《楞次定律》的教学设计探究

李正吉

摘 要：笔者按“实验激发兴趣—小组合作探究—师生互动推演—概括生成规律—规律应用延伸”的设计思路进行教学设计，在实际教学过程中很好地实现了教学目标。

关键词：感应电流；方向；楞次定律

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2015）5-0037-3

1 概 述

本节课选自人教社版选修3-2第四章第三节，是本章的教学重点和难点。本节课是在第二节《探究电磁感应的条件》的基础上，以其中一个实验为研究对象进一步探究感应电流的方向。在探究过程中实验所涉及的因素很多，如原磁场的方向、磁通量变化、线圈的绕向、感应电流方向和感应电流的磁场方向，关系复杂，而且它们之间的关系隐蔽，逻辑性和概括性很强，对高中二年级的学生来讲，学习起来有一定的难度。

本教学设计按“实验激发兴趣—小组合作探究—师生互动推演—概括生成规律—规律应用延伸”的设计思路进行设计。在新课引入时，通过“米老鼠”小实验引入新课，为后继探究实验做铺垫。在小组合作探究阶段，对实验装置稍加改进。如图1所示，用可视性较高的发光二极管替代了灵敏电流计来显示电路中的电流流向。在师生互动推演阶段，遵循学生的认知规律，把探究过程分两步进行；先探究电流方向和磁通量变化之间的关系并得出结论，然后从结论的简洁性和普遍性的角度思考，引导学生换个角度从“中介”感应电流磁场的角度做表述，从而引导学生归纳出楞次定律的简洁表述。最后，以自制的具有点触式音乐播放器（解决小磁铁下落时快慢比较可视性不高的问题）的“落磁”装置引起学生思考，为下节课做铺垫。

本堂课的教学重点是理解楞次定律的内容及实质，掌握利用楞次定律解决问题的方法。难点则是在于引导学生分析实验数据，发现以感应电流的磁场作为“中介”来确定感应电流的方向。采用启发提问、分析归纳和实验探究相结合的教学方法，引导学生进行合作探究实验、分析归纳，以期达到教学的目的。

使用的教学器材主要有：

1.教师实验：“米老鼠”小玩偶、透明有机玻璃管和铝管各一根、圆柱形磁铁、电池、原线圈、红绿发光二极管若干、导线、开关等。

2.学生实验：原线圈、红绿发光二极管若干、导线等。

2 教学过程

2.1 设置情景，引入课题

播放剪辑过的“米奇妙妙屋”视频片段，引起学生的兴趣，引入实验装置。

教师演示神奇的“米老鼠”实验，让底座装有圆柱形磁铁的米老鼠玩偶从透明有机玻璃管中落入螺线圈。

教师提问：为什么灯会亮了？

引导学生回答：闭合回路中磁通量发生了变化。

教师改变米老鼠玩偶底座的小磁铁的极性，再次让它从透明有机玻璃管中下落，让学生观察。

通过实验观察发现两次亮灯的颜色不一样，教师首先带领学生一起认识并联电路并回顾二极管的特性，为后面的学生探究实验做铺垫。

教师提问：为什么两次灯亮的颜色不一样？

引导学生回答：两次感应电流方向不一样。

2.2 实验探究，归纳概括

2.2.1 教师介绍仪器

展示改进好的实验电路板（并联的红绿二极管），通过电池明确二极管的单向导电性；展示螺线圈，提醒学生漆包线外围绿色塑料线的作用。

2.2.2 学生合作探究

教师让学生猜想感应电流的方向与哪些因素有关，并设计合理的实验方案验证。

通过学生回答，引导学生设计合理的实验步骤，展示表格（表1），学生开始实验。

学生开始实验，教师在教室巡视并对实验进行指导，对学生的结论进行启发提示。

教师提问：从刚才的探究实验中可以得出怎样的结论？

选择典型的小组代表进行展示并鼓励。

学生可能的实验结论：N极向下插入或S极向上抽出时，感应电流方向相同；N极向上抽出或S极向下插入时，感应电流方向相同。（可能）

教师启发引导：这个结论大体可以描述磁通量变化和感应电流方向的关系，但是有没有更简洁和更具有普遍意义的描述？引导学生换一个角度思考这个问题，带领学生找到“中介”感应电流的磁场，让学生在表格中记录感应电流的磁场方向。

通过上面的探究对比，大家可以得出怎样的结论？

引导学生得出结论：磁通量增加时，感应电流的磁场与原磁场方向相反；磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。

教师引导学生分析感应电流的磁场对原磁通量的变化的作用，引导学生从阻碍的角度对它进行理解。

2.3 楞次定律

教师简单介绍楞次的生平，引导学生学习楞次敏锐的察觉能力和坚持不懈的精神。

2.3.1 内容

感应电流具有这样的方向，即感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

引导学生欣赏物理规律的简洁美。

教师提问：在楞次定律中大家觉得关键词是什么？（结论是阻碍变化）

2.3.2 对楞次定律的理解

教师启发引导：如何理解“阻碍”“变化”的含义：

①谁在阻碍谁的变化？感应电流的磁场阻碍原磁通量的变化。

②如何阻碍？当磁通量增加时，阻碍磁通量增加；当磁通量减少时，阻碍磁通量减少。带领学生最终总结出“增反减同”。

③能否阻止？延缓了增加和减少磁通量的时间。

2.4 楞次定律的应用

如图2所示，当条形磁铁插入线圈时，判断线圈感应电流方向。

老师通过实验验证学生判断的结果。

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图2 判断感应电流方向的实验

学生判断后，教师进行实验验证。并引导学生总结利用楞次定律判断感应电流方向的步骤，如图3。

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图3 判断感应电流方向的步骤

2.5 课堂拓展延伸

①教师在如图4的装置中演示改进的“落磁”实验，提出问题：为什么两个相同的小磁铁在相同长度的透明玻璃管中和铝管中下落的时间不相同？引导学生思考，并作为课后作业留给学生，为下一节课对楞次定律的深化应用做铺垫。

②请思考如何从能量守恒的角度理解楞次定律。

3 教学反思

楞次定律是高中物理教学中一节难上的课，特别是怎样引导学生从感应电流磁场方向和原磁场方向的关系角度判断感应电流的方向。在本节课的教学中，教师通过自制的教具演示引起学生探究感应电流方向的兴趣，在教学中教师大胆放手让学生通过小组合作的方式设计实验方案，在实验后分层引导学生对实验数据归纳总结，最终引导学生从感应电流磁场这个“中介”角度归纳感应电流方向所遵循的规律，取得了良好的教学效果。

参考文献：

[1]张大昌.普通高中课程标准实验教科书 物理 3-2[M].北京：人民教育出版社，2010.

[2]阎金铎.物理教学论[M].南宁：广西教育出版社，1997.

[3]中华人民共和国教育部.全日制义务教育物理课程标准（实验稿）[S].北京：北京师范大学出版社，2001.

[4]廖伯琴.物理探究式教学设计与案例分析[M].北京：高等教育出版社，2003.

[5]物理课程标准研制组.普通高中物理课程标准（实验）解读[M].武汉：湖北教育出版社，2004.

（栏目编辑 罗琬华）