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随着高中课程改革的不断推进,探究性教学一直备受教师们的钟爱,经过不断的探索研究,已经形成一定的规模,在实践和理论上都取得了一定成就.现在很多教师在教学的过程中都非常重视教学策略、教学模式,更加注重构架科学探究和知识的有机模型.这种教学方式大多数是通过知识维来指导教学,效果非常明显.本文将研究如何用知识维来指导楞次定律创立新的建筑式教学模式,促进现代教学方式的发展.
楞次于1833年首次提出确定感生电流方向的定律,人们将这一定律命名为“楞次定律”.“楞次定律”的出现向人们阐述了能量守恒定律和转换定律也适用于电磁现象.楞次说“假设一个金属导体在一电流或者一磁体附近运动,则在金属导体内部将会产生电流,电流的方向是这样的:如果导体原来是静止的,它会使导体产生一运动,正好与该导体现在的运动方向相反,如果该导体在静止时有向该方向或其反方向运动的可能的话”.
1 知识维
我们知道知识是由实质、形式以及旨趣三个维度组成,人类学习知识是通过了解知识的形式、理解知识的旨趣,认识到知识的实质的过程.人们通过知识维对知识的实质进行探究,知识的实质是在实践的经验上新旧知识的相互融合,不断进步.知识维包括事实性、概念性、程序性、元认知等各种知识,通过认知过程维度对知识进行学习,它的学习过程应包括以下几个方面:记忆/回忆、理解、应用、分析、评估、创造,通过这个过程的学习,可以让人们牢固的掌握知识.
2 通过知识维指导进行楞次定律教学设计的方法
自高中新课程实施以来,中学物理的探究性教学研究一直如火如荼地进行,并在实践和理论方面都有了很大的进展.郭玉英提出了探究!建构式教学设计模型,对物理学本质、包括科学探究、概念转变教学策略、情境认知与学习理论以及系统教学设计理论进行了理论分析,把教学中的科学探究和知识的建构有机统一起来.
2.1 设计教学思路
楞次定律的教学以知识维作为教学思路设计的理论指导,整个教学将是以学生为主体,学生先对整个楞次定律进行客观、全面的了解,学生根据实际内容展开探究活动,然后对探究的结果进行总结评价;另一方面,学生要根据探究的结果建立相关理论和联系,对楞次定律的概念有非常明确的了解认识.通过这样的探究建构式教学可以充分调动学生的积极性和主动性,可以将知识牢固掌握.
2.2 教学过程
2.2.1 学生对楞次定律进行理解、认识
在进行楞次定律教学之前,教师可以将定律的内容通过实物演示的方式向学生展示,将线圈和演示电流计连接起来,演示当磁铁拔出、插入的时候,让学生观察电流计指针摆动的情况.学生了解当线圈内磁通量出现变化会有感应电流产生,教师可以提出问题:
(1)当磁铁拔出、插入的时候,电流指针是向哪个方向偏转?
(2)磁铁两极对换后,当磁铁拔出、插入的时候,电流指针是向哪个方向偏转?
学生根据老师的演示发现,在这两种情况下电流计指针偏转的方向是不一致的,老师可以继续提问:
(1)当磁铁拔出、插入的时候,线圈有什么变化?
(2)电流计指针发生偏转,说明电路中存在电流,这种电流[HJ1.5mm]被称之为感应电流,但是不同情况下,指针的偏转方向不同,这说明什么?
学生根据讨论可以得到答案,当磁铁插入、拔出线圈时,线圈内部的磁通量会有所变化,而电流计指针之所以偏转的方向不同,是因为感应电流的方向不同.
2.2.2 学生应用定律内容展开探究
教师让学生进行分组试验,在进行试验前,老师应该明确此次试验的目的和需要研究的具体内容:研究感应电流的方向与磁通量变化的关系.研究的具体内容包括:磁通量以及感应电流的方向.
(1)感应磁场的方向需研究的内容:观察指针偏转的方向、记录感应电流的方向、得出感应磁场方向变化的规律.
(2)磁通量变化需研究的内容:观察磁铁插入、拔出时的磁极、记录磁通量的变化过程.
教师再次引导,我们要探究的不是实验的表面现象,而是从现象发掘本质,我们通过研究磁铁的插入、拔出和电流计指针偏转方向的关系可以得出什么结论呢?由此提出焦点问题:引起感应电流的磁通量的变化和感应电流磁场的方向之间有什么关系?
2.2.3 学生进行分析总结
通过一系列的试验,学生对磁通量的变化以及感应磁场方向有了清晰直观的认识,但是这些直观的认识还不是最终的结果,学生要以书面的形式表达出这些变化存在的规律.如果学生能够将规律清晰的表达出来,说明他们是真正弄懂了这些.如果学生在进行总结的时候,还有一些疑问,老师可以对其进行一些引导,让学生有更深刻的认识.
2.2.4 通过思考进行理论创造[HJ1.31mm]
学生根据试验,记录试验的各项数据以及变化情况后,可以根据这些进行思考,看这些数据和变化是否存在某种规律.老师应该鼓励学生大胆思考,将自己的想法说出来,不管有没有道理,都是学生努力的结果.老师可以对学生构建的理论模型进行指导,将学生存在的不足指出来,学生可以根据老师的指导,进行修改,得出正确的结论.但是在得出结论时,主要是结合线圈中插入和抽出磁铁的试验而得出的结论.为了激发学生的创造能力,就应加强对其的引导和思考.例如引导学生思考当通过开关通断来改变磁通量,感应电流的方向是不是也应遵循同样的规律.从而经过思考后得出用通电流的线圈代替磁铁同样遵循楞次定律的结论.再如,在实验过程中,电路中产生感应电流,产生了电能,那么电能是从哪里来的呢?从能量守恒的角度来看,必定有其它形式的能减少,是什么能减少呢?或者说,是什么外力对磁铁——线圈这个系统做功呢?而得出的结论是手通过克服磁场的力做功给了电路电能,手的动能减少,这主要是通过能量守恒对楞次定律反证.因此,在教学中使用,形图分析楞次定律的发现过程来指导楞次定律的探究建构式教学,有助于学生按原有的知识结构来把握物理知识,引起学生的兴趣.而这就需要教师加强对其的引导.
用知识维指导楞次定律的教学,是现阶段教学模式的大胆创新和尝试,这种教学模式可以激发学生的探索精神,调动学生学习的积极性和主动性.虽然这一教学方法还不是十分成熟,但是实践证明这种教学方式给学生以及老师带来了一种新的教学体验.这种教学方法,可以广泛推广,不仅仅可以用于楞次定律的教学,还可以应用在其它知识的教学中,只要不断完善,一定会提高教学质量.
楞次于1833年首次提出确定感生电流方向的定律,人们将这一定律命名为“楞次定律”.“楞次定律”的出现向人们阐述了能量守恒定律和转换定律也适用于电磁现象.楞次说“假设一个金属导体在一电流或者一磁体附近运动,则在金属导体内部将会产生电流,电流的方向是这样的:如果导体原来是静止的,它会使导体产生一运动,正好与该导体现在的运动方向相反,如果该导体在静止时有向该方向或其反方向运动的可能的话”.
1 知识维
我们知道知识是由实质、形式以及旨趣三个维度组成,人类学习知识是通过了解知识的形式、理解知识的旨趣,认识到知识的实质的过程.人们通过知识维对知识的实质进行探究,知识的实质是在实践的经验上新旧知识的相互融合,不断进步.知识维包括事实性、概念性、程序性、元认知等各种知识,通过认知过程维度对知识进行学习,它的学习过程应包括以下几个方面:记忆/回忆、理解、应用、分析、评估、创造,通过这个过程的学习,可以让人们牢固的掌握知识.
2 通过知识维指导进行楞次定律教学设计的方法
自高中新课程实施以来,中学物理的探究性教学研究一直如火如荼地进行,并在实践和理论方面都有了很大的进展.郭玉英提出了探究!建构式教学设计模型,对物理学本质、包括科学探究、概念转变教学策略、情境认知与学习理论以及系统教学设计理论进行了理论分析,把教学中的科学探究和知识的建构有机统一起来.
2.1 设计教学思路
楞次定律的教学以知识维作为教学思路设计的理论指导,整个教学将是以学生为主体,学生先对整个楞次定律进行客观、全面的了解,学生根据实际内容展开探究活动,然后对探究的结果进行总结评价;另一方面,学生要根据探究的结果建立相关理论和联系,对楞次定律的概念有非常明确的了解认识.通过这样的探究建构式教学可以充分调动学生的积极性和主动性,可以将知识牢固掌握.
2.2 教学过程
2.2.1 学生对楞次定律进行理解、认识
在进行楞次定律教学之前,教师可以将定律的内容通过实物演示的方式向学生展示,将线圈和演示电流计连接起来,演示当磁铁拔出、插入的时候,让学生观察电流计指针摆动的情况.学生了解当线圈内磁通量出现变化会有感应电流产生,教师可以提出问题:
(1)当磁铁拔出、插入的时候,电流指针是向哪个方向偏转?
(2)磁铁两极对换后,当磁铁拔出、插入的时候,电流指针是向哪个方向偏转?
学生根据老师的演示发现,在这两种情况下电流计指针偏转的方向是不一致的,老师可以继续提问:
(1)当磁铁拔出、插入的时候,线圈有什么变化?
(2)电流计指针发生偏转,说明电路中存在电流,这种电流[HJ1.5mm]被称之为感应电流,但是不同情况下,指针的偏转方向不同,这说明什么?
学生根据讨论可以得到答案,当磁铁插入、拔出线圈时,线圈内部的磁通量会有所变化,而电流计指针之所以偏转的方向不同,是因为感应电流的方向不同.
2.2.2 学生应用定律内容展开探究
教师让学生进行分组试验,在进行试验前,老师应该明确此次试验的目的和需要研究的具体内容:研究感应电流的方向与磁通量变化的关系.研究的具体内容包括:磁通量以及感应电流的方向.
(1)感应磁场的方向需研究的内容:观察指针偏转的方向、记录感应电流的方向、得出感应磁场方向变化的规律.
(2)磁通量变化需研究的内容:观察磁铁插入、拔出时的磁极、记录磁通量的变化过程.
教师再次引导,我们要探究的不是实验的表面现象,而是从现象发掘本质,我们通过研究磁铁的插入、拔出和电流计指针偏转方向的关系可以得出什么结论呢?由此提出焦点问题:引起感应电流的磁通量的变化和感应电流磁场的方向之间有什么关系?
2.2.3 学生进行分析总结
通过一系列的试验,学生对磁通量的变化以及感应磁场方向有了清晰直观的认识,但是这些直观的认识还不是最终的结果,学生要以书面的形式表达出这些变化存在的规律.如果学生能够将规律清晰的表达出来,说明他们是真正弄懂了这些.如果学生在进行总结的时候,还有一些疑问,老师可以对其进行一些引导,让学生有更深刻的认识.
2.2.4 通过思考进行理论创造[HJ1.31mm]
学生根据试验,记录试验的各项数据以及变化情况后,可以根据这些进行思考,看这些数据和变化是否存在某种规律.老师应该鼓励学生大胆思考,将自己的想法说出来,不管有没有道理,都是学生努力的结果.老师可以对学生构建的理论模型进行指导,将学生存在的不足指出来,学生可以根据老师的指导,进行修改,得出正确的结论.但是在得出结论时,主要是结合线圈中插入和抽出磁铁的试验而得出的结论.为了激发学生的创造能力,就应加强对其的引导和思考.例如引导学生思考当通过开关通断来改变磁通量,感应电流的方向是不是也应遵循同样的规律.从而经过思考后得出用通电流的线圈代替磁铁同样遵循楞次定律的结论.再如,在实验过程中,电路中产生感应电流,产生了电能,那么电能是从哪里来的呢?从能量守恒的角度来看,必定有其它形式的能减少,是什么能减少呢?或者说,是什么外力对磁铁——线圈这个系统做功呢?而得出的结论是手通过克服磁场的力做功给了电路电能,手的动能减少,这主要是通过能量守恒对楞次定律反证.因此,在教学中使用,形图分析楞次定律的发现过程来指导楞次定律的探究建构式教学,有助于学生按原有的知识结构来把握物理知识,引起学生的兴趣.而这就需要教师加强对其的引导.
用知识维指导楞次定律的教学,是现阶段教学模式的大胆创新和尝试,这种教学模式可以激发学生的探索精神,调动学生学习的积极性和主动性.虽然这一教学方法还不是十分成熟,但是实践证明这种教学方式给学生以及老师带来了一种新的教学体验.这种教学方法,可以广泛推广,不仅仅可以用于楞次定律的教学,还可以应用在其它知识的教学中,只要不断完善,一定会提高教学质量.