教學案例|核心問題引領下的對話與追問—探究感應電流產生的條件

2020-12-17 現代課程網

「問題引領、對話體驗、實踐感悟」的課堂是以「問題系統」的形式呈現，通過自然的「對話」，激發學生的學習興趣，調動學生的深度思維。以「核心問題」為中心引領課堂教學，使學生最大程度地處於積極主動自主建構問題系統的深度思維狀態中。事實上，課堂中教師決不是為了問題而生硬地拋出一系列的所謂「問題」，而是以學生學習的思維為主線，通過科學的設計，以「核心問題」引導學生自然地生成相關的一系列「子問題」，從而有效地驅動課堂在「實踐感悟」中自然、有序地向前推進。本文以上海科學技術出版社出版的高級中學課本《物理》高二年級第二學期（試用本）第11章A電磁感應現象第2節新授課內容——「探究感應電流產生的條件」教學案例為例，積極探尋「問題引領、對話體驗、實踐感悟」的課堂追問路徑。

一、核心問題與問題系統

本節課的核心問題是感應電流產生的條件是什麼？圍繞核心問題精心設計了三個子問題，子問題分別圍繞「是什麼？」「如何設計？」以及「為什麼？」開展，構建探究感應電流產生的條件問題系統，如圖1所示。

圖1 探究感應電流產生的條件的問題系統

二、對話與追問

1、教師設問，導入情境

教師引導學生閱讀教材P2「自主活動」並思考問題：（1）如何才能由「磁生電」？是不是只要將一個磁鐵放在迴路的旁邊就能產生感應電流呢？（2）在初中時，我們是如何使閉合迴路中產生感應電流的？

學生：在問題的引導下，利用手邊的實驗器材，重現初中所學的「磁生電」內容。

2、生生追問，合作學習

教師引導：按照初中所學的方法，我們所總結出來的產生感應電流的條件是如何表述的呢？

合作小組學生A：閉合迴路的部分導體在磁場中做切割磁感線的運動時，電路中就會產生感應電流。合作小組學生B提問：電路中的電流是由什麼器件提供的呢？

合作小組學生C追問：電路中的電流應當是電源提供的，那麼電路中哪一部分相當於是電源呢？是不是只有閉合迴路的部分導體在磁場中做切割磁感線的運動時才會產生感應電流呢？閉合迴路的全部導體在磁場中切割情況又是如何？

3、師生對話，方法歸類

方法歸類要點：（1）你用的什麼方法得到感應電流的？（2）設計的原理是什麼？（3）如果有原理圖或電路圖，請畫出。

合作小組學生A：讓條形磁鐵上下運動，依據是相對運動原理。合作小組學生B：讓通電線圈A在線圈B中上下移動，依據是用電磁鐵代替永磁體。

教師追問：以上方法中，線圈和磁場間都存在相對運動，上述兩種方法都等同於線圈在切割磁感線。那麼，能不能在閉合迴路跟磁場間沒有相對運動的情況下產生感應電流呢？

組內追問：如何進一步優化實驗，實現閉合迴路跟磁場間沒有相對運動的情況下產生感應電流？各小組需要深入探究學習，仔細觀察每一個實驗細節。

合作小組學生C：如圖2所示，在教材第3頁圖11-7所示的裝置中，斷開或閉合開關，或者是在開關閉合時，較快地移動滑動變阻器的滑片時，也能產生感應電流。原理是由變化的電流產生變化的磁場，而法拉第的研究告訴我們，變化的磁場就能夠在閉合迴路中產生感應電流。

合作小組學生D：如圖2所示，在教材第3頁圖11-7所示的裝置中，在開關閉合時，在線圈A中迅速拔出或者插入鐵芯時，也有感應電流產生。原理與學生代表C所述相同，即改變閉合迴路所在處的磁場強弱時，可以產生感應電流。

初步結論：只要閉合電路所在處的磁場發生變化，電路中就會產生感應電流。

4、教師追問，引導歸納

教師追問：如果讓條形磁鐵沿線圈B軸線的中垂線，從側面靠近（或遠離）線圈B，或者讓線圈A和B的軸線相互垂直放置時，線圈B迴路中有沒有感應電流呢？

學生們繼續分組探究，發現此時雖然線圈B迴路所在處的磁場也發生了變化，但並沒有使迴路中產生感應電流。

實踐感悟：以上的初步結論應該還存在不完善的地方。

法拉第的偉大之處還在於，他創造性地用形象的「磁感線」來直觀地描述抽象、無形的磁場。以此進一步引導學生在相關實驗裝置簡圖中畫出相應的磁感線分布情況，並深入思考產生感應電流的本質原因。

教師追問：我們通過探究實驗，知道能夠產生感應電流的情況是多樣的，法拉第當年就概括出5種情況，其實歸根結底就是閉合迴路所在處的磁場發生了變化，進而導致該區域的磁通量發生了變化。所以，我們可以怎樣歸納產生感應電流的根本條件呢？

學生總結：產生感應電流產生的條件：只要穿過閉合迴路的磁通量發生變化，閉合迴路中就會產生感應電流。

三、教學體會

本節課的教學內容比較明確，學生已有一定的知識儲備。本節課的教學設計主要是讓學生自主進行實驗探究。為了使教學流暢、緊湊，時時能抓住學生的思維，本課在三個子問題的設置上下了一番功夫，目的是為了能讓師生對話、生生對話在學生不斷深入探究的思維中自然地推進，使得學生的感悟由淺入深、由片面到全面、由現象到本質，以便時時能使學生的思維處於活躍狀態，從而提高課堂效率。

另外，本課通過小組討論和協作，結合師生追問、生生追問並解決「如何產生？如何使現象更明顯？如何設計相關實驗進行驗證或探究？產生感應電流的本質原因是什麼？」等關鍵性問題，然後由學生以匯報的形式，邊匯報邊演示（教師則在課前充分準備好學生可能需要用到的實驗器材），從而能最大程度地調動學生的學習熱情，發揮學生的主觀能動性，並使得課堂更加貼近學生的認知水平，讓對話體驗成為課堂追問的有效途徑，從而更加有助於培養學生科學探究的核心素養。

本文刊登於《學習報》2018年9月版，作者為上海市寶山區海濱中學陳玉華

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