楞次定律教學設計范文

時間:2023-05-06 18:22:13

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楞次定律教學設計

篇1

關鍵詞:活動探究式;教學設計;活動情境;設計思想 

中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1003-6148(2016)2-0004-4 

楞次定律”是高中物理電磁學部分的重要內容。從知識結構上來看,前面一節內容解決了感應電流產生的條件。那么,自然就有學生提出感應電流的方向如何判定、大小怎么求解的問題。感應電流方向的判定問題就是第三節要解決的問題。因此,感應電流的方向與引起感應電流的磁通量變化之間的關系是本節的教學重點。同時,由于規律本身比較抽象,學生沒有相應的生活經驗,所以又是教學的難點。根據新課程標準和學生的認知水平,采用“活動探究式”教學,即:創設問題情境—學生討論—猜想—設計實驗—探索實驗—分析實驗現象—建構楞次定律—結論應用。 

學情分析: 

學生已經掌握了磁通量的概念,并會分析磁通量的變化;已經知道了條形磁鐵的磁感線的分布;學生已經利用實驗器材(條形磁鐵、電流計、線圈等)研究感應電流產生的條件。 

教學方法:活動探究法。 

教學用具: 

分組實驗儀器:條形磁鐵、電流計、線圈、滑動變阻器、電鍵、雙環、導線若干; 

演示實驗儀器:鋁管兩根(1米)、強磁性球、鐵球、條形磁鐵。 

活動過程: 

活動1 演示實驗,激發學生的探索熱情,引入新課。 

教師演示“落磁實驗”(如圖1所示),將強磁性球和鐵球從同一高度由靜止自由釋放分別通過鋁管。為什么強磁性球比鐵球下落得慢呢?一下子就激發了學生的探索熱情,學生猜想可能是感應電流的磁場起了“阻礙”作用,教師順勢引入新課,學完楞次定律我們就能揭開這一奇妙現象的神秘面紗。 

圖1 落磁實驗 

活動2 分組完成雙環實驗,觀察記錄實驗現象,分析實驗現象,猜想“決定感應電流方向的因素”。 

學生分組實驗: 

探究目的:猜想決定感應電流方向的因素。 

實驗器材:雙環、條形磁鐵。 

實驗裝置:如圖2所示。 

圖2 雙環實驗 

師:哪個鋁環能產生感應電流,怎樣使它產生感應電流? 

生:閉合的鋁環才可能產生感應電流,只要改變通過它的磁通量就可以使它產生感應電流。 

實驗方案設計: 

師:如何設計實驗才能證明其中確實有感應電流呢?下面請同學們分組討論,一會兒請同學匯報討論的結果。 

生:磁鐵的一極靠近或遠離閉合鋁環時,鋁環產生了運動,這種運動是磁鐵的磁場對環中產生的感應電流的作用,這就證明了環中有感應電流產生。 

師:那么,我們再討論一下磁鐵靠近或遠離閉合鋁環時感應電流的方向如何確定? 

生:環中感應電流相當于小磁針,可根據運動情況和右手螺旋定則判斷。 

觀察與記錄(如圖3所示): 

圖3 雙環實驗探究 

學生分析猜想:感應電流的方向與原磁場的方向、磁通量的變化有關。感應電流的磁場阻礙原磁通量的變化(增反減同,來拒去留)。 

活動3 分組實驗,進一步驗證學生在活動2中猜想“決定感應電流方向的因素”的正確性。實驗探究,觀察、記錄、分析實驗現象,構建楞次定律。 

師:如何才能知道電流計指針偏轉方向與電流流向之間的關系? 

是否可以通過實驗來確定?(學生先思考,再分組討論,設計實驗方案) 

生:將電源、電鍵、滑動變阻器、靈敏電流計用導線構成閉合回路,根據電源正接和反接兩種情況下電流計指針的偏轉,即可判定電流方向與指針偏轉方向之間的關系。 

學生分組實驗:學生按如圖4所示接好電路,探究指針偏轉方向與電流流向之間的關系,并總結得出結論。 

學生:電流從電流計的左接線柱流入,指針向左偏轉;電流從電流計的右接線柱流入,指針向右偏轉。 

學生分組實驗進一步驗證活動2中學生的猜想。 

探究目的: 

1)感應電流的方向與原磁場的方向有什么關系? 

2)感應電流的方向與磁通量的變化有什么關系? 

實驗器材:條形磁鐵、螺線管、靈敏電流計。 

實驗電路:如圖5所示。 

觀察與記錄(如圖6所示): 

師:可以根據以上實驗現象概括出感應電流的方向與磁通量變化的關系嗎? 

生:很難。 

師:是否可以通過一個中介——感應電流的磁場來描述感應電流與磁通量變化的關系? 

生:可以。磁鐵磁場的變化在線圈中產生了感應電流,而感應電流本身也能產生磁場,感應電流的磁場方向既跟感應電流方向有聯系,又跟引起磁通量變化的磁場有關系。 

師:請同學們根據實驗觀察來分析三者之間的關系。 

學生分析結果展示(如表1所示): 

學生歸納總結,自然建構楞次定律。 

楞次定律:感應電流具有這樣的方向,就是感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。 

活動4 深入理解楞次定律,從不同角度來分析“阻礙”的含義。 

師:誰起阻礙作用?(如圖7所示): 

生:感應電流的磁場。 

師:阻礙什么? 

生:引起感應電流的磁通量的變化。 

師:如何阻礙? 

生:增反減同。 師:能否阻止? 

生:否,只是使磁通量的變化變慢。 

師:阻礙的方式還有哪些? 

生:“來拒去留”感應電流的磁場總要阻礙相對運動。 

生:從線圈面積變化看:“增縮減擴”。 

活動5 實例分析,程序知識顯性化,建構應用楞次定律解題的一般思維程序。 

例題 法拉第最初發現電磁感應現象的實驗如圖8所示,軟鐵環上繞有A、B兩個線圈,當A線圈電路中的開關斷開的瞬間,電流計中的感應電流沿什么方向? 

師:閉合回路中原磁場的方向? 

生:順時針。 

師:開關斷開瞬間,原磁通量如何變化? 

生:減小。 

師:感應電流的磁場方向如何? 

生:順時針。 

師:電流計中感應電流的流向? 

生:向左。 

師:請同學們歸納總結出應用楞次定律解題的一般思維程序? 

學生進行小組討論,成果展示,如圖9所示。 

活動6 應用楞次定律解釋“落磁”實驗現象,首尾呼應,結束新課。 

師:是什么阻礙了磁性球的下落? 

生:感應電流的磁場。 

學生應用楞次定律解釋“落磁”實驗現象,親手揭開了這一奇妙現象的神秘面紗,體會到成功的喜悅。 

設計意圖: 

教師利用教科書提供的素材,設置富有探究性的活動情境,以情激趣,引導學生觀察、分析實驗現象,合作交流,尋找共性,歸納和總結規律,達到楞次定律的自然生成以及應用楞次定律解決實際問題的能力。 

興趣是最好的老師。因此,在楞次定律的活動教學設計中,通過“落磁”引入新課,激發學生的探索熱情。不斷創設生活化和富有探究性的問題情境,以情激趣,引導學生通過自主活動探究,體驗用感應電流判定方法引入楞次定律的建構過程,建構楞次定律解題的思維程序以及逐步揭示楞次定律的本質。在整個活動教學過程中:教師不再是演員,而是導演;學生不再是觀眾,而是主角。教師充分發揮學生的主動性,讓他們自主地參與到活動探究中去,真正做課堂的主人,使課堂充滿生命力。 

參考文獻: 

[1]胡東芳,孫軍業.困惑及其超越—— 解讀創新教育[M].福州:福建教育出版社,2001. 

篇2

楞次于1833年首次提出確定感生電流方向的定律,人們將這一定律命名為“楞次定律”.“楞次定律”的出現向人們闡述了能量守恒定律和轉換定律也適用于電磁現象.楞次說“假設一個金屬導體在一電流或者一磁體附近運動,則在金屬導體內部將會產生電流,電流的方向是這樣的:如果導體原來是靜止的,它會使導體產生一運動,正好與該導體現在的運動方向相反,如果該導體在靜止時有向該方向或其反方向運動的可能的話”.

1 知識維

我們知道知識是由實質、形式以及旨趣三個維度組成,人類學習知識是通過了解知識的形式、理解知識的旨趣,認識到知識的實質的過程.人們通過知識維對知識的實質進行探究,知識的實質是在實踐的經驗上新舊知識的相互融合,不斷進步.知識維包括事實性、概念性、程序性、元認知等各種知識,通過認知過程維度對知識進行學習,它的學習過程應包括以下幾個方面:記憶/回憶、理解、應用、分析、評估、創造,通過這個過程的學習,可以讓人們牢固的掌握知識.

2 通過知識維指導進行楞次定律教學設計的方法

自高中新課程實施以來,中學物理的探究性教學研究一直如火如荼地進行,并在實踐和理論方面都有了很大的進展.郭玉英提出了探究!建構式教學設計模型,對物理學本質、包括科學探究、概念轉變教學策略、情境認知與學習理論以及系統教學設計理論進行了理論分析,把教學中的科學探究和知識的建構有機統一起來.

2.1 設計教學思路

楞次定律的教學以知識維作為教學思路設計的理論指導,整個教學將是以學生為主體,學生先對整個楞次定律進行客觀、全面的了解,學生根據實際內容展開探究活動,然后對探究的結果進行總結評價;另一方面,學生要根據探究的結果建立相關理論和聯系,對楞次定律的概念有非常明確的了解認識.通過這樣的探究建構式教學可以充分調動學生的積極性和主動性,可以將知識牢固掌握.

2.2 教學過程

2.2.1 學生對楞次定律進行理解、認識

在進行楞次定律教學之前,教師可以將定律的內容通過實物演示的方式向學生展示,將線圈和演示電流計連接起來,演示當磁鐵拔出、插入的時候,讓學生觀察電流計指針擺動的情況.學生了解當線圈內磁通量出現變化會有感應電流產生,教師可以提出問題:

(1)當磁鐵拔出、插入的時候,電流指針是向哪個方向偏轉?

(2)磁鐵兩極對換后,當磁鐵拔出、插入的時候,電流指針是向哪個方向偏轉?

學生根據老師的演示發現,在這兩種情況下電流計指針偏轉的方向是不一致的,老師可以繼續提問:

(1)當磁鐵拔出、插入的時候,線圈有什么變化?

(2)電流計指針發生偏轉,說明電路中存在電流,這種電流[HJ1.5mm]被稱之為感應電流,但是不同情況下,指針的偏轉方向不同,這說明什么?

學生根據討論可以得到答案,當磁鐵插入、拔出線圈時,線圈內部的磁通量會有所變化,而電流計指針之所以偏轉的方向不同,是因為感應電流的方向不同.

2.2.2 學生應用定律內容展開探究

教師讓學生進行分組試驗,在進行試驗前,老師應該明確此次試驗的目的和需要研究的具體內容:研究感應電流的方向與磁通量變化的關系.研究的具體內容包括:磁通量以及感應電流的方向.

(1)感應磁場的方向需研究的內容:觀察指針偏轉的方向、記錄感應電流的方向、得出感應磁場方向變化的規律.

(2)磁通量變化需研究的內容:觀察磁鐵插入、拔出時的磁極、記錄磁通量的變化過程.

教師再次引導,我們要探究的不是實驗的表面現象,而是從現象發掘本質,我們通過研究磁鐵的插入、拔出和電流計指針偏轉方向的關系可以得出什么結論呢?由此提出焦點問題:引起感應電流的磁通量的變化和感應電流磁場的方向之間有什么關系?

2.2.3 學生進行分析總結

通過一系列的試驗,學生對磁通量的變化以及感應磁場方向有了清晰直觀的認識,但是這些直觀的認識還不是最終的結果,學生要以書面的形式表達出這些變化存在的規律.如果學生能夠將規律清晰的表達出來,說明他們是真正弄懂了這些.如果學生在進行總結的時候,還有一些疑問,老師可以對其進行一些引導,讓學生有更深刻的認識.

2.2.4 通過思考進行理論創造[HJ1.31mm]

篇3

理解楞次定律的內容,初步掌握利用楞次定律判斷感應電流方向的方法;

能力及情感目標

1、通過學生實驗,培養學生的動手實驗能力、分析歸納能力;

2、通過對科學家的介紹,培養學生嚴肅認真,不怕艱苦的學習態度.

3、從楞次定律的因果關系,培養學生的邏輯思維能力.

4、從楞次定律的不同的表述形式,培養學生多角度認識問題的能力和高度概括的能力.

教學建議

教材分析

楞次定律是高中物理中的重點內容,由于此定律所牽涉的物理量和物理規律較多,只有對原磁場方向、原磁通量變化情況、感應電流的磁場方向、以及安培定則和右手螺旋定則進行正確的判定和使用,才能得到正確的感應電流的方向.所以這部分內容也是電學部分的一個難點.為了突破此難點,可以通過教學軟件,用計算機進行形象化演示,將變化過程逐步分解,通過設疑——突破疑點——理解深化,由淺入深的進行教學.

教法建議

在復習部分,先讓學生明確閉合電路的磁通量發生變化可以產生感應電流,用計算機動態模擬導體切割情景,讓學生順利地用右手定則判斷出感應電流的方向,馬上在原題的基礎上變切割為磁場增強,在此設疑:用這種方法改變磁通量所產生的感應電流,還能用右手定則判斷嗎?如果不能,我們應該用什么方法判斷呢?使學生帶著疑問進入新課教學中去.

在新課教學部分,充分運用學生實驗和媒體資源分析相結合的教學方法,幫助學生自己發現規律,了解規律,所設計的軟件緊密聯系實驗過程,將動態演示和定格演示相結合,做到動中有靜,靜中有動,以達到傳統教學方法所不能達到的效果.另外,在得到規律之后,為了突破難點,首先利用軟件演示和教師講解相結合的方法幫助學生理解“阻礙”和“變化”的含義,然后重現剛才學生實驗的動態過程,讓學生自己總結出利用楞次定律判斷感應電流方向的步驟,并提供典型例題,通過形成性練習,使學生會應用新知識解決問題.

在對定律的深化部分,將演示實驗、學生討論、軟件演示有機的結合起來,使學生從力學和能量守恒的角度加深對楞次定律的理解.

建議本節課的教學方法為現代化教學手段---計算機與傳統的教學方法進行有機的結合,以實現教學過程和效果的優化為宗旨,采用計算機模擬動態演示、學生實驗討論、教師講解的方式達到預定的教學目標.設計的軟件緊扣教學目標,為完成教學任務服務,充分突出現代化教學手段的優勢.

楞次定律的教學設計方案

一、教學目標

1、理解楞次定律的內容

2、理解楞次定律和能量守恒相符合

3、會用楞次定律解答有關問題

4、通過實驗的探索,培養學生的實驗操作、觀察能力和分析、歸納、總結的邏輯思維能力.

二、教學重點:對楞次定律的理解.

三、教學難點:對楞次定律中的“阻礙”和“變化”的理解.

四、教學媒體:

1、計算機、電視機(或大屏幕投影);

2.、線圈、條形磁鐵、導線、干電池、蹄形磁鐵、靈敏電流計、楞次定律演示器.

五、課堂教學結構模式:探究式教學

六、教學過程:

復習:

1、提問:產生感應電流的條件是什么?

電腦演示例題:請同學回憶右手定則的內容,并判斷閉合電路的一部分導體切割磁感線時所產生感應電流的方向.

引入:

電腦設置新情景并提出問題引起學生思考:如果用其它方式改變磁通量,從而產生感應電流,如何判斷感應電流的方向呢?

新課教學

(一)、通過舊知識給出新結論:

即利用右手定則判斷閉合電路的一部分導體切割磁感線而產生的感應電流的方向給出結果:

當原磁通量增加時感應電流的磁場與原磁場方向相反;

當原磁通量減少時感應電流的磁場與原磁場方向相同.

(二)、學生實驗:實驗內容見附表一.

實驗準備

1、查明電流表指針的偏轉方向與電流方向的關系,搞清螺線管導線的繞向.

2、通過學生分析實驗結果和電腦的演示,使學生發現自己的實驗結果與上述結論相一致.

當穿過閉合電路的磁通量發生變化時,電路中就有感應電流產生.現在,我們再來根據實驗的結果來得出判斷感應電流方向的規律.由于電流方向和它所形成的磁場方向是有確定的規律的,因此,如果能夠確定感應電流的磁場的方向,便能夠確定感應電流的方向.

附表:

動作

原磁場方向

(向上、向下)

原磁通量變化情況

(增大、減小)

感應電流方向

(俯視:順、逆時針)

感應電流磁場方向

(向上、向下)

與方向的關系(相同、相反)

極向下插入

極不動

極向上抽出

極向下插入

極不動

極向上抽出

(三)、楞次定律內容的教學部分:

1、通過前人所做實驗的大量性來說明此結論的普遍性.

2、通過電腦軟件模擬實驗過程,進一步分析實驗的結論,根據實驗現象所反映的物理本質的規律,請學生得出確定感應電流方向的具有普遍意義的規律并加以敘述,教師予以評價、修正,在此基礎上得出楞次定理的完善表述.得到楞次定律的內容:

電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化

3、通過電腦演示,使學生進一步理解“阻礙”和“變化”的含義.

感應電流的磁場總是要阻礙引起感應電流的磁通量的變化,而不是阻礙引起感應電流的磁場.因此,不能認為感應電流的磁場的方向和引起感應電流的磁場方向相反.

這里的“阻礙”體現為:當引起感應電流的磁通量增加時,感應電流的磁場方向與引起感應電流的磁場方向相反,感應電流的磁通量阻礙了引起感應電流的磁通量的增加;當引起感應電流的磁通量減少時,感應電流磁場方向與引起感應電流的磁場方向相同,感應電流的磁通量阻礙了引起感應電流的磁通量的減少;當回路中的磁通量不變時,則沒有“變化”需要阻礙,故此時沒有感應電流的磁場,也就沒有感應電流.

(四)、楞次定律的應用教學部分:

通過軟件教學模擬實驗過程,并加以引導,使學生獨立思考:

總結出利用楞次定律判斷感應電流方向的步驟.

練習部分:

⑴方形區域內為勻強磁場,在矩形線圈從左到右穿過的整個過程中,判斷感應電流的方向

⑵無限長通電直導線旁有一個矩形線圈,當線圈遠離直導線時,判斷感應電流的方向

⑶A、B兩個線圈套在一起,線圈A中通有電流,方向如圖,當線圈A中的電流突然增強時,B中的感應電流方向如何?

(五)、定律的深化部分:

1、楞次定演示器進行演示實驗引起學生的思考.

2、通過學生的討論和電腦軟件的演示對實驗現象進行分析,得到實驗現象產生的原因.

3、深化:

從導體和磁體的相對運動的角度上看:電磁感應的效果是阻礙它們的相對運動;

②楞次定律是能量守恒定律在電磁感應現象中的具體表現.

從能量轉換的角度來分析:螺線管中用楞次定理得出的感應電流所形成的磁場,在螺線管上端為極,這個極將排斥外來的條形磁鐵的運動,條形磁鐵受此排斥力的作用而運動速度逐漸減小,即動能要減少;要維持其運動速度則需要有外力對磁鐵做功.可見,電磁感應現象中線圈的電能是外部的機械能通過做功轉化而來的.因此,楞次定理與能量轉換與守恒規律是相符合的.

反之,我們可以設想一下,若感應電流方向與用楞次定理判斷得出的方向相反,則螺線管的磁場將與條形磁鐵相互吸引,這樣條形磁鐵的速度會愈來愈大.也就是說在電路獲得電能的同時,磁鐵的動能也增加了.這時,對于電路和磁鐵組成的系統來說,它將找不到是由什么能量轉化而來的,電能和動能是憑空產生了,這顯然與自然界最基本的規律之一—能量守恒定律相違背.

(六)、小結:

總結楞次定律的三種表述方式:

表述一:感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化;

表述二:導體和磁體發生相對運動時,感應電流的磁場總是阻礙相對運動;

表述三:感應電流的方向,總是阻礙引起它的原電流的變化;

作業:書后練習

(七)、板書設計:

楞次定律及其應用

內容:

感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化,這就是楞次定律.

應用:

判斷感應電流方向的步驟:

1確定原磁場方向;

2判斷穿過閉合電路磁通量的變化情況;

篇4

隨著現代信息化技術的不斷發展與進步,信息化技術被廣泛應用于現代教學事業中,并發揮了重要的作用。在高職院校中,物理課程是十分重要的課程內容之一,引進信息化技術參與教學是實現物理教學水平不斷優化的重要教學模式改革。本文簡要就高職院校物理課程中《電磁感應現象》一課的教學中對于信息化技術的應用進行分析,以期為促進高職物理課堂教學設計中對于信息化技術的應用優化提供參考,實現教學水平的不斷提升。

關鍵詞:

信息化視野;高職物理;課堂教學設計

現代信息化技術是社會經濟與科學技術不斷發展下的重要產物,在教育改革與教學模式改進不斷推進的情況下,信息化技術引進并深入到現代教育教學中,為教學設計提供了全新的方向。為實現高職院校的物理教學設計水平的不斷提升,合理利用現代信息技術與資源實現教學設計是十分重要的。其主要應用模式是依靠信息化技術對教學中的現有問題進行深入分析,制定教學目標與教學策略。同時還應當利用信息化技術下發展的教學媒體進行教學展開。

1《電磁感應現象》的總體教學策略

《電磁感應現象》是高職物理課程中的重要教學內容,該部分知識內容的較為抽象,學生學習存在困難。在展開正式教學之前,教師應當明確該部分內容的教學目標為學生對“楞次定律”的初步掌握,并能依靠該定律實現電流方向的判斷。同時,還應當對學生的實驗觀察與分析能力進行培養。另外,教師還應當明確該部分課程教學的重點為楞次定律探究,而難點是磁場與元磁通量之間的關系。另外,在課程展開之前,教師還應當積極引進現代化信息技術來進行教學總體策略的制定。這需要教師改變傳統的教學模式與空間限制,盡量在學校機房內完成教學,將電腦與實驗相關儀器進行個人或小組分配。之后在正式教學過程中,將理論、實驗以及信息化技術進行結合完成教學。同時,在課下利用微信APP等加強與學生之間的教學交流。除此之外,教師還應當充分利用信息化技術進行實驗視頻或者模擬動畫的制作,實現將抽象知識具體化的轉變,最終實現在信息化技術引導下的該課程學習。

2高職物理課堂教學的設計策略

2.1課前知識內容預習中的信息技術應用

教師在教學中可以充分利用信息技術來進行教學空間的創建,為教學開拓全新的方向與實現方式。在進行《電磁感應現象》的教學時,教師可以首先將與課程相關的“小鋁環之間的神奇現象”這一實驗視頻上傳至教學空間中,并要求學生在課前進行視頻觀看,以此激發學生的學習興趣。另外,在這一教學空間中,教師還應當設立專門的實驗討論區,讓學生在對該部分課程內容進行預習之后在該空間內進行進度匯報。同時還應當鼓勵學生在視頻觀看后及時發表想法,就實驗原理進行探討。

2.2教學引入中的信息化技術應用

在課程理論正式講解之前,教師還應當再一次地在課堂上進行小鋁環實驗的操作演示。之后將學生進行合理分組,分組方式主要以在教學空間中針對該實驗觀點不一致的學生為一組。然后讓小組學生進行觀點探討,并制定相應的總結PPT。之后教師再邀請學生分組上臺進行PPT演示,最后引導其他小組的學生進行點評與問題提出。由教師進行觀點總結,推出該課程主題。

2.3楞次定律探究中的信息化技術應用

首先,教師應當在網上找到楞次定律探究實驗進行上傳,讓學生首先進行實驗視頻的觀看。之后教師再將實驗所需的條形磁鐵、線圈以及導線等分配到學生或小組手上,要求學生根據實驗視頻進行完整的實驗操作,并就實驗操作中的現象進行記錄與分析。在這過程中,教師應當重點引導學生就感應電流的流動方向進行探究,并進行相關的問題提出。在這里學生大都會就磁場和元磁通量之間的關系進行疑問提出,教師應當引導學生對這一疑問進行分析與探討。之后,教師還應當讓學生觀看實驗的模擬動畫,在這一模擬動畫的設計中應當滿足學生能依靠鼠標進行感應磁場與電流等的自由選擇,并在學生選擇后將原本抽象的磁感線與電流標識出來。同時學生在進行磁鐵移動的過程中也能將磁通量的實際變化情況進行展示。在學生自主操作后已經具有基本的理論知識之后,教師還可應當學生在操作過程中加快磁鐵移動速度,對電流變化進行觀察。這主要是為之后學生進行電動勢學習鋪墊基礎。另外,在以上實驗操作與探究結束之后,教師還應當引導學生進行該定律的原理總結,并從加強學生的知識理解能力方面進行方法傳授。例如“來、據、去、留”這一口訣的運用以及右手定則的運用等。

2.4知識鞏固環節的信息化技術應用

在課后的知識鞏固階段,教師應當在教學空間中進行概念例題的上傳,讓學生完成例題并上傳,以此來對學生的實際學習情況進行掌握。同時就小鋁環實驗要求學生進行進一步的實驗總結,并就預習時提出的相關問題進行解答。最后,由于物理課程的學習始終是服務于生活實際,所以教師還應當在課后鼓勵學生通過網絡搜索來進行知識應用與發現。

2.5教學評價環節中的信息化技術應用

教學評價是實現教學反思與教學質量優化的重要措施。教師應當在課程開展之前就進行相關的評價問題準備,并要求學生在課程結束之前統一就評價問題進行在線完成。其主要包括了學生自我學習評價、學生間的相互學習評價、教師針對學生的學習情況的評價以及學生對于教師教學的建議。

3結語

隨著高職院校教學改革的不斷推進,傳統的教學模式弊端已經逐漸顯現,只有不斷引進現代化信息技術,實現多元化的信息教學才能滿足當前的教學需求,實現教學水平與質量的進一步提升。所以,高職物理教師應當積極轉變教學觀念,加強對現代化信息技術的引進。利用現代化信息技術從課程預習、內容引進、相關內容與理論的深入探究以及知識鞏固與評價等多方面實現教學設計。只有這樣,才能進一步實現教學質量與水平的提升。

參考文獻:

[1]李豆.信息化環境下高職院校大學物理教學初探[J].全國商情,2014,16:39-40.

[2]馮琳佩.探究信息化視野下高職英語教學設計[J].黑龍江教育學院學報,2015,12:166-167.

[3]劉淑娟.翻轉課堂在高職物理中的應用[J].亞太教育,2016,05:272.

篇5

1.創設問題情境

學生探究學習的積極性、主動性,往往來自于一個充滿疑問和問題的情境。創設問題情境,就是教師在教材內容和學生求知心理之間制造一種“不協調”,把學生引入一種與問題有關的情境的過程,通過問題情境的創設,使學生明確探究目標,給思維以方向;同時產生強烈的探究欲望,給思維以動力。例如,在進行“導體電阻與哪些因素有關”的教學過程中,教師可以這樣來設計:

問題情景1:先在課桌上放置兩種不同規格的燈泡:“220V 100W”和“220V 15W”,比較它們在正常工作時的亮暗情況,初步思考造成這一結果的原因?

問題情景2:讓學生去觀察、比較兩個燈絲的外部特點,猜想一下導體電阻的大小與哪些因素有關?

問題情景3:如何設計一個實驗證明你的猜想的正確性?實驗中需要哪些器材?

問題情景4:想象一下導體的電阻還可能與哪些因素有關?然后在教師引導下進一步研究電阻與溫度的關系。

對于問題情境中所隱含的“問題”,教師不要簡單地直接給出,而應該讓學生在學習實踐活動中自己去發現、去提出。學生自己發現問題更貼近其思維實際,更能引發其探究。

2.自主探究,自主意義建構

在新知識學習過程中,教師無法代替學生思考,更代替不了幾十個有差異的學生的思維。學生通過動手“學物理”、動腦去“想物理”,自主探究,體驗獲得知識形成過程的積極的情感體驗。自主探究的目的,不僅在于獲得物理知識本身,而且在于讓學生在自主探究的學習過程中獲得科學探究的方法,從而增強學生的自主學習意識,培養學生的主動探索精神和創造能力。

例如,學過楞次定律后,研究“鋁管中磁性小球的下落規律”。把兩只外形完全相同的小球分別從豎直放置的鋁管上端放下,一只小球很快地從下端掉出,而另一只要等數秒后才從下端管口落出。根據這一實驗背景,我對學生提出以下問題供學生探究:(1)若就此課題進行研究,你將提出和論述哪些問題?需要進一步做哪些實驗?(2)你猜一猜出現這種奇怪現象的原因是什么?(3)請分析小球進入鋁管后運動狀態的變化過程。能否建立一種物理模型?(4)能否用實驗來驗證假設?你提出的實驗方案是什么?需要測量哪些物理量?如何測量?(5)給你電火花計時器的一套裝置,能否用它來研究小球的運動情況?如何進行實驗,記錄數據,并分析實驗結果。如果用圖像分析的話,需要測出哪些物理量?

這樣的設計比單純地從理論的角度分析更能讓學生接受,關鍵是讓學生親身參與探索實踐活動,并獲得對新知識的積極的情感體驗,以及自主探究、合作交流的能力。學生的動手能力,分析、判斷、推理、論證的能力得到進一步的培養。

3.合作交流,優化意義建構

所謂合作交流,是指在自主獨立探究的基礎上,學生在小組內或班級集體范圍內,充分展示自己的思維方法及過程,揭示知識間內在規律和解決問題的方法、途徑。學生在合作交流中學會相互幫助,實現學習互補,增強合作意識,提高合作能力,分享探究性學習的成果。

例如,在學完“動量”一章以后,學生對火箭的內容很感興趣,五個學生(三男二女)自發組成了一個“研制水火箭”的研究小組。該課題需要進行原理分析、實驗制作、測量、總結交流等,研究小組學生分工合作,各展所長,協作互補。其中一位學生擔任組長,全面負責課題組的活動安排,包括實驗地點、活動內容確定,時間部署、人員分工等全方位的工作,是小組活動的總指揮。另外,還有一名副組長、兩名操作員、一名記錄員。首先研究小組集體論證,根據課題的性質和所要達到的目標,制訂方案,確定研究方法,制訂具體實施步驟。課題組成員通過查閱資料、學習與咨詢、實驗制作、綜合分析,通過大量的理論論證和實驗成敗的經驗教訓,研究小組一致認為,制作中應考慮四個方面的原理:(1)加水――動量守恒;(2)打氣――增壓;(3)發射――作用力與反作用力;(4)尾翼的作用――控制方向。設想用普通600 mL塑料飲料瓶,在里面注入水后,對瓶內空氣進行加壓,利用水向下高速噴出使“火箭”作反沖運動來制作水火箭。研究小組在實際操作過程中遇到了問題:(1)“火箭”底塞材料的選用。(2)給瓶中空氣加壓的問題亟待解決。(3)使“火箭”飛得更高、更穩定的途徑。通過近一個月的細心研究和精心制作,研究小組最終成功地制作了水火箭模型,并在交流會上獲得教師和學生們的一致好評。研究小組的記錄員感慨地說:“活動中我學會了如何利用網絡查閱資料,從組長那里學到了對問題的正確判斷和決策,從操作員那里學到了如何提高動手能力,實際的研究過程讓我積極主動地配合其他小組成員,形成了默契,交流的過程鍛煉了我的表達能力。通過交流、研討,學會了與別人分享成果,學會了欣賞和發現他人的優點,學會了理解和寬容,學會了客觀地分析和辯證地思考。”

4.引導探究,創新提高

引導探究,就是將所學的知識在教師的引導下,運用于解決問題的探究實踐之中,全面培養學生綜合運用所學知識的能力、搜集和處理信息的能力。重點強調學生解決問題是一個探索的過程,不是一個簡單地用現成的模式解決問題的過程。讓學生在自主探究的實踐中了解實際問題中的各種關系,這對培養和提高學習實踐能力和創新精神具有重要意義。

例如“楞次定律”的教學中,傳統的教學設計和課堂教學是:教師演示實驗學生觀察實驗教師引導學生分析實驗現象得出楞次定律講解例題課堂訓練課后鞏固練習。從效果上看,學生也能應用楞次定律來判斷感應電流的方向,但從發展的角度看學生還是處在被動接受知識和被動發展的位置上,充其量只能算“學會”,不能算“會學”。現改用探究性學習的方法,課堂教學設計是這樣的:創設問題情景學生討論、猜想設計實驗探索實驗(將演示實驗改變為學生自己做探索性實驗)分析實驗現象得出楞次定律課堂講練課堂練習。教學中主要讓學生動腦、動手、動口,引導他們自己得出楞次定律。這樣處理不僅重視知識的獲得,而且重視學生獲取知識的過程與方法,更加突出了學生的學,學生學得主動、學得積極。學生活動約占課時的一半以上,課堂氣氛比較活躍,真正體現了“教為引導,學為主體”的思想,發展了學生的思維能力、創造能力。

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[關鍵詞] 電工基礎 多媒體技術 學習興趣

一、電工基礎課教學中多媒體技術的應用體會

《電工基礎》內容概念多,原理抽象,難懂難學。教師除了運用傳統的課堂上向學生講授知識,學生記筆記,做練習,考試等方法外,還要有意識地運用多媒體電腦軟件制作電教幻燈投影、圖片等,以激發學生的學習興趣。多媒體計算機輔助教學,極大地豐富和發展了教師的表達方式和內容,很多過去難以形象說明的公式、原理、定律,借助多媒體技術可以清晰表達,其生動、豐富的畫面,美妙動聽的音樂效果非常吸引學生,從而廣泛地刺激學生的注意力,較好地調動了學生積極性。

1.電工基礎教學中的演示實驗有的做起來很麻煩,所以在鞏固練習時或復習時很少有機會重復做。例如:在磁與電磁章節的“楞次定律”教學中,研究金屬線圈中的磁通變化產生感應電流規律時,由于這節課是重點又是難點,所以教師采取的方法是先演示金屬線圈中插入磁鐵產生感應電流使外接電流計指針發生偏轉;再讓學生做實驗,學生先做金屬線圈插入和拔出磁鐵,觀察感應電流方向,然后調換磁鐵極性重復插入和拔出金屬線圈,觀察感應電流方向這幾個實驗,最后根據實驗總結感應電流方向判斷的規律――楞次定律。由于課堂教學的時間是有限的,所以有的學生完不成全部試驗或不能正確判別出感應電流方向,這將影響了實驗的目的和效果。因此,筆者制作了楞次定律CAI課件,以多媒體動畫的形式“模擬”演示電流和磁場變化的全過程,使靜止變運動、使間斷變連續,而且演示的速度可以任意控制。適時地放在投影儀上進行“模擬”實驗,就能在學生實驗的基礎上幫助學生理解重點,順利地突破難點,從而提高教學效果。像“電流的形成”、“感應電流交流電流與電壓的超前之后關系”等實驗也可以采取“模擬”演示的方法將抽象問題形象化提高教學的效果。

2.利用多媒體“改變時空”的作用。在電工基礎教學中,有時需要教師舉出許多生活實例,讓學生在頭腦中復現許多生活現象,而那些生活現象有些學生能及時的想到,而有些學生可能忘記或是在平時根本就沒注意,這樣就影響了教師的講課。如果教師適時地利用電教媒體的“改變時空”即“化遠為近”的獨特作用,適時地利用多媒體技術,播放上一段近代的、過去的、現實生活的教學錄像片,就能提高教學的效果和活躍課堂氣氛。在復習時,因時間延長而遺忘是不可避免的,有的實驗又不適宜重復做,尤其是在復習課時更不可能把平時教學時的演示實驗都重做一遍。然而,利用多媒體的“復現”特點就可以達到復習的目的,既節省復習時間又提高復習效果。例如:在勻強磁場中金屬線框轉動切割磁力線產生感應電流的實驗,在復習時就可以播放發電機工作原理動畫教學參考片來達到復習實驗的目的,提高復習課的效果。

3.利用多媒體“信息反饋快”的特點。在電工基礎教學中,師生之間要靠信息進行交流,教師要得到學生掌握知識的信息,必須進行檢測,而傳統的檢測方法具有很大的局限性,如果利用多媒體技術輔助課堂教學就可以克服和彌補這種局限性。例如,在電工基礎的電路連接的教學中,讓學生按電路圖連接實驗圖的練習中,就可以讓每個學生在練習本上畫出來,然后,教師可以有目的地選擇正反不同的結果放在實驗投影儀上,進行分析和講解,效果明顯優于不用電教媒體的。

二、電工基礎可應用多媒體的誤區規避

1.應規避死板地演示電子教案

多媒體源于媒體,高于媒體,具有集多種媒體的功能于一身,綜合運用多種媒體功能的能力,實現了信息載體的多元化,同時具有更好的交互性。只有根據它自身的特點制作出來的課件并合理地應用到教學中去,才能談得上是多媒體的應用,而在實際教學中,不少教師只是用多媒體來放電子課件、放一段教學錄像或放投影片,這樣僅把多媒體當作單一媒體使用,就難以充分發揮多媒體的巨大功能,與其它媒體在教學效果上相比也只是量的變化,而沒有質的提高,同時也是對教學資源的浪。

2.應規避只求形式不重視教學設計

在教學實際中,不恰當地應用電教媒體的典型表現,是教師備課時沒有經過周密的考慮,精心的設計,只是盲目使用,圖表面熱鬧而不注重解決實際問題。對于使用何種媒體、何時使用、使用多長時間,心中無數,這樣,不但起不到優化課堂教學結構的作用,有時還會造成教學與手段脫節,達不到預期效果。一些公開課中制作的多媒體課件,有的只是簡單的文字加圖片,為多媒體而多媒體;有的從出示教學目標,講授新課一直到達標檢測,幾乎每一個環節都用上了電腦。表面上看是運用了現代教學手段,而實際上仍然是傳統的“灌輸式”教學方式,多媒體只是起了一個花架子的作用。

3.應規避應付性制作電子教案

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【關鍵詞】日光燈原理;教學設計;鎮流器;啟輝器

0 引言

日光燈屬于一個日常生活中廣泛使用的典型單相用電器,由日光燈燈管、鎮流器、啟輝器3部分及連接導線和單相電源共同組成。鎮流器是一個帶有鐵芯的電感線圈,日光燈啟動時,鎮流器產生瞬時高壓,結合啟輝器的“自動開關”作用使日光燈點燃。

單對上述內容敘述或者講解,很難達到本次課的教學目的:理解鎮流器和啟輝器在日光燈點燃過程中所起的作用,熟悉日光燈的點燃過程,掌握日光燈工作原理。作者從自身的教學經驗出發,總結出能夠達到本次課教學目的的教學設計。首先,從通電自感和斷電自感的電路分析讓學生了解鎮流器是利用線圈的自感現象工作,并恰當地引入啟輝器的“自動開關”作用;其次,利用多媒體播放日光燈原理相關視頻,讓學生熟悉日光燈電路的組成、日光燈發光的條件、日光燈點亮的整個過程;再次,通過實物展示環節,組織學生討論思考其每一部分在日光燈電路中所起到的作用;最后,通過實驗環節,使學生進一步掌握日光燈的工作原理,并熟悉功率因數提高的方法。

1 通電自感和斷電自感

這一環節由一個通電自感和斷電自感電路圖來設計問題。問題1:圖1a中開關S閉合,燈泡LA和燈泡LB是如何亮的,是立即變亮還是逐漸變亮?為什么?問題2:圖1b中開關S由閉合到斷開,燈泡L是如何熄滅的,是立即熄滅還是其他熄滅方法?為什么?組織學生復習感應電動勢及楞次定律相關內容,并分小組討論這兩個問題。

1.1 引導學生分析問題

圖1a中,閉合開關K,LA立即變亮,LB逐漸變亮。原因分析:與LB串聯的是一個電感線圈,開關閉合時,電感線圈上的電流由無到有,由小到大,由于流過電感線圈的電流發生變化而產生電磁感應,根據楞次定律,感應電流的方向總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化,I自的方向與I原相反,加到LB上的電流是由0逐漸增大的,因此LB逐漸變亮。

圖1b中,斷開開關K燈泡L先閃亮一下,再熄滅。原因分析:與RL并聯的是一個電感線圈,開關由閉合到斷開時,電感線圈上的電流由有到無,由大到小,由于流過電感線圈的電流發生變化而產生的電磁感應,根據楞次定律,感應電流的方向總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化,I自的方向與I原相同,I自和I原同時加到RL上,因此,燈泡L先閃亮一下,再熄滅。

1.2 總結自感現象

自感現象:由于電感器本身的電流發生變化而產生的電磁感應現象。感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。I自的方向:I原是增加的,I自的方向與I原相反;I原是減小的,I自的方向與I原方向相同。

由于日光燈工作需要有某種設備在日光燈點燃時能夠感應一個高壓,讓這個高壓和市電電壓一起同時加在燈管兩端,它們所形成的強電場使燈絲溢出的電子形成高速電子流而使燈管導通。圖1b斷電自感實驗電路中的電感線圈就可以充當感應高壓設備的角色,它也正是日光燈電路中的鎮流器,其作用是在日光燈點燃時感應一個高壓,前提是需要一個開關斷開的動作,使得通過電感器的電流瞬時減小,而這個開關斷開的動作恰恰就是日光燈原理中啟輝器所起到的作用。

2 視頻演示及實物展示

通過一個時長為4分鐘的視頻,讓學生熟悉日光燈的點燃過程:電路原理圖如圖2(a)所示。閉合開關,電路仍是斷開的圖2(b),電壓都加在氖泡內兩觸點間,氖氣被220V電壓擊穿而導電,氖泡發光。氖泡發光并發熱,雙金屬片要膨脹,當動觸片與靜片接觸,電路被接通,氖泡不再發光圖2(c),兩端的燈絲被加熱,氖泡內溫度下降,雙金屬片又收縮,與靜片分離,電路被斷開,在斷電的瞬間,鎮流器的自感線圈產生瞬間高壓,加在燈管兩端,使管內氣體開始放電,日光燈正常發光圖2(d)。

日光燈點燃的整個過程有三個關鍵步驟:1.閉合開關,氖泡動觸片與靜觸片接觸。2.雙金屬片收縮,氖泡動觸片與靜觸片分離,電路被斷開。3.在斷電的瞬間,鎮流器的產生自感作用,產生瞬間高壓,加在燈管兩端,日光燈發光。

展示日光燈燈管、鎮流器和啟輝器,組織學生討論思考其每一部分在日光燈電路中所起到的作用。

3 實驗環節

帶領學生到電工電子實驗室,做“日光燈電路及功率因數的提高”實驗。進行一系列實驗內容設計,使學生進一步掌握日光燈的工作原理,并熟悉功率因數提高的方法。實驗內容設計如下:

3.1 啟動階段,電阻是否可以代替鎮流器

燈管已點亮,為鎮流器并聯燈泡即電阻,燈泡發出不太強的光,斷開鎮流器燈管仍發光,說明此時(在燈管點亮時)電阻可以代替鎮流器。

斷開開關,使燈管熄滅,再閉合開關,只看到燈泡閃亮,而燈管不亮,說明在啟動階段,電阻不可以替代鎮流器。

3.2 啟動階段,自動開關是否可以代替啟輝器

在日常生活中,當日光燈上缺少了啟輝器時,人們常用一根導線將啟輝器的兩端短接一下,然后迅速斷開,使日光燈點亮。請同學們先思考,再做實驗。

燈管點亮后,啟動器拆下,燈管可正常工作,但斷開開關后,就不能重新啟動了,燈管不亮。按下與啟輝器并聯的按鍵開關,即(短路)可以看到燈腳處燈絲發光,說明有電流流過,松開按鍵開關,燈管也可以點亮。說明在啟動階段,按鍵開關可以代替啟輝器。

3.3 為日光燈依次并聯電容,觀察功率因數變化

日光燈電路并聯電容后,總電流減小,但是當電容增大到某一數值時,總電流卻又上升,說明,在感性電流兩端并聯電容可以提高功率因數,但必須并聯適當容量的電容器。

4 總結

本文作者從自身的教學經驗出發,總結了日光燈原理探究式的教學設計。首先,引入通電自感和斷電自感現象,初步引導學生了解日光燈中的鎮流器就是利用線圈的自感現象;其次,通過視頻和實物展示環節,使學生熟悉日光燈電路的組成、日光燈發光的條件、日光燈點亮的整個過程,理解啟輝器所起的“自動開關”作用。最后,通過實驗環節,進行一系列實驗內容設計,使學生進一步掌握日光燈的工作原理。

【參考文獻】

[1]陳顯盈,尤愛惠.“日光燈”教學設計[J].技術物理教學,2011(18).

[2]鄧旭學.《日光燈原理》的實驗教學設計[J].物理教學探討,2004(22).

[3]周紀良.“自感現象 日光燈原理”探究式教學設計[J].物理通報,2006.

[4]張明星.關于“日光燈原理”教學中存在的問題[J].物理教學探討,2005(23).

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【關 鍵 詞】 電磁感應;教學設計;重要考點

一、明確教學重點和流程

第一,學情分析。本課題是大學物理中電磁感應部分的一個重要內容,是學習后續內容的前提和基礎,也是統領第八章的綱要。學生已學習了《靜電場》與《穩恒磁場》的內容,為本課題的學習奠定了理論基礎。中學楞次定律的學習,便于學生理解電磁感應定律數學表達式中“一”的具體物理意義。

第二,教學目標。知識目標:理解產生電磁感應現象的條件;掌握電磁感應定律的內容;了解電磁感應定律的應用。能力目標:增強學生的探究興趣,培養學生嚴謹的物理思維方法,提高學生運用電磁感應定律分析問題解決實際問題的能力。情感目標:通過三峽水電站的介紹,增強學生們的民族自信心和自豪感。

第三,要采用有新意的教學引入,為本課題開一個好頭。如1820年奧斯特發現電流磁效應;1831年8月,法拉第通過一系列的實驗發現了“磁生電”現象;1831年11月24日,法拉第向皇家學會提交的一個報告中,把這種現象定名為“電磁感應現象”,并概括了可以產生感應電流的五種類型:變化著的電流、變化著的磁場、運動的穩恒電流、運動的磁鐵、在磁場中運動的導體。這樣的設計意圖在于,通過物理學史,介紹科學家探索磁生電的過程,使學生體會科學發現的不易,進入本節課教學。并設疑:在現在我們看來,法拉第總結的這五種類型都是引起了某一個物理量的變化,具體是哪個物理量呢?下面就來研究一下電磁感應現象,探究一下磁生電的條件。

二、教授重要考點

(一)法拉第電磁感應定律

這是本課題最核心的知識和考點。需要通過經典例題引導學生正確理解知識、掌握解題方法。如某學習小組設計了一種發電裝置如圖2甲所示,圖乙為其俯視圖。將8塊外形相同的磁鐵交錯放置組合成一個高h=0.5m、半徑r=0.2m的圓柱體,其可繞固定軸OO′逆時針(俯視)轉動,角速度ω=100rad/s。設圓柱外側附近每個磁場區域的磁感應強度大小均為B=0.2T、方向都垂直于圓柱體側表面。緊靠圓柱體外側固定一根與其等高、電阻R1=0.5Ω的細金屬桿ab,桿與軸OO′平行。圖丙中阻值R=1.5Ω的電阻與理想電流表A串聯后接在桿a、b兩端。下列說法正確的是( )

A. 電流表A的示數約為1.41A

B. 桿ab移產生的感應電動勢的有效值E=2V

C. 電阻R消耗的電功率為2W

D. 在圓柱體轉過一周的時間內,流過電流表A的總電荷量為零

導線切割磁感線運動產生感應電動勢的即時值用公式E=BLv計算,桿ab移產生的感應電動勢的有效值E=2V,B正確;電流表A的示數I===1A,A錯誤;電阻R消耗的電功率為P=I2R=1.5W,C錯誤;電量q=It=

t===,在圓柱體轉過一周的時間內,流過電流表A的總電荷量為零。D正確。故答案為BD。

講解例題時,老師還要做好方法總結:E=是求整個回路的總電動勢,并且求出的是t時間內的平均感應電動勢,而公式E=BLV求出的只是切割磁感線的那部分導體中的感應電動勢,不一定是回路中的總感應電動勢,并且它一般用于求某一時刻的瞬時感應電動勢。

(二)電磁感應中的電路問題

這是本課題中較難的知識,需要老師通過例題引導學生做知識遷移,掌握相關解題方法。例如:兩根足夠長的光滑平行直導軌MN、PQ與水平面成θ角放置,兩導軌間距為L,M、P兩點間接有阻值為R的電阻。一根質量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導軌上,并與導軌垂直。整套裝置處于磁感應強度為B的勻強磁場中,磁場方向垂直于導軌平面向上,導軌和金屬桿接觸良好,它們的電阻不計。現讓ab桿由靜止開始沿導軌下滑。

(1)求ab桿下滑的最大速度vm;

(2)ab桿由靜止釋放至達到最大速度的過程中,電阻R產生的焦耳熱為Q,求該過程中ab桿下滑的距離x及通過電阻R的電量q。

根據法拉第電磁感應定律、歐姆定律、安培力公式和牛頓第二定律,有:E=BLv,I=,FA=BIL,mgsinθ-FA=ma,即mgsinθ-=ma,當加速度a為零時,速度v達最大,速度最大值vm=

(2)根據能量守恒定律有mgxsinθ=mv+Q,得x =+

(3)根據電磁感應定律有=

根據閉合電路歐姆定律有=

感應電量q=Δt==

得q=+

對于電磁感應中的能量轉化問題,應弄清在過程中有哪些能量參與了轉化,什么能量減少了,什么能量增加了,由能的轉化和守恒定律即可求出轉化的能量。能量的轉化和守恒是通過做功來實現的,安培力做功是聯系電能與其他形式的能相互轉化的橋梁。因此,也可由功能關系(或動能定理)計算安培力的功,從而確定電能與其他形式的能相互轉化的量。

(三)電磁現象中的功能關系

功能關系在近幾年高考中常考,需要學生引起高度重視,尤其在新高考實施之后,老師更應該引導學生掌握。可舉例題如:

如圖所示,在與水平面成θ=30°角的平面內放置兩條平行、光滑且足夠長的金屬軌道,其電阻可忽略不計。空間存在著勻強磁場,磁感應強度B=0.20T,方向垂直軌道平面向上。導體棒ab、cd垂直于軌道放置,且與金屬軌道接觸良好構成閉合回路,每根導體棒的質量m=2.0×10-2kg,回路中每根導體棒電阻r=5.0×10-2Ω,金屬軌道寬度l=0.50m。現對導體棒ab施加平行于軌道向上的拉力,使之勻速向上運動.在導體棒ab勻速向上運動的過程中,導體棒cd始終能靜止在軌道上。g取10m/s2。

老師可做如下設問:(1)導體棒cd受到的安培力大小;(2)導體棒cd運動的速度大小;(3)拉力對導體棒ab做功的功率。并為學生解答:

(1)導體棒cd靜止時受力平衡,設所受安培力為F安,則F安=mgsinθ=0.10N。

(2)設導體棒ab的速度為v,產生的感應電動勢為E,通過導體棒cd的感應電流為I,則E=Blv,I=,F安=BIl,解得v==1.0m/s。

(3)設對導體棒ab的拉力為F,導體棒ab受力平衡,則F=F安+mgsinθ=0.20N,拉力的功率P=Fv=0.20W。

方法總結:導軌上雙金屬棒運動切割磁感線產生感應電動勢的模型的處理方法一般用動量守恒和能量守恒處理。

三、善于為課堂做總結

通過對物理教材和高中物理課程教材的分析,本次課題的設計使得教學內容更緊密聯系實際。除了有精心的課程設置,也有與考試密切相關的考點分析,更有解題思維和方法的指導。

教師一方面采用傳統實驗演示,另一方面充分利用各種現代教學技術手段,全面整合文本形式、圖片、試題等教學資源,引導學生進行分析推倒,發揮學生的主觀能動性,培養學生分析能力和利用所學知識解決實際問題的能力。通過對電磁感應在實際應用中的介紹,鍛煉學生解題能力的同時也鍛煉了其發散性思維。

【參考文獻】

[1] 馬文蔚. 物理學(第五版)上冊[M]. 北京:高等教育出版社,2010:296~300.

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1問題的提出

對基礎知識中最重要內容包括物理定律、定理、原理、法則、公式與方程等物理規律的教學,是開發學生智力、培養學生能力的重要途徑。探索發現物理規律的過程可以激發學生的學習動機,發展科學探索的興趣,培養科學探究能力,使其逐步形成科學態度與科學精神。物理規律的教學成效直接影響到物理教學質量和學生科學素養的培養,在高中學物理教學中占有重要地位,是高中物理教學的中心任務,強化高中物理規律的有效教學有著極其重要的現實意義。

2高中物理規律有效教學策略

2.1把握學生掌握物理規律的認知過程,合理進行物理規律課的教學程序

2.1.1創設便于發現問題、探索規律的物理環境: 教學中要創設好便于學生發現問題的物理環境,引導學生在物理世界中發現問題,激發學生的學習興趣和求知欲望,進而掌握物理規律。創設物理環境最常用的方法是聯系學生生活中最熟悉的物理現象(如影響蒸發快慢的因素的教學)或借助于演示實驗(如玻意耳定律的教學),也可讓學生親自做實驗(如牛頓第二定律的教學),置身于物理世界中,獲得探索物理規律所必要的感性知識,提供進一步思考問題的線索和依據,為研究問題提供必要的知識準備等。

2.1.2培養學生物理思維能力,引導學生抓住物理現象和過程的本質和內在聯系,構建物理規律: 教師要引導學生在已有概念和實驗數據的基礎上,進行科學思維,運用比較、分類、分析、綜合、歸納、演繹、判斷、推理和想象等方法,抓住物理現象和過程的本質和內在聯系。

(1)運用實驗總結規律的方法: 教師可引導學生由對日常經驗或實驗現象的分析歸納得出結論,如電磁現象中的左右手定則,力的平行四邊形法則,楞次定律等的教學;由大量實驗數據,經歸納和必要的數學處理,得到結論,如力矩的平衡條件定律等的教學;先從實驗現象或對實例的分析中得到定性的結論,再進一步通過實驗尋求嚴格的定量關系,得到定量的結論,如牛頓第二定律等的教學;在通過實驗研究物理量的關系時,先分別固定某些物理量,研究其中兩個物理量的關系,然后加以綜合,得出幾個量的關系,如焦耳定律等的教學;限于實驗條件,先介紹前人通過實驗得出的結果,在通過實驗結果分析,得出結論,如庫侖定律等的教學。

(2)運用已有知識,通過理論推導,得出新的物理規律: 可引導學生運用已有知識,通過理論推導,得出新的物理規律。實驗或實例做定性研究,再運用理論推導得出結論,如動量守恒定律等的教學;觀察后借助日常經驗,研究理想實驗,通過推理、想象,得出結論,如牛頓第一定律等的教學;運用數學知識進行演繹推理,得出結論,如氣態方程、萬有引力定律等;還可運用物理量的定義或函數圖象,導出部分物理規律的公式。

2.2引導學生對物理規律進行討論,加深理解

2.2.1引導學生把握規律的物理意義: 物理規律通常是用公式表示,明確公式的物理意義是應用物理公式的基礎,教學時,要特別強調注意搞清公式或圖像的物理意義。

2.2.2強調規律表述中的關鍵詞及公式中各字母的物理意義: 規律中的關鍵語句是學生理解規律和運用規律的關鍵。在教學中應加以強調,并解釋清楚。如阿基米德原理中的“排開”二字應予以強調,因為學生往往會把物體的體積跟排開液體的體積混為一談。

2.2.3指明公式中各個字母所代表的物理量及其單位,明確規律的適用條件和范圍: 講解規律時,要指導學生指明公式中各個字母所代表的物理量及其單位,明確規律的適用條件和范圍,教育學生不能亂套公式而導致應用錯誤。如,玻意耳定律適用于“理想氣體”、“一定質量”、“等溫過程”;牛頓第二定律的應用條件是“質點”,而一般、運用范圍是“宏觀物體的減速運動”。

2.2.4明確與規律相關概念、規律、公式間的關系: 教師要引導學生明確與規律相關的概念、規律、公式間的關系,以便深入理解物理規律。如動量守恒定律與牛頓第三定律的關系;動能定理、動量定理跟牛頓第二定律的關系。

2.3引導學生運用規律解決問題,加深對物理規律的理解和掌握: 教師應精心設計例題和習題,通過教師示范和師生共同討論,訓練學生運用知識解決實際問題的能力,結合實際問題討論,深化、活化對物理規律的理解,使學生逐步學會運用物理規律分析和解決實際問題,逐步訓練學生運用規律分析、解決問題的思路和方法,使學生學會正確運用數學解決物理問題,鼓勵學生運用規律獨立進行觀察和實驗,自己動手、動腦進行小設計和小制作,創造性解決一些簡單的實際問題。要幫助和引導學生在練習的基礎上,逐步總結出在解決問題中一些帶有規律性的思路和方法,逐步提高各種思維品質的水平。教師在講述規律后,還應提出一些代表性的問題和習題,讓學生進行練習,然后針對學生在練習中暴露的問題,加以糾正和強調。

3物理規律教學中應注意的問題

3.1處理好教學嚴謹與突出重點的關系: 高中物理的規律教學主要是使學生理解規律的物理意義和核心內容,教學應力求嚴謹,把握分寸,不能出現科學性錯誤,對細枝末節問題不必過分嚴謹,沖淡重點,降低效果。

3.2理解物理規律的分析過程,培養學生的科學素養: 物理規律教學中,應讓學生了解規律建立的簡要歷史過程、作用、地位、意義,認識學習規律的必要性,避免學生在規律學習中的盲目性,提高學習效果。如學習電磁感應現象,讓學生了解法拉第發現電磁感應現象的曲折歷程和不畏艱難的進取精神、科學態度,逐步培養學生的科學素養。

3.3有效組織學生探究物理規律,培養學生的科學探究能力: 教師應該根據具體的物理規律教學內容和學生的特點,在教學中為學生創造機會,讓學生經歷科學探究的過程,根據所學物理規律的特點,只涉及突出的科學探究要素,重點發展學生科學探究能力的某一方面。如在電磁感應現象和楞次定律的教學中,可以設計并演示多個實驗,為學生呈現多變的物理現象,要求學生對實驗現象進行分析,抽象出各種現象共同的本質的東西,培養學生分析現象、得出結論的能力。

3.4讓學生主動建構物理規律,培養學生自主學習的能力: 在物理規律教學中,教師應為學生創設便于發現問題、探索規律的物理環境,引導學生自主完成問題的提出、猜想與假設以及探索規律的實驗方案的設計,鼓勵學生分析實驗數據或現象,交流討論得出結論,引導學生建構并完善物理規律完善。

3.5精心設計練習,加深對物理規律的理解: 教師應針對學生對物理規律理解的模糊點、難點設計練習題,貼近學生的學習生活與社會生活,力求增強練習的趣味性,練習題應多樣化,除計算題外,還應設計定性解釋學生日常生活中常見物理現象的題目。

3.6掌握物理規律要根據學生的實際,注意階段性: 教師應把握學生學習物理規律由淺入深、逐步理解掌握的過程,物理規律教學過程要注意階段性,逐步深化、提高,由淺入深,循序漸進。

4結束語

高中物理規律教學應以加強概念教學為前提,幫助學生建立正確的物理概念,并啟發學生思維,應用科學的方法總結物理規律并與相關規律聯系比較,加深理解并構建系統的物理規律,把握物理規律的適用范圍,培養學生科學探究能力與科學素養以及運用物理規律解決實際問題的能力,物理規律教學中注重階段性,逐步深化、提高,循序漸進,以提高物理規律的教學水平。

參考文獻

[1]侯世闖.高中物理概念和規律教學的課堂教學模式研究[D]. 遼寧師范大學,2001.

[2]李新鄉等.物理教學論[M].科學出版社,2005.

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一、激發學生學習的主動性

教學的宗旨就是在能力培養方面讓每個學生都獲得成功,所以首先應相信每個學生都能成功,要鼓勵學生在老師面前當老師。這樣從學生的思維活動中,不僅可以了解他們知識掌握的情況和漏洞,更重要的是找到學生學法上的問題所在,以便對他們進行有的放矢的點撥、疏導和教育。

把學習的主動權交給學生,在課堂教學中更應該體現出這一特點來。要讓學生成為名副其實的主體,其成功的秘訣是教師的主導作用和學生的主體作用要做到最佳匹配。

二、教學設計要強化自學能力的提高

自學的能力是一項綜合能力,它包括了觀察、思維等多方面的能力。自學不僅僅是一般地獨立閱讀和課內看書,它是課前設計好的一系列有序啟動的各個環節的實施過程,在這個過程中,實施的主體是學生。

重在能力培養的課堂設計主要由以下幾個環節構成:

1.設問質疑

2.在問題解決過程中學習

3.檢測和小結

三、下面以電磁感應課堂教學設計為例,說明一下設計思想

1.“設問質疑”的設計思想

(1)用學過的磁通量ф來回答?駐?椎、?駐?椎/?駐t,重點突出針對性很強的預備知識?駐?椎=?0。

(2)3人一組進行實驗操作和觀察。深化?駐?椎是否“零”現象和條件,為E∞?駐?椎/?駐t做準備。

(3)由實驗導出產生感應電流的條件。

以上內容不需老師講述,也不抄筆記,學習一般的學生都能獨立填好教學材料上要求填寫的內容。基礎好的學生把實驗結果和小結寫在反饋式投影片上,放在投影儀上進行公布。最后利用多余的時間回答有關這部分的練習題。

這樣的設計,上課之始就會使每個學生都能做到全身心的投入。他們是在主動想問題,而不是旁觀的聽眾,其結果就可以避免死記硬背。因為每一步都有科學的邏輯推理,所以每一步都能緊扣教學目標。

2.“在問題解決過程中學習”的設計思想能力的培養總是伴隨著知識的內化進行的

內化的外因又總是寓于問題的解決過程之中。電磁感應這節課由?椎、?駐?椎、?駐?椎/?駐t出發,重點解決E(感)的產生,突破“動勢”這一難點。感應電動勢是在解決一系列實際問題的過程之中出現的。在此過程中學生把低位經驗(電動勢等同為電壓)概括納入到高位結構中去。

由于問題提出的順序符合學習的同化和順應的邏輯關系,所以使其能夠順利進行。因此會使學生的心理結構得以改變和更新。對知識結構和認知結構進行了優化,能力的孕育和發展在這個過程中不斷地得到落實。

3.“檢測和小結”的設計思想

通過掛圖、模型、實驗和練習題,針對學生可能出現的模糊認識和存在的誤區,讓學生口答、筆答,到黑板上畫圖等,獲得即時反饋,小結是學生對知識內化的結晶,要求學生獨立完成。強化和錘煉的具體內容是如何判斷感應電流的方向,對一般同學要求熟練掌握右手定則的具體應用,提高一步就是要求會使用楞次定律。

這節課的教學設計遵從科學性、可行性、創新性三條基本原則,在培養學生自學能力方面,做了一些探索和嘗試。