情，学生不再游离与课堂之外，而是不断享受探究给他们带来的快乐以及物理思维的升华。
二、教材分析
楞次定律是俄国物理学家楞次通过大量的实验研究后总结出来的，它是判断感应电流方向普遍适用的法则，是电磁感应规律的重要组成部分，它与法拉第电磁感应定律一样是本章的一个教学重点和难点，是分析和处理电磁感应现象问题的两个重要支柱之一。
  教材处理：由于楞次定律的内容较多，可将本节内容分三节来讲，第一节课让学生通过实验探究(如果条件允许，可以让学生亲自动手做实验，但若是条件不允许的话，可以演示本节课的试验，教师演示，学生观察)，收集并记录数据，从中分析归纳总结得出楞次定律。第二节课主要讲解楞次定律，从不同的角度，加深学生对楞次定律的理解，并学会利用楞次定律判断简单的电磁感应现象中感应电流的方向。第三节课则主要是总结楞次定律的应用思路方法和右手定则的推导与运用。
三、学情分析
学生在经历的上节课的发现磁生电的过程后学生已经会利用（条形磁铁、电流计、线圈等）实验器材研究感应电流产生的条件，而且同时学生不免会发现感应电流的方向会因为磁通量变化形式的不同而不同，在体验的同时会产生疑问，这为本节课的展开提供了良好的心理基础。
从另一方面看在此前学生已经掌握了磁通量的概念，并会分析磁通量的变化。并且懂得如何描述电磁感应现象以及会用右手判断磁场方向，这为本节课的展开奠定了坚实的理论基础。
四、教学目标
基于普通高中物理课程标准，为了更好得实现我的教学理念，我制定了一下的三维教学目标（知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观）
1. 在教师有条不紊引导之下，学生玩“磁铁追铝环”的游戏，提出产生其中现象的疑问，进一步激发学生探索其中原因的热情。
2. 通过教师演示实验引入电流传感器，能够直观描述磁感应中产生的感应电流的方向，学生亲自体验电流传感器带来的便捷，在讨论影响感应电流方向的因素中，切身体会传感器在研究物理规律时应用的奇妙之处。
3.学生在教师指导之下分组完成书本中的实验，通过小组之间合作讨论、分析数据、交流观点之后，能用自己的语言描述其中发现的规律。在提高逻辑思维的能力的同时进一步提高了实验操作、观察、归纳物理规律的能力。
五、教学重难点
重点：楞次定律探究实验设计和实验结果的总结。
难点：感应电流激发的磁场与原来磁场之间的关系。楞次定律内容表述中阻碍二字的理解。
六、教学工具
条形磁铁、灵敏电流计、线圈、电流传感器、导线、PPT
七、教学策略
本课基于建构主义学习理论，具体以探究式教学模式为主，结合问题法、演示法、启发法、归纳法、多媒体辅助法等教学方法。
八、教学过程
1.实验激疑，发现现象提出问题（5分钟）
（现象观察与思考）教师演示“磁铁放倒铝环” 之后，学生上台亲身体验，描述自己的感受。
体验之后，抛出问题一：我们发现线圈在磁铁的“威逼”之下默默得闪开了，这其蕴藏着什么道理呢？
〖设计意图〗在教师有条不紊的引导之下，学生通过自己玩“磁铁放倒铝环”的游戏。从中发现现象，在思考着提出问题；带着兴趣进入课堂，主动参与到课堂；充分发挥学生的主体地位，创造一种活跃的课堂氛围，无论对课堂本身以及学生的学习都有不可忽略的积极作用。
2．演示电流传感器，寻找影响感应电流的方向的因素（5分钟）
教师利用电流传感器替代书本实验的电流计（如图），并且演示电磁感应的实验，通过在电脑上显示出感应电流方向，激起学生兴趣，学生上台演示，再次体验感应电流产生的过程。
抛出问题二：刚刚大家利用传感器再次感受了神奇的感应电流，可是它的方向却会发生变化，下面大家是不是会提出一个问题既然感应电流方向会发生变化，那它的方向跟什么因素有关呢？
通过学生体验、讨论，教师总结，发现影响因素（1.改变原磁场方向；2.线圈磁通量变化）
〖设计意图〗引入电流传感器代替普通的电流计来吸引学生的注意力，激发学生好奇心，在好奇心驱使之下学生亲身体验电磁感应实验，在体验中发现影响因素，在这整一过程下学生不但习得了知识与技能，而且体会了过程与方法，在情感态度价值观方面也得到了升华。
3.再探体验电磁感应实验，探寻本质（15分钟）
抛出问题三：同学们既然认为感应电流方向跟这两个因素有关，那么它们之间到底是怎么产生联系的呢？会不会它们之间存在着某个定律呢？
下面同学们我们一起再利用引入电流传感器的电磁感应定律实验来探究感应电流与原磁场磁通量的变化之间的关系，首先先明确磁铁在线圈中运动的几种不同的形式（N、S极朝下插入或者N、S极朝下拔出）
明确过程之后按照教师表格上的要求操作实验，在表格上记录下数据。
线圈磁通量增加（插入）
原磁场方向
感应电流方向
感应电流的磁场方向
向下
正（逆时针）
向上
向上
负（顺时针）
向下
线圈磁通量减少（拔出）
原磁场方向
感应电流方向
感应电流的磁场方向
向下
负（顺时针）
向下
向上
正（逆时针）
向上
接下来各个小组，根据教师提出的问题，一起讨论一下表格中的记录（发现问题，另寻出路），发现感应电流跟磁通量变化关系不是很明确——产生矛盾。
教师提示转换思维——中介的引入（感应电流激发的感应磁场），利用右手定则判断每一种情况的感应磁场方向，并且在以上表格中重新做下记录，重新去寻找感应磁场磁场跟原磁场磁通量变化之间的关系。
经过学生小组讨论之后，教师总结分析：“当原磁场的方向向下，而磁通量增加时候，感应磁场的方向却向上，大家有没有发现这时候感应磁场的方向向上的效果恰好阻碍了磁通量向下增加这一过程”。同理分析后面的三种情景，也可以发现感应电流的磁场总会阻碍原磁场磁通量的变化。
根据教师与学生一起的分析，下面有请学生来用一句通俗易懂的话来描述一下刚才的分析结果：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化——楞次定律的提出。
〖设计意图〗在与教师一起经历探究实验之后，学生会发现感应电流与原磁场磁通量之间的关系很难用明确的语句来说明，这时候就需要转化学生思维，教师将通过举例“买卖房”的实例激发学生寻找实验中的“中介”，在引入“中介”的基础上重新分析实验结果。这样学生才能真正认识和理解楞次定律。更重要的是，经历这样一个思维过程后，可以领悟到科学探究的方法。
4.课间小组交流、讨论（10分钟）
（1）理解“阻碍”的含义，教师抛出理解的角度
（谁起阻碍作用? 阻碍什么? 如何阻碍? 结果如何?）
学生根据提示发表自己的观点，同时教师做下记录。最后有教师总结完成因果链，强调“阻碍”的含义。
（2）楞次定律中有感应电流的产生，获得了电能，那么这个电能来自哪里呢？（根据能量守恒分析）

5.形成性评价与课外拓展（10分钟）
（1）先有学生根据楞次定律解决课前小实验“磁铁放倒铝环”遗留的问题。
（2）如图2—1所示，一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管，则电路中（ ）

图2－1
A．始终有感应电流自a向b通过电流表
B．始终有感应电流自b向a流过电流表
C．先有a→→b方向的感应电流，后有b→→a方向的感应电流
D. 先有b→→a方向的感应电流，后有a→→b方向的感应电流
课外拓展：对于楞次定律我们是从磁通量变化角度去理解，那么能不能从相对运动角度去看待呢？课后同学们重新拿出研究的模型去仔细研究。
九、板书设计

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