《楞次定律》教学设计与实践

摘要：楞次定律揭示的是一种因果关系和思想，实验探究中融合着理论探究，理论探究中渗透了抽象的逻辑推理。由此形成了教和学的难度和难点。教学实践证明，楞次定律的教学难度和难点，能够通过设计实验预案和科学的实验环节加以克服，这既能弘扬新课程所大力倡导的科学探究精神，更能避免传统的演示实验所导致的学生感性认知过少所产生的理解难度，使学生在自主的实验活动中理解楞次定律。由此实现知识与技能、过程与方法、情感、态度与价值观的三维教学目标。

关键词：楞次定律；实验预案；实验程序；实验表格；思维活动；逻辑推理

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2013）1（s）-0064-4

教授楞次定律。传统的方法是教师通过课堂演示实验，展示实验现象；再由实验现象推理、归纳定律的内容；最后通过针对性练习，让学生逐步体会与理解。这种教学模式导致学生在学习活动中，感性的认知过少，理性的理解过多，且主要靠教师不厌其烦的引导、解释，由此形成了教和学的难度和难点。

教学实践证明，楞次定律的教学难度和难点，能够通过科学探究的教学环节设计加以克服，这既弘扬了新课程所大力倡导的科学探究精神，更避免了传统的演示实验所导致学生感性认知过少造成的理解难度，由此能更好实现知识与技能、过程与方法、情感、态度与价值观的三维教学目标。

1、教学设想

由于楞次定律揭示的是一种因果关系和思想，在实验探究中融合着理论探究，理论探究中又渗透了抽象的逻辑推理，这需要教师在学生实验探究前，针对实验中的一些障碍性的难点和学生知识能力水平，引导学生设计实验预案。厘清实验程序、明确实验任务、计划实验器材，以降低实验难度，实现实验过程中的实验探究和理论探究，为理解和总结楞次定律奠定坚实基础。

1.1 实验程序

验定电流流向与电表指针偏转方向的关系→观察、记录实验过程所用手段与指针偏转方向的对应关系→推理感应电流磁场方向与原磁场方向的因果关系→总结实验揭示的判断感应电流方向的规律。

1.2 实验任务、实验器材及实验装置图

①磁铁插入和拔出螺线管（磁铁和线圈问的相对运动）；②模拟法拉第实验（改变原电流）；③导体切割磁感线（导体与磁场间的相对运动），如图1所示。

1.3 实验手段、现象观察、记录与处理

通过磁铁和线圈间相对运动并改变运动方向、通断原电流电路、移动滑动变阻器滑动片改变原电流、导体棒与磁场间相对进行切割运动并改变运动方向等手段顺次进行实验；记录实验中实施的手段特征、电流表指针偏向、感应电流磁场方向及与原磁场方向关系等内容。对记录内容以安培定则、左手定则为工具，以观察、记录的现象为依据，进行理论探究。推理、分析所用手段和电流表指针偏转方向间必然的对应关系和存在的因果规律。

2、实验程序设计

2.1 实验难度及解决策略

由于本实验需通过原因（实验手段）和结果（实验现象）推理、寻找判断感应电流方向的方法、规律，要求学生具备一定的逻辑推理能力，虽然学生经历了“探究电磁感应的产生条件”这个实验，对实验手段和表层的实验现象已不陌生。但对于通过实验寻找判断感应电流方向的实验细节却是盲然的，不知道该做什么？怎样做？这就是本实验的难度，也是以往教学中，教师不愿让学生进行分组实验的原因。

要实现学生在实验探究和理论探究中达成学会学习、科学思考的教学目标，教师既不能大包大揽，也不能不管不问。大包大揽会使学生没有了主动性和探索兴趣，丧失了实验探究的教学目的；不管不问则会使学生在实验中不知所以，毫无收获，挫伤学生实验探究的积极性。

如何把学生的实验重心由手段和结果的表象转移到因果关系的逻辑推断上，使学生知道做什么？怎么做？成功的策略是引导学生找出实验难点和中心环节，通过设计表格进行形象的展现。学生就可在表格内容的导引下顺利进行实验，同时通过表格自然的完成理论探究。

2.2 几个实验难点、中心环节

2.2.1 电流计指针偏向与电流流向关系的验证

将验证程序和内容设计为表格，如表1所示。

2.2.2 螺线管绕向的确认

螺线管绕向的正确确定，决定实验能否成功进行。

2.2.3 实验的中心环节

分析、体会原磁场方向及变化与感应电流的磁场方向问的关系，是通过实验现象进行理论探究，总结规律的关键。

2.2.4 实验过程中常用的工具性知识

启发、引导学生自觉使用安培定则、左手定则服务于实验，顺利完成实验探究中的推理分析。

2.3 设计综合实验表格，突破实验难点

2.3.1 磁铁插入和拔出螺线管（磁铁和线圈间的相对运动）的实验

这一实验是教材推理和理解楞次定律的中心实验，实验表格设计中要突出磁铁的磁场在螺线管中的方向及变化情况；感应电流的磁场方向及与磁铁的磁场方向关系比较这些中心环节：引导学生感受磁铁和螺线管间相对运动与实验现象的对应关系，从因果效应认识电磁感应。该实验表格设计，如表2所示。

2.3.2 模拟法拉第（改变原电流）实验

这一实验牵涉到两条电路，两种电流，两种电流的磁场，是分组实验中最易把因果对象混淆的实验。实验表格设计中要突出供电电路、原线圈及原电流磁场和感应电路、副线圈及感应电流磁场等概念，以突破两条电路易混淆所造成的实验难点。实验表格设计，如表3所示。

2.3.3 导体切割磁感线（导体与磁场间的相对运动）实验

这一实验若崩一根导体棒与电流计连接，实验中电流计表针偏转很微小，为克服这一弊端，可绕制一个匝数较多的矩形线框。且使长边较长，以尽可能突出切割特征，虽然本质仍是穿过线框的磁通量变化，但却能产生良好的效果，如图2所示。表格设计中可突出既从磁通量变化的角度感受和理解的实验环节，又突出从感应电流产生安培力的角度感受和理解的环节，为从机械运动的方面理解楞次定律和介绍右手定则打好基础。实验表格设计，如表4所示。

3、教学实践与体会

由于上述的实验表格中涉及的内容是按实验的科学程序设计的，所以在学生分组实验前，将其印制为实验报告单，让学生通过实验报告单从理论上研究实验，明确实验中先做什么、后做什么、怎么做，由此降低实验难度。在学生基本明确了实验原理和程序的基础上，分组实验就能顺利、高效的进行，由此在实验过程中实现从实验现象到逻辑推理的思维活动，完成实验报告单所赋内容。

以下两个附表（表5、6）为分组实验后从学生实验报告单中抽取的实验现象和推理结果的实验表格记录样本。尤其是表6，既有从磁通量变化角度记录的内容，又有从机械运动、相互作用角度记录的内容，从而能为分组实验后通过课堂教学引导学生根据自己实验表格记录的内容，归纳、总结、理解楞次定律奠定坚实的基础。

这样，学生通过实验探究、理论探究，科学的认知、学习、应用楞次定律就达到了瓜熟蒂落、水到渠成的效果。