浅析《楞次定律》的三种不同探究式教学策略

高炳添

摘 要：根据高考评价体系核心功能内容，结合学生个体智力的区别，学习能力的差异，学生对知识的消化吸收能力的差别，对于不同层次的学生采取的教学策略要有区别，因而进行有效地分层教学是新高考改革的大趋势。以科学探究《楞次定律》的教学为例，据笔者听了三个老师的课，根据他们对其课探究的难点采取三种不同的探究策略，我把它们总结为模仿式科学探究、引导式科学探究和创造性科学探究，并对三种策略进行对比分析，希望能从中获得一些教学共鸣。

关键词：模仿式探究;引导式探究;创造性探究;分层教学

高考新的评价体系由“一核”“四层”“四翼”三部分组成，而其中的核心功能是“立德树人、服务选才、引导教学”，立足于高效选拔人才。因个体智力的区别性，学习能力的差别性，所以在引导教学时也要根据不同层次的学生采取不同的教学策略，对于不同层次的学生采取的教学策略如不恰当，容易造成优生学不够，待进生跟不上，所以进行有效地分层教学是新高考改革的大趋势。本文以《楞次定律》科学探究教学为例，面对不同的生源，采取不同教学探究策略进行对比分析。

先是课前的引导工作：研究螺旋管的绕向和电流的流向和指针的偏转方向。让同学利用一节直流电磁和电流计，探究一下指针偏转方向和电流流向的关系，并做好标记。对简单的问题的探究激发学生的兴趣，用实验培养学生实事求是的科学态度，从而触发学生主动探究的内驱力。其次是本课的重难点，探究“感应电流的方向”问题。笔者根据三个老师对本节课探究的难点采取三种不同的策略，分别把它们总结为模仿式科学探究、引导式科学探究和创造性探究三种策略。

一、模仿式的科学探究

学生根据老师的行为和活动进行效仿的过程，这是教师常用一种探究教学策略。对于基础较差的高中生，这种探究方式也可以起到不错的效果的。

（一）如上图，老师先自己动手完成甲这列的所有内容，接着让学生动手完成乙、丙、丁这三列的内容，当学生动手完成后，紧接着老师引领学生一起分析我们如何来判断感应电流的方向。从表格的第一行分析起，与原磁场的方向发现有时同有时反;与磁通量的变化对比，增加的有向上的也有向下的;与感应磁场对比，向上时都向右，向下时都向左，实际上就是满足右手安培定则。从这个结论我们要得到感应电流的方向可以得到感应磁场的方向，再重新分析一下各行和感应磁场方向的关系，通过表格对比就可以得出探究的结论。

（二）模仿式教学流程图：先从实验中获得感应电流的方向，根据安培右手定则得出感应电流的磁场，根据磁通量变化得出原磁场方向和感应磁场方向的关系，最后总结得出楞次定律的实验结论。

（三）拓展提高：1.从感应电流的磁场方向跟原磁场方向的关系理解“阻碍”的含义：“增则反，减则同”。2.从磁铁跟线圈相对运动的角度，理解阻碍的含义：磁铁跟感应电流间的相互作用力，总是阻碍它们间的相对运动，即“来则拒，去则留”。3.从能量转化的角度理解“阻碍”的含义：通过这种“阻碍”作用，把其他形式的能量转化为电能，“阻碍”正是能量守恒定律在电磁感应现象中的具体体现。

（四）应用分析：电阻R、电容C与一线圈连成闭合电路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示。现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是（ ）

A.从a到b，上极板带正电

B.从a到b，下极板带正电

C.从b到a，上极板带正电

D.從b到a，下极板带正电

思路点拨：先明确原磁场方向，再明确磁通量的变化，得出感应电流磁场的方向，最后根据右手定则得出感应电流的方向。所以流过R的电流方向从b到a，电容器下极板带正电。选项D正确。

二、引导式的科学探究

根据杜威的“问题学习法”中，引导式探究模式先给学生一个真实的经验情境，在真实的情境中产生一个真实的问题，研究解决问题的方法，最后得出实验结论。

（一）如上图，老师是先引导同学一起做实验，从运动状态、磁场方向都无法直接得出感应电流的方向，让同学们再分析一下，看还能发现什么？磁通量如何变化呢？但是还是没有办法直接判断出感应电流的方向。真实的情境下出现了困难，研究解决问题的方法，引导学生磁场能产生电流，电流周围存在磁场，相应的感应电流周围会存在感应磁场，引进中间桥梁：感应电流磁场。

（二）引导式的流程图：1.真实的情境中获得原磁场方向、运动状态、原磁通量变化和感应电流的方向;2.进行对比分析，原磁场方向、运动状态、原磁通量变化分别与感应电流方向的关系，无法直接得出结论;3.引进中间桥梁，感应电流产生的磁场，再次进行与三个量进行对比分析，最后得出实验结论，并总结出楞次定律的内容。

（三）深化理解，巩固提高

用问题作为引导，让学生进行总结归纳：1.从感应电流磁场方向跟原磁场方向的关系理解“阻碍”的含义;2.从磁铁跟线圈相对运动的角度，理解阻碍的含义;3.从能量转化的角度理解“阻碍”的含义。

（四）应用分析：如下图所示，当开关S由1搬至2，通过电阻R的感应电流的方向（ ）

A.由a→b         B.由b→a

C.先由a→b，后由b→aD.先由b→a，后由a→b

思路点拨：由右边电流明确原磁场方向，再由开关的闭合与断开明确磁通量的变化，得出感应电流磁场的方向，最后根据右手定则得出感应电流的方向，选项D正确。

三、创造性的科学探究

创造性教学主要是教师引导学生创造性地解决问题的过程，所以它发端与问题，行进于问题，终止于问题。

（一）教师利用“时空隧道”作为引入，利用约为60厘米的铝管和PV管，两粒直径比管的直径小的永磁铁小圆片和塑料小圆片。让铝管和塑料管竖直，把永磁铁小圆片和塑料小圆片分别从管口顶端释放，发现塑料小圆片从塑料PV管和铝管下落的时间差不多，而永磁铁小圆片从铝管小落的时间比从PV管下落的时间长得多，我们把这个永磁铁在铝管中的运动变慢称为“时空隧道”，今天让我们一起研究“时空隧道”的奥秘。

请同学们思考一下磁铁的相互作用力，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。刚才做实验的永磁铁也有NS极，那我重新做一下实验，同学们猜想一下，N极向下和S极向下有差别吗？结果做完实验，发现没有差别。神奇啦？

我在这个铝管上切一小段来研究，根据磁相互作用力的原理，当N极朝下，向下靠近这一小段时，要排斥它向下运动，那么这一小段上面是N极，下端为S极，磁感线方向由下指向上，反知要离开这小段时，应该是相反的。接下来让同学们亲自来探究一下这个“时空隧道”奥秘的真相吧。同学们思考一下，如何用实验看出体现磁感线的方向啊？同学们很容易根据前面的知识，电流周围存在着磁场，感应磁场应该来自感应电流，那么我们用电流计先測出感应电流方向就可以得到感应磁场的方向了。

（二）下面让同学们探究以下四种情况：磁场方向向下并向下插入线圈、磁场方向向下并向上离开线圈、磁场方向向上并向下插入线圈、磁场方向向上并向上离开线圈;四种情况下分别分析感应磁场方向，感应电流方向，感应磁场与原磁场方向的关系，原磁通量的变化等问题，让同学们讨论得出结论，请同学代表到黑板上进行分享交流。

（三）创造性设计流程：以“时空隧道”为引入设置问题，利用磁的相互作用力分析问题，自然引入感应磁场，再由右手定则得出感应电流的方向，拓展得出楞次定律的内容，最后分析“时空隧道”的本质问题。本节课采用“以学生为主体”的教学策略，利用创造性的探究设计，让学生通过自主探究实践活动，得到实验数据，再通过分析论证，归纳总结得出结论，培养学生科学的探究能力和合作精神。

（四）应用分析，abcd是一个可绕垂直于纸面的轴O转动的闭合矩形导线框，E是电源，当滑动变阻器R的滑片P自左向右滑行时，求线圈转动的方向？

思路点拨：电路中电流减小，线框所在位置的磁感应强度B减小，穿过线框的磁通量减小，这时线框就以增大有效面积的方式来阻碍磁通量的减小，于是线圈将顺时针转动。

四、类比分析

根据三位老师的课堂效果分析：第三位老师利用磁的相互作用力的效果，很自然又巧妙的引进感应电流磁场，这在训练优秀的学生思维起到了很好的作用，让课堂更顺畅，让听课老师觉得更优秀完美，体现了创造性教学探究的效果;第二位老师利用真实的情境设置问题，带领学生一起解决问题，利用引导式的教学效果，设置感应磁场设为中间桥梁，巧妙地解决难点，这对于中等及以上的学生起到了很好的启发效果;第一位老师自己先演示一遍，接着让学生模仿老师进行演示探究，这看起来很普通，但是这对中等以下的学生由模仿学习到自行探究起到了较好的学习效果。我们对教于学难点不但要研究教法，同时也要研究不同层次的学生，研究学生的心理、研究学生的认知能力，根据学生学习能力的不同而采取分层教学探究。

结束语

根据“科学探究”的内涵，主要是基于观察和实验提出物理问题、形成猜想和假设、设计实验与制订方案、获取和处理信息、基于证据得出结论并作出解释，以及在探究过程中和结果进行交流、评估、反思的能力。这只是作为我们教育工作者的指导意见，并不能照本宣科，而是要进行研究探讨，对于同一个课题可以反复的研究，通过多种方式进行对比研究，对不同层次的学生可以研究出多种策略的探究方案，有助于全体学生得到较好的学习效果。

参考文献

[1]教育部考试中心制定.中国高考评价体系.北京：人民教育出版社，2019.11

[2]郭玉英、明义.新课程标准解析与教学指导.北京：北京大学师范大学出版社，2018.8