楞次定律及应用复习教学中的实验情境创设，本文主要内容关键词为：楞次定律论文,情境论文,教学中论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
情境学习理论认为，知识存在于我们所生存的环境及我们所从事的活动中，学习者要学习某种知识，必须进入相应的情境中。也就是说，认知是人与情境互动的产物，学习者只有融入实际情境中，才能建构出有意义的知识，情境是一切认知活动的基础，学习者理解镶嵌于背景的问题要比解决脱离背景的问题容易，由此获得的知识和技能更容易迁移至真实情境。[1]物理实验是中学物理教学的重要组成部分。合理利用物理实验创设物理情境物理实验容易激发学生的兴趣，在大脑中形成完整清晰的物理情境。把教学内容以生动、直观的形式呈现在学生眼前，把枯燥乏味的知识，变为生动活泼的情境，使学生对教学内容理解得更容易，更透彻。
高三第一轮复习中对于楞次定律复习应用教学也可以融入实验，将原本单调的习题教学变得形象生动，学生观察现象，动手探究，动脑思考，多感官投入再回眸楞次定律及其应用。
（1）创设问题和实验情境，激发学生回首楞次定律的兴趣。
教学片段：通过演示实验提出问题，请学生观察实验。实验：“跳环”（图1）。
请学生观察实验现象，并思考。问题1：是什么原因使铝环上跳？（接通电源的瞬间穿过铝环的磁通量发生变化，铝环中产生感应电流，磁场对感应电流有作用力）
问题2：感应电流的方向又如何判断呢？
小游戏：如图2所示实验，一位学生把条形磁铁放入提供的小纸筒里，然后放入线圈中。请学生根据电流表指针的偏转来判断放入的是哪一极？
实验探究：请学生根据实验结果，找出判断感应电流方向的方法，这时需要教师应用电与磁的关系加以启发与引导，制定表格（如表1）。在表的最后一栏加上“感应电流磁场的方向”，最终归纳出结论：ΔФ是B感产生的原因，而B感对ΔФ有阻碍作用。并让学生仔细品味课本上的楞次定律的表述以加深理解，并正确理解“阻碍”的含义。
设计意图：一方面能启发、引导学生独立思考和主动搜索，另一方面使学生逐步理解和掌握知识的发生过程与认识的内在联系过程（知道知识的来龙去脉），促进学生建构良好的知识和能力结构。
如图3探究回忆出楞次定律：感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量（原磁通量）的变化。即当原磁通量增加时，感应电流的磁场就与原磁场方向相反；当原磁通量减小时，感应电流的磁场就与原磁场方向相同。注意区分两种磁场线框所在位置的磁场和线框中感应电流产生的磁场。感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
（2）创设实验融入习题，情境中应用楞次定律。
以习题为载体，创设实验融入其中进行的多角度探究性学习，从不同角度探究问题，有利于培养学生的发散性思维，优化思维品质，提高学生发现、分析、解决问题的能力。所以在教学中应选取一些学生在知识理解上存在盲点的题目，通过师生互动，引导学生进行积极探索。
案例1（2008年上海理科综合卷）如图4教师做了一个物理小实验让学生观察：一轻质横杆两侧各固定一金属环，横杆可绕中心点自由转动，教师拿一条形磁铁插向其中一个小环，后又取出插向另一个小环，学生们看到的现象是
（A）磁铁插向左环，横杆发生转动。
（B）磁铁插向右环，横杆发生转动。
（C）无论磁铁插向左环还是右环，横杆都不发生转动。
（D）无论磁铁插向左环还是右环，横杆都发生转动。
请学生分组自己动手做实验，观察现象，磁铁插向左环，横杆不发生转动，磁铁插向右环，横杆发生远离磁铁的转动。分析实验现象。
理解电磁感应产生的条件：
，更加体会感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，“增反减同”，从受力与能量转化角度“来拒去留”。
案例2（2009年浙江高考卷）如图5所示，在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，有一质量为m、阻值为R的闭合矩形金属线框abcd用绝缘轻质细杆悬挂在O点，并可绕O点摆动。金属线框从右侧某一位置由静止开始释放，在摆动到左侧最高点的过程中，细杆和金属框平面始终处于同一平面，且垂直纸面。则线框中感应电流的方向是
（A）a→b→c→d→a。
（B）d→c→b→a→d。
（C）先是d→c→b→a→d，后是a→b→c→d→a。
（D）先是a→b→c→d→a，后是d→c→b→a→d。
变式1.讨论线圈在磁场中运动产生感应电流的方向，学会楞次定律的应用。请学生分组自己动手做实验，增加线圈匝数将线圈与电流表连接，观察电流方向，在线框从右侧摆动到O点正下方的过程中，向上的磁通量在减小，故感应电流的方向沿d→c→b→a→d；线框从O点正下方向左侧摆动的过程中，电流方向仍沿d→c→b→a→d，故选（B）。分析实验现象。原磁场B0的方向，原磁场磁通量的变化情况，应用楞次定律判断出感应电流磁场B的方向，用安培定则得出感应电流的方向d→c→b→a→d。
变式2.法拉第最初发现电磁感应现象的实验如图6所示。铁环上绕有M、N两个线圈，当M线圈电路中的开关闭合、断开的瞬间，滑动变阻器滑片向左或向右移动时，线圈N中的感应电流沿什么方向？
变式3.应用“法拉第线圈”，重温法拉第发现电磁感应的过程。学生动手做实验，观察现象，当M线圈电路中的开关闭合的瞬间，滑动变阻器滑片向右移动时，线圈N中的感应电流方向由b向上流过电流表到a；当M线圈电路中的开关断开的瞬间，滑动变阻器滑片向左移动时，线圈N中的感应电流反向。分析实验现象，相互感应中体会楞次定律的应用，体会阻碍的思想。
变式4.如下页图7所示，光滑固定的金属导轨M、N水平放置，导体棒P、Q平行放置在导轨上，形成闭合回路，一条形磁铁从高处下落接近回路时
（A）P、Q将相互靠拢。
（B）P、Q对导轨压力将小于自身重力。
（C）磁铁的加速度仍为g。
（D）磁铁的加速度小于g。
学生动手做实验，观察两根导体棒P、Q的运动方向，相互靠拢，分析实验现象。可以引导学生用楞次定律判断出导体棒P、Q中的电流方向，再用左手定则判断出受安培力方向，得出P、Q对导轨压力将大于自身重力。再根据导体棒P、Q对磁铁的反作用了，得出磁铁的加速度小于g。也可以根据阻碍思想，阻碍原磁通量的变化，增反减同，直接判断出P、Q相互靠拢，减小回路面积，阻碍原磁通量的增加。阻碍相对运动，来拒去留，P、Q对导轨压力将大于自身重力，磁铁的加速度小于g。
拓展研究：研究“铝管中磁性物体的下落规律”，把两个外形完全相同的物体（一个有磁性另一个不带磁性）分别从竖直放置的铝管上端放下，一个物体很快地从下端掉出，而另一个要等数秒后才从下端管口落出。
根据这一实验结果，对学生提出以下问题供学生探究：（1）猜一猜出现这种奇怪现象的原因是什么？（2）请分析小球进入铝管后运动状态的变化过程，能否建立一种物理模型？（3）能否用实验来验证假设？你提出的实验方案是什么？需要测量哪些物理量？如何测量？（4）若就此课题进行研究，你将提出和论述哪些问题？需要进一步做哪些实验。
通过如图8所示实验设计，在铝管外绕匝数多的线圈并与电流表连接，可以观察到强磁片下落经过线圈时，电流表偏转，电流与强磁片间有力的作用，阻碍强磁片下落。
设计意图：通过学生动手“学物理”、动脑去“想物理”，获得对新知识的积极的情感体验以及自主探究、合作交流的能力。学生的动手能力，分析、判断、推理、论证的能力得到进一步的培养。
情境创设要体现学科特色，紧扣教学内容，凸现学习重点，教学情境应是能够体现学科知识发现的过程、应用的条件以及学科知识在生活的意义与价值的一个事物或场景，能有效地阐明学科知识在实际生活中的价值，帮助学生准确理解学科知识的内涵，激发他们学习的动力和热情。学科性是教学情境的本质属性。创设教学情境是模拟生活，使课堂教学更接近现实生活，使学生如临其境，如见其人，如闻其声，加强感知，突出体验。构建“问题情境——建立模型——解释、应用、拓展”的基本教学模式，是物理课堂教学的主要形式。再现物理情景，有助于形成正确的物理形象，使视觉参与思维，促进对问题的感知与探究。物理“判天地之美，析万物之理”，在物理课堂教学中我们可以通过实验创设各种合适的妙趣横生的物理情境，激发学生的内在动机，引导学生观察物理现象、分析和学习物理概念和规律，逐步引导学生掌握科学的物理思维方法和有效的学习习惯，从而提高物理教学质量。
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