何定一

摘要：学习者不应是知识的被动接受者，而应该是知识获取过程中的主动参与者。要让学生能主动参与到探究过程中，关键在于有效设疑，本文通过探讨《自感》的教学设计来阐述如何在教学中贯彻创设问题情景，使学生主动建构知识的思想。

关键词：问题情境；自感；教学设计

中图分类号：G633.7 文献标识码：A文章编号：1003-6148(2009)6(S)-0066-3

1 教学背景

本节课《自感现象》的教学设计参考《全日制普通高级中学教科书（必修加选修）》第二册第十六章第五节。本节课既是一个概念课，同时也是一个规律应用课。自感现象本质上是一种电磁感应。要使学生明白自感现象符合电磁感应的一般规律，教学关键是做好课本中的两个实验，即通电自感和断电自感，对学生认识自感现象提供认知情境。

2 教学片段

片段一：创设悬念式问题情境，激发学生的求知欲望

（1） 回忆巩固，为建构新知搭起“脚手架”

如图1所示，用一个线圈与一节干电池组成闭合回路。

引导性提问：

问题1:当开关闭合时，线圈内电流变化吗？有感应电流和感应电动势产生吗？

问题2：这个感应电流和感应电动势与原来的电流有什么关系呢？

设计目的：让学生回忆得出“电流增大时，线圈中有感应电动势产生”。

问题3：当开关断开时，线圈内电流变化吗？有感应电流和感应电动势产生吗？

问题4：这个感应电流和感应电动势与原来的电流有什么关系呢？

设计目的：让学生回忆断电情况下也因电流的变化而产生了感应电动势。

评析：心理学研究表明，大脑皮层引起的暂时联系，如不加以强化，就会逐渐消失。复习能使大脑皮层形成的暂时联系得到强化，而课堂回忆性提问能促使学生将学过的知识进行再认和重现，以加强识记，这是知识结构不断优化的基本前提。复习这部分知识，为后面的“感应电动势阻碍电流变化”作铺垫。同时通过以上几个问题的解答，即通电和断电过程线圈中有感应电动势产生，为下面将进行的实验做好准备。

（2）惊险实验，在亲身体验中产生悬念

教师提出：用一节1.5伏的干电池可以使人触电，你相信吗？

实验设计：一节1.5V的干电池，一个40W普通日光灯的镇流器。然后让勇于尝试的几名同学手拉手站成一排（事先告之此实验“有惊无险”），两端的两名同学分别握住由普通日光灯镇流器副线圈引出的两条线，教师拿一节干电池与镇流器的原线圈连接。电路连接好后提醒学生注意，开始实验，教师突然断开干电池与原线圈的连接，观察几名学生的反应，让学生亲身体验自感现象。

问题5：刚才参与实验的同学说一说自己的感觉。

问题6：一节干电池能让人有触电的感觉？为什么？这就是我们今天要学习的内容。

评析：在确保安全前提下让学生亲身体验、以身试“险”，不仅可引起学生的好奇心，活跃课堂气氛，而且可为获取新知提供鲜明生动的感知情境。教学中，教师根据所授内容和学生的认知特点，精心设计一种孕育着疑难问题而又引人入胜的情境，使学生进入心求通而未得，口欲言而不能表达的状态，从而激发兴趣，唤起学生的求知欲，使思维处于活跃状态，然后因势利导地指导学生去追根寻源，积极探索。

片段二：创设探究式问题情境，培养思维的深刻性

（1）情境生疑，用问题领跑思维

通过学生的观察与思考，为概念的形成提供科学依据。

问题7：演示如图3所示实验，当闭合开关S后，会发生什么现象？（让学生先猜想）

追问8：你猜想的理由是什么？（学生思考、讨论、回答）

提问9：L是线圈，相当于螺线管。在接通开关S后，线圈中有电流吗？这个电流如何变化？

提问10：线圈中的电流变化（增大），使线圈中的磁场变化了吗？

提问11：根据楞次定律，线圈中的磁场变化要产生什么？

提问12：根据楞次定律，感应电流与原电流方向有什么联系？

师生共同归纳：

评析：通过对比演示，找出差异，提出悬念。然后通过学生自己分析或小组讨论再回答。教师通过递进式提问和分析，充分重视学生亲历观察、分析、判断、交流等活动过程以及知识的形成发展过程。

（2）问题质疑，探索中建构新知

通过讨论、交流，用实验验证，让学生深入理解概念的内涵。

问题13：如图5所示，接通S后，灯泡A正常发光，大家设想一下，突然断开S后，会产生什么现象？为什么？

教师可以分步设置以下问题引导学生分析：

问题14：L与A并联，线圈能视为导线吗？线圈中有电流吗？

问题15：线圈L中有电流，有磁场吗？开关S断开的瞬间，L电流减小吗？

问题16：线圈L中电流减小时，磁场如何变化？将产生什么现象？

结论：当电路中电流减小时，线圈产生感应电动势阻碍电流减少。归纳自感现象的概念。

问题17：灯泡A为什么要闪亮一下？灯泡的亮度大小与什么因素有关？电流变大？电动势变大？（暂时不解释，留到下一个片段教学中分析）

评析:本片段采用“倒叙”方法，先让学生利用所学的知识和掌握的技能，分析可能出现的情况，提出自己的观点，再让学生来论证自己的观点，提出假设，最后通过实验来验证自己的假设是否正确，通过老师的分析和引导，修正猜想，完善认知。

片段三：创设辐射式问题情境，培养思维的发散性

（1）发散思考，将知识融入多变的情境

教师提问：如图7所示电路图，回答下面的问题。

问题18：通电瞬间，A₁和A₂中的电流大小和方向如何变化？

问题19：闭合开关S后稳定时，A₁和A₂的亮度相同。当断开S瞬间，电路中会出现什么现象？

学生猜想并说明理由，再演示。

问题20：如果线圈L的电阻很小，可忽略，电路接通后达到稳定时，A₁和A₂哪个亮？

问题21：如果线圈L的电阻很小，可忽略，断开S时又会出现什么现象？两灯的亮度与原来比较如何？

评析：本环节可以通过以上问题的设置，分析通电和断电后线圈中电流大小和方向的变化，深刻理解自感的作用。教师可以某一知识点为中心，从不同角度、不同途径根据物理原理、规律、实验等设置疑问。通过问题，引导学生在尽可能短的时间内去发现、寻找与此中心有密切联系的尽可能多的知识点，深化对知识的理解，鼓励大胆推理和想象，培养思维的发散性。

（2）课堂延伸，在应用中活化知识

① 现实生活的例子：通常在拉开闸刀开关或接通闸刀开关的瞬间，会发生火花，能否用自感现象解释？

② 大家都知道，一只9W的节能灯相当于60W白炽灯的光效。另外，灯管可以做成各种形状，起到装饰的效果，所以节能灯成了室内装修的时尚灯。由于电子节能灯发光效率高，无污染、无噪音、无闪烁，被人们誉为“绿色光源”。

大家上网查一下，节能灯与普通日光灯相比还有什么不同？

3 教学反思

课程标准对本节课的要求是通过实验来创设问题情景，主要解决两个基本问题——通电自感和断电自感。本节三个教学片段的设计着力体现以下几点：

片段一：设计悬念式问题情境，使学生对教学内容产生疑惑和兴趣，使的思维不断地迸发出智慧的火花。教师在教学中设置的悬念式问题情境应紧扣教材，符合最近发展区，具有一定的新颖性，起到一石激起千层浪的效果，这样才能调动学生学习的兴趣。

片段二：采用“思考、假设与观察”的教学方法，运用“实验与探究”学习方法。通过实验演示，提出问题，让学习分析、思考，再由老师通过一系列问题串，递进式解决问题，让学生通过已有认知，结合实验，建构新知识。

片段三：通过设置辐射式问题情境，引导学生多角度、全方位剖析，不仅对帮助学生深刻理解知识有积极的意义，更重要的是帮助学生拓宽思路、活跃思维、训练发散思维能力。

有效问题的建构，应注意：

（１）问题设计要符合课程标准中对教学内容的要求；

（２）问题设计要能引起学生的认知冲突，使学生感到有认知难度，但又不会超脱于其最近发展区的认知阈限；

（３）问题设计要能引起学生的参与热情和激发学生的学习动机；

（４）问题设计要能培养学习者的问题意识，拓展学习者的思维空间；

在物理教学中，教师应深入分析教材，结合学生的认知和心理特点，创设恰当的问题情境，加强问题意识和质疑能力的培养，以激发学生的学习欲望，拓展学生的思维空间，从而培养学生的科学素养、提高学生分析解决问题的能力。

(栏目编辑张正严)