论文部分内容阅读
摘要：以笔者对于楞次定律教学的改进为例，论述如何充分发挥实验在指导学生自由学习中的作用。
关键词：楞次定律；实验；自主学习；作用
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148(2011)8(S)-0059-2
笔者认为物理是以实验为基础的学科。我们的课堂应充分发挥实验的功效，无论是学生主体参与，还是自主探究，我们都要从学生的实际出发，从生活的源泉出发，设计出各种各样的实验，来激发学生的求知欲望，调动学生学习物理的兴趣，让学生能够从现象到本质，从具体到抽象，认识物理现象所蕴含的物理规律。下面以“楞次定律”一节教学为例，谈谈实验在课堂自主学习中的功效。
1 用实验设置疑问
上课开始后，首先给同学们出示下列器材，三根一米长直径约10cm的管子，一根是塑料PP管，一根是开槽的铜管，另一根是铜管，两根条形磁铁。先让学生进行猜想：将两根相同的条形磁铁从相同高度由静止释放，让它们分别通过PP管和封闭的铜管，则它们通过管子的时间是否相同(如图1所示)?然后再让两根条形磁铁从相同的高度由静止释放通过开缝的铜管与闭合的铜管，则它们通过的时间是否相同(如图2所示)?猜测是多种多样的，然后让几个同学上台亲自动手做这两个实验。来验证自己的猜想。
学生完成实验后，让他们汇报实验结果：第一个实验中磁铁通过PP管的时间比通过闭合铜管的短，第二个实验中磁铁通过闭合铜管时间比通过有缝铜管的时间长。对这一结果学生感到很新奇，满脸疑惑，从而激发了学生强烈的好奇心和求知欲望，迫切希望知道出现这种情况的原因是什么?让学生带着疑问听课，其听课时会全神贯注，效率会更高。
2 用实验进行检验
在进行楞次定律实验之前，先要知道电流表指针偏转方向与电流流向之间的关系，故要求学生先进行猜想，然后让学生设计实验进行检验。实验桌上提供给学生的器材有刻度在中央的电流表一只、旧干电池一节、电键一只、变阻器一只、导线若干。学生大都能设计出如图3所示的实验电路，并能亲自动手得出结论：电流从哪边接线柱流进，指针就往哪边偏转。
实验中让学生动手得出结论，比教师直接把结论告诉学生，其对知识的理解更深刻。掌握更牢固，运用更自如。如在楞次定律实验中，学生能很快根据电流表指针偏转方向来判定线圈中感应电流的方向，从而能迅速确定感应电流的磁场方向。
3 用实验尝试探究
要知道原磁场与感应电流产生的磁场之间的关系，课堂上可尝试让学生通过实验来进行，每两个学生发一个线圈，一根条形磁铁，一个指针在中间的电流表及两根导线，先让学生画好电路，如图4所示，设计好记录实验现象的表格，然后再进行实验，并将实验结果填在表格内。
经过实验探究。学生很快会根据表中记录的情况总结出结论，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。其B原与B感的关系，可以概括为“增反减同”，这就是楞次定律的内容所在。
接着可引导学生思考：上课开始做的第一个实验，条形磁铁为什么通过闭合的铜管比通过闭合的PP管要慢?为什么通过闭合铜管比通过有缝的铜管要慢?
学生能很快根据上面得出结论进行解释，对楞次定律的掌握也更加牢固。
接着可追问：感应电流的磁场要阻碍引起感应电流的磁通变化，能否阻止其变化?根据实验中磁铁下落的实验现象，学生很快清楚阻碍不是阻止，仅是延缓变化的过程。
4 用实验阐释现象
通过楞次定律的学习，可通过实验让学生运用楞次定律进行释疑。以巩固所学知识。
例1
现有一绝缘支架，左边有一闭合铝环。右边有一平衡重物，横梁水平，如图5所示。另有一条形磁铁，则当磁铁靠近闭合铝环和远离闭合铝环，我们可观察到什么现象?试用学过的知识解释之。
通过动手实验，可发现，磁铁靠近，铝环将远离磁铁，相反的过程，铝环将靠近磁铁。学生用楞次定律可很快解释上述现象：在磁铁靠近或远离的过程中，铝环中产生了感应电流，而感应电流的磁场要阻碍引起感应电流的原磁场的变化，故出现上述现象。
例2
如图6所示，现有一轻质弹簧，其下悬挂一条形磁铁，在磁铁的正下方放一内径较小的闭合铜环，将磁铁往下拉一段距离，让磁铁振动起来，观察放铜环后磁铁振动情况与不放铜环磁铁振动情况有什么区别?试分析其原因。
根据观察，学生会发现在磁铁正下方放一铜环后，磁铁振动的时间比不放铜环要短，即先停止振动。学生由楞次定律可知，由于磁铁的运动，使铜环中产生感应电流，其感应电流的磁场总要阻碍磁铁的运动，当磁铁向下运动时，感应电流的磁场对它有向上的作用力；当磁铁向上运动时，感应电流的磁场对磁铁有向下的作用力，从而使磁铁会很快停下来。从能量转换的角度看，未放铜环时，磁铁主要是克服空气阻力做功，其机械能与内能之间的转化。当其正下方放铜环后，磁铁除克服空气阻力做功外，还要克服磁场力做功，其一部分机械能要转化为铜环的内能，因而磁铁就会快速停止振动。
综上所述，在新一轮课程改革中，物理教学一定要注重实验教学，通过实验，让学生在自主学习，自主探究中激发兴趣，感悟自然界的各种自然现象，从而透过现象分析其本质及其客观规律，完成自主进行知识建构的过程。
(栏目编辑 王柏庐)
关键词：楞次定律；实验；自主学习；作用
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148(2011)8(S)-0059-2
笔者认为物理是以实验为基础的学科。我们的课堂应充分发挥实验的功效，无论是学生主体参与，还是自主探究，我们都要从学生的实际出发，从生活的源泉出发，设计出各种各样的实验，来激发学生的求知欲望，调动学生学习物理的兴趣，让学生能够从现象到本质，从具体到抽象，认识物理现象所蕴含的物理规律。下面以“楞次定律”一节教学为例，谈谈实验在课堂自主学习中的功效。
1 用实验设置疑问
上课开始后，首先给同学们出示下列器材，三根一米长直径约10cm的管子，一根是塑料PP管，一根是开槽的铜管，另一根是铜管，两根条形磁铁。先让学生进行猜想：将两根相同的条形磁铁从相同高度由静止释放，让它们分别通过PP管和封闭的铜管，则它们通过管子的时间是否相同(如图1所示)?然后再让两根条形磁铁从相同的高度由静止释放通过开缝的铜管与闭合的铜管，则它们通过的时间是否相同(如图2所示)?猜测是多种多样的，然后让几个同学上台亲自动手做这两个实验。来验证自己的猜想。
学生完成实验后，让他们汇报实验结果：第一个实验中磁铁通过PP管的时间比通过闭合铜管的短，第二个实验中磁铁通过闭合铜管时间比通过有缝铜管的时间长。对这一结果学生感到很新奇，满脸疑惑，从而激发了学生强烈的好奇心和求知欲望，迫切希望知道出现这种情况的原因是什么?让学生带着疑问听课，其听课时会全神贯注，效率会更高。
2 用实验进行检验
在进行楞次定律实验之前，先要知道电流表指针偏转方向与电流流向之间的关系，故要求学生先进行猜想，然后让学生设计实验进行检验。实验桌上提供给学生的器材有刻度在中央的电流表一只、旧干电池一节、电键一只、变阻器一只、导线若干。学生大都能设计出如图3所示的实验电路，并能亲自动手得出结论：电流从哪边接线柱流进，指针就往哪边偏转。
实验中让学生动手得出结论，比教师直接把结论告诉学生，其对知识的理解更深刻。掌握更牢固，运用更自如。如在楞次定律实验中，学生能很快根据电流表指针偏转方向来判定线圈中感应电流的方向，从而能迅速确定感应电流的磁场方向。
3 用实验尝试探究
要知道原磁场与感应电流产生的磁场之间的关系，课堂上可尝试让学生通过实验来进行，每两个学生发一个线圈，一根条形磁铁，一个指针在中间的电流表及两根导线，先让学生画好电路，如图4所示，设计好记录实验现象的表格，然后再进行实验，并将实验结果填在表格内。
经过实验探究。学生很快会根据表中记录的情况总结出结论，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。其B原与B
接着可引导学生思考：上课开始做的第一个实验，条形磁铁为什么通过闭合的铜管比通过闭合的PP管要慢?为什么通过闭合铜管比通过有缝的铜管要慢?
学生能很快根据上面得出结论进行解释，对楞次定律的掌握也更加牢固。
接着可追问：感应电流的磁场要阻碍引起感应电流的磁通变化，能否阻止其变化?根据实验中磁铁下落的实验现象，学生很快清楚阻碍不是阻止，仅是延缓变化的过程。
4 用实验阐释现象
通过楞次定律的学习，可通过实验让学生运用楞次定律进行释疑。以巩固所学知识。
例1
现有一绝缘支架，左边有一闭合铝环。右边有一平衡重物，横梁水平，如图5所示。另有一条形磁铁，则当磁铁靠近闭合铝环和远离闭合铝环，我们可观察到什么现象?试用学过的知识解释之。
通过动手实验，可发现，磁铁靠近，铝环将远离磁铁，相反的过程，铝环将靠近磁铁。学生用楞次定律可很快解释上述现象：在磁铁靠近或远离的过程中，铝环中产生了感应电流，而感应电流的磁场要阻碍引起感应电流的原磁场的变化，故出现上述现象。
例2
如图6所示，现有一轻质弹簧，其下悬挂一条形磁铁，在磁铁的正下方放一内径较小的闭合铜环，将磁铁往下拉一段距离，让磁铁振动起来，观察放铜环后磁铁振动情况与不放铜环磁铁振动情况有什么区别?试分析其原因。
根据观察，学生会发现在磁铁正下方放一铜环后，磁铁振动的时间比不放铜环要短，即先停止振动。学生由楞次定律可知，由于磁铁的运动，使铜环中产生感应电流，其感应电流的磁场总要阻碍磁铁的运动，当磁铁向下运动时，感应电流的磁场对它有向上的作用力；当磁铁向上运动时，感应电流的磁场对磁铁有向下的作用力，从而使磁铁会很快停下来。从能量转换的角度看，未放铜环时，磁铁主要是克服空气阻力做功，其机械能与内能之间的转化。当其正下方放铜环后，磁铁除克服空气阻力做功外，还要克服磁场力做功，其一部分机械能要转化为铜环的内能，因而磁铁就会快速停止振动。
综上所述，在新一轮课程改革中，物理教学一定要注重实验教学，通过实验，让学生在自主学习，自主探究中激发兴趣，感悟自然界的各种自然现象，从而透过现象分析其本质及其客观规律，完成自主进行知识建构的过程。
(栏目编辑 王柏庐)