“问题引领、对话体验、实践感悟”的课堂是以“问题系统”的形式呈现,通过自然的“对话”,激发学生的学习兴趣,调动学生的深度思维。以“核心问题”为中心引领课堂教学,使学生最大程度地处于积极主动自主建构问题系统的深度思维状态中。事实上,课堂中教师决不是为了问题而生硬地抛出一系列的所谓“问题”,而是以学生学习的思维为主线,通过科学的设计,以“核心问题”引导学生自然地生成相关的一系列“子问题”,从而有效地驱动课堂在“实践感悟”中自然、有序地向前推进。本文以上海科学技术出版社出版的高级中学课本《物理》高二年级第二学期(试用本)第11章A电磁感应现象第2节新授课内容——“探究感应电流产生的条件”教学案例为例,积极探寻“问题引领、对话体验、实践感悟”的课堂追问路径。
一、核心问题与问题系统
本节课的核心问题是感应电流产生的条件是什么?围绕核心问题精心设计了三个子问题,子问题分别围绕“是什么?”“如何设计?”以及“为什么?”开展,构建探究感应电流产生的条件问题系统,如图1所示。
图1探究感应电流产生的条件的问题系统
二、对话与追问
1、教师设问,导入情境
教师引导学生阅读教材P2“自主活动”并思考问题:(1)如何才能由“磁生电”?是不是只要将一个磁铁放在回路的旁边就能产生感应电流呢?(2)在初中时,我们是如何使闭合回路中产生感应电流的?
学生:在问题的引导下,利用手边的实验器材,重现初中所学的“磁生电”内容。
2、生生追问,合作学习
教师引导:按照初中所学的方法,我们所总结出来的产生感应电流的条件是如何表述的呢?
合作小组学生A:闭合回路的部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,电路中就会产生感应电流。合作小组学生B提问:电路中的电流是由什么器件提供的呢?
合作小组学生C追问:电路中的电流应当是电源提供的,那么电路中哪一部分相当于是电源呢?是不是只有闭合回路的部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时才会产生感应电流呢?闭合回路的全部导体在磁场中切割情况又是如何?
3、师生对话,方法归类
方法归类要点:(1)你用的什么方法得到感应电流的?(2)设计的原理是什么?(3)如果有原理图或电路图,请画出。
合作小组学生A:让条形磁铁上下运动,依据是相对运动原理。合作小组学生B:让通电线圈A在线圈B中上下移动,依据是用电磁铁代替永磁体。
教师追问:以上方法中,线圈和磁场间都存在相对运动,上述两种方法都等同于线圈在切割磁感线。那么,能不能在闭合回路跟磁场间没有相对运动的情况下产生感应电流呢?
组内追问:如何进一步优化实验,实现闭合回路跟磁场间没有相对运动的情况下产生感应电流?各小组需要深入探究学习,仔细观察每一个实验细节。
合作小组学生C:如图2所示,在教材第3页图11-7所示的装置中,断开或闭合开关,或者是在开关闭合时,较快地移动滑动变阻器的滑片时,也能产生感应电流。原理是由变化的电流产生变化的磁场,而法拉第的研究告诉我们,变化的磁场就能够在闭合回路中产生感应电流。
合作小组学生D:如图2所示,在教材第3页图11-7所示的装置中,在开关闭合时,在线圈A中迅速拔出或者插入铁芯时,也有感应电流产生。原理与学生代表C所述相同,即改变闭合回路所在处的磁场强弱时,可以产生感应电流。
初步结论:只要闭合电路所在处的磁场发生变化,电路中就会产生感应电流。
4、教师追问,引导归纳
教师追问:如果让条形磁铁沿线圈B轴线的中垂线,从侧面靠近(或远离)线圈B,或者让线圈A和B的轴线相互垂直放置时,线圈B回路中有没有感应电流呢?
学生们继续分组探究,发现此时虽然线圈B回路所在处的磁场也发生了变化,但并没有使回路中产生感应电流。
实践感悟:以上的初步结论应该还存在不完善的地方。
法拉第的伟大之处还在于,他创造性地用形象的“磁感线”来直观地描述抽象、无形的磁场。以此进一步引导学生在相关实验装置简图中画出相应的磁感线分布情况,并深入思考产生感应电流的本质原因。
教师追问:我们通过探究实验,知道能够产生感应电流的情况是多样的,法拉第当年就概括出5种情况,其实归根结底就是闭合回路所在处的磁场发生了变化,进而导致该区域的磁通量发生了变化。所以,我们可以怎样归纳产生感应电流的根本条件呢?
学生总结:产生感应电流产生的条件:只要穿过闭合回路的磁通量发生变化,闭合回路中就会产生感应电流。
三、教学体会
本节课的教学内容比较明确,学生已有一定的知识储备。本节课的教学设计主要是让学生自主进行实验探究。为了使教学流畅、紧凑,时时能抓住学生的思维,本课在三个子问题的设置上下了一番功夫,目的是为了能让师生对话、生生对话在学生不断深入探究的思维中自然地推进,使得学生的感悟由浅入深、由片面到全面、由现象到本质,以便时时能使学生的思维处于活跃状态,从而提高课堂效率。
另外,本课通过小组讨论和协作,结合师生追问、生生追问并解决“如何产生?如何使现象更明显?如何设计相关实验进行验证或探究?产生感应电流的本质原因是什么?”等关键性问题,然后由学生以汇报的形式,边汇报边演示(教师则在课前充分准备好学生可能需要用到的实验器材),从而能最大程度地调动学生的学习热情,发挥学生的主观能动性,并使得课堂更加贴近学生的认知水平,让对话体验成为课堂追问的有效途径,从而更加有助于培养学生科学探究的核心素养。
本文刊登于《学习报》年9月版,作者为上海市宝山区海滨中学陈玉华
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