郭建勋

[摘   要]教学设计与信息技术有机融合，可让学生沿着科学家的足迹，重新经历自主探究的过程，亲身体验科学家的心路历程，从而培养学生严谨的科学思维能力，提高学生的物理学科核心素养。

[关键词]信息技术;科学探究;核心素养

[中图分类号]    G633.7        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2019）05-0047-03

一、教材分析

《探究感应电流的产生条件》是普通高中课程标准试验教科书物理选修3-2（人教版）第四章第二节的内容。它秉承了上一节“奥斯特梦圆电生磁”和“法拉第心系磁生电”的科学思想，又启发了下一节“利用楞次定律判断感应电流方向”的探究之路，因此本节内容在教学中扮演着承上启下的重要角色。必须强调的是，学生不可能在短短40分钟内完成先辈们历经十年艰辛的巨大工作量。因此，本节课的目的在于让学生感受科学探究的魅力以及培养学生积极合作的团队精神。

二、学情分析

对于电磁感应的知识，学生在初中已经有了初步的感性认识，知道“切割磁感线产生感应电流”的规律，并且经过选修3-1《磁场》的学习，对“磁感线的分布、磁通量的变化”等一些基本概念均有较为深刻的理性认识。在这基础上，充分利用学生已有的心智模式，进行一系列的实验探究，充分利用信息技术，从而实现分析推理能力、合作探究能力、深度学习能力的融合渗透。

三、核心素养下的教学目标

1.物理观念

（1）观察电磁感应现象，理解产生感应电流的条件;

（2）形成“闭合回路磁通量变化产生感应电流”的相关电磁学物理观念。

2.科学探究

（1）经历各种实验探究活动，体会探究过程，提高分析论证能力;

（2）经历发现问题、设计方案、获取信息、归纳结论、评估分析的科学探究过程。

3.科学思维

（1）通过探究活动培养学生分析综合、推理论证的科学思维能力;

（2）通过电磁感应的应用，理论联系实际，培养学生质疑创新、模型构建的科学思维能力。

4.科学态度与责任

（1）认识科学、技术、社会、环境的联系，形成严谨认真、实事求是和持之以恒的科学态度;

（2）形成遵守科学规范、环境保护以及推动可持续发展的科学责任感。

四、教学重点、难点

1.教学重点

（1）让学生经历实验探究的过程;

（2）让学生对产生感应电流的条件进行归纳总结。

2.教学难点

（1）教师对实验探究的引导和把控;

（2）学生由各个实验总结出“磁通量发生变化”这一产生感应电流的原因。

五、教学方法和策略

1.交互式教学：与信息技术深度融合，促使师生积极互动，碰撞出思维的火花。

2.探究式教学：开展小组实验，培养学生“自主、探究、合作”的科学探究精神。

3.问题式教学：基于“问题”情境探索知识、掌握技能、学会思考，促进学生创造性思维的发展。

六、教学媒体和工具

多媒体设备（电脑、投影仪）、微课制作软件Focusky（动画演示大师）、智能手机、无线充电设备、导体棒、灵敏电流计、各种磁铁、大小螺线管、10米长摇绳、滑动变阻器、学生电源、开关、导线等。

七、教学过程

利用微课制作软件Focusky，制作微课《第二节 探究感应电流的产生条件》，并放在班级Q群，让学生进行课前预习，如图1所示，为新课讲授做好充分准备。

1.复习旧知，导入新课

（1）播放法拉第发现电磁感应的相关录像，展示部分历史照片，如图2所示。

（2）课堂上演示智能手机无线充电的前沿技术，如图3所示。教师提问：“手机和充电器之间没有任何连接，神奇的是手机居然能实现充电，原因在哪？下面让我们一起来揭开它的神秘面纱。”

【设计思路】通过微课发布预习要求，让学生课前预习，启动内部认知模式，以视频、图片播放以及手机的无线充电，激发学生的好奇心，为新课讲授做好准备。

2.合作探究，寻找规律

师：刚才的实验中，手机没有连接电源却能感应出电流，从而使手机自行充电。那么这个电流究竟是如何感应的呢？下面我们通过三个实验进行深入探究。

（1）实验一，部分导体切割磁感线

生：利用如图4的器材，按照表1的要求进行切割磁感线产生电流的分组实验。

[实验操作 电路中有（无）电流 分析论证 导体棒静止 导体棒平行磁感线运动 导体棒垂直磁感线运动 导体棒斜交磁感线运动 ]

生：小组总结，闭合回路的一部分导体切割磁感线时产生感应电流，切割包含了垂直切割和斜交切割两种情况。

（2）实验二，条形磁铁插入、拔出螺线管

师：除了切割磁感线外，还有其他产生感应电流的方法吗？请大家利用桌面上的实验器材，分组讨论，提出探究方案。

生：分组讨论并参考课本实验，初步得出如图5所示的实验方案，并按表2的要求进行条形磁铁插入、拔出螺线管的分组实验。

[实验操作 螺线管中有（无）电流 分析论证 磁铁静置于螺线管内 N极插入（拔出）螺线管 S極插入（拔出）螺线管 ]

生：小组代表上台利用实物投影演示实验并分享探究成果，当磁铁与螺线管发生相对运动时（即插入或拔出），螺线管与电流计组成的闭合回路有感应电流产生。

（3）实验三，模仿法拉第的经典实验

生：受网上视频和法拉第实验的启发，学生利用桌面上的器材自行设计实验。经小组讨论研究后，确定利用图8的方案，并按表3的要求进行模仿法拉第的分组实验。

[实验操作 螺线管b中有（无）电流 分析论证 开关闭合（断开）瞬间 开关闭合，迅速移动滑阻器的滑片P 螺线管[a]的电流恒定且静置于螺线管[b]内 螺线管[a]的电流恒定插入（拔出）螺线管[b] ]

生：小组总结，在断开、闭合开关瞬间、移动滑动变阻器的过程中以及螺线管a插入或拔出的过程中，螺线管b和电流计组成的回路均有感应电流产生。

【设计思路】本环节通过三个实验的探究，让学生经历类似科学家的艰难探究过程，培养猜想假设、设计方案、获取处理信息的科学探究能力，从而提升学生的核心素养和关键能力。

3.分析论证，提炼观点

师：请同学们根据刚才三个探究实验的结果，总结归纳产生感应电流的条件。

生：三个实验中，感应电流的产生都是由于磁感应强度B或有效面积S的变化而引起的。

师：很好，B或S的变化，能否用我们学过的一个物理量来描述呢？

生：磁通量。

师：对！那么产生感应电流的条件是什么？

生：闭合回路的磁通量发生变化。

【设计思路】本环节通过对实验现象的归纳、推理、总结，最后得出产生感应电流的条件，从而培养学生分析综合、推理论证的科学思维能力。

4.剖析原理，扩展延伸

（1）利用当堂所学知识剖析手机无线充电原理

师：请同学们根据所学的知识，解析课堂开始时的“无线充电”原理。

生：交流电使充电器底座的线圈产生变化的磁场，从而使手机的内置线圈产生感应电流，其实，原理就是电磁感应现象，因闭合回路的磁通量变化而产生感应电流。

（2）摇绳实验的扩展延伸

把一条约10m长的电线的两端连接在一个灵敏电流计的两个接线柱上，形成闭合回路。由两个学生沿东西方向摇动电线，可以看到灵敏电流计的指针有偏转，故产生了感应电流。

原理：电线与电流计组成的闭合回路的磁通量发生变化，或电线做切割磁感线运动。

实验现场如图9所示。

【设计思路】本环节通过手机无线充电原理的剖析来巩固“感应电流产生的条件”这一结论;以摇绳发电实验进行知识深化，进而培养学生的迁移创新能力。

八、教学反思与评价

1.紧扣新课程标准，融合信息技术，与时代同步

党的十九大提出：“落实立德树人的根本任务，发展素质教育，推进教育公平”;新课标要求“把学生培养成为具有良好科学文化素养、终身学习能力、自主发展能力的时代新人”。本教学设计充分体现了十九大的精神以及新课标理念，通过互联网、电脑、实物投影、微课、视频等多种信息技术手段，实现教与学、传统与时代的深度融合。

2.实验探究教学，渗透核心素养，彰显关键能力

核心素养是指学生应具备的能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力;对物理学科，核心素养包括“物理观念、科学探究、科学思维、科学态度与责任”四个维度。本教学设计通过三个实验对“感应电流的产生条件”进行深入探究，推理论证、归纳总结，从而实现学生学科核心素养以及关键能力的提升。

3. 以“问题”为主线，以深度学习为目的，提升学生的综合能力

基于“问题”的学习是由理解和解决问题的活动构成的一种学习方式;深度学习是通过组合低层特征形成更加抽象的高层表示属性，以发现规律分布特征的一种学习方式。本教学设计以“无线充电”引入问题，通过“感应电流产生条件”的实验探究，从各种低层特征的实验现象中总结出“磁通量变化”这一高层的抽象规律，并利用摇绳活动的设计进行扩展延伸，最终实现深度学习的升华，提升学生的综合能力。

[   参   考   文   献   ]

[1]  陈报南.物理核心素养导向的“探究感应电流的产生条件”教学研究[J].物理教学，2017（9）：16-19.

[2]  赵惠松.核心素养理念下的物理课堂教学：以“探究感应电流的产生条件”教学为例[J].物理教学，2018（5）：6-10.

[3]  吳必龙.“探究感应电流的产生条件”教学启示[J].物理教学探讨，2013（6）：61-62.

（责任编辑 易志毅）