遵循认知规律 科学调整教材实验

摘 要：本文针对人教版普通高中新课标实验教科书《物理》“楞次定律”一节内容中教学实验的调整和安排谈了作者自身的一些设想和思考。

关键词：楞次定律； 实验； 调整

中图分类号：G633．7 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2012）02-024-001

一、问题的由来

在高中二年级的物理教学中，楞次定律既是教学重点，又是教学难点。人教版普通高中新课标实验教科书《物理》（选修3-2第四章第三节“楞次定律”一节中的实验设计与原教材相同（见图1），都是采用探究的手段利用磁铁插入和拔出线圈，通过观察感应电流的方向去判断感应电流的磁场方向，从而分析得出楞次定律。这种实验设计让学生通过观察指针偏转感知感应电流的方向，进而判断感应电流的磁场方向，最终又总结出由感应电流的磁场方向去判断感应电流方向的规律，可谓颠三倒四。从以往的教学经验来看，学生很难想到用“感应电流的磁场”这个中介来概括出感应电流的方向与磁通量变化的关系，形成在认知上的困惑。此外，在实验操作中由于还要先行确定电流计指针偏转方向与流入、流出电流方向之间的关系和辨别线圈的绕向等等，无形中增加了实验的难度。在实际教学中，结论的得出往往并不能如事先预想的那样水到渠成，而是教者最终为了完成教学任务“强加”给学生的。显然，该装置实验已成为探究过程的一个瓶颈，人为制约了学生自主探究的顺利进行。

二、实验的调整

基于上述情况的存在，很多物理老师在各自的教学实践中也纷纷进行了一些有益的尝试，其中相对比较成功的做法是通过采用自制教具创新实验设计替代教材上安排的实验。大致的思路是：用钕铁硼超强磁铁移近或离开固定在小车上的自行绕制的线圈（见图2），线圈中感应电流激发的磁场由于阻碍引起感应电流的磁通量的变化，迫使小车跟随磁铁同向运动，形成“来斥离吸”的现象。根据磁极间相互作用规律，直接判断出感应电流的磁场方向，从感应电流的磁场方向与原磁场方向之间的关系，总结出楞次定律。

仔细分析这一创新实验设计，不难发现其特点同时也是该创新实验设计取得成功和高效的地方：首先，借助自制教具实验现象变得直观、形象（来斥离吸）；其次，实验中可由现象直接判断出感应电流的磁场方向（同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引），层次变得简单明了，思维逻辑性强，符合学生的认知规律。

该创新实验设计通过使用自制实验器材巧妙突破了实验探究的瓶颈。使用自制器材固然好，然而笔者想说的是，在一般中学物理实验室中原本就有类似这种功能的器材——楞次定律演示仪（见图3），在新教材中该器材也有出现（“问题与练习”第六题）。相较于上面的自制器材，使用楞次定律演示仪不仅取材方便，操作简单，而且原理更加直观（避开了自制器材中可能出现的线圈绕向问题），现象更加明显（铝环力臂长，转动力矩大），效果更加显著（在本实验中，使用实验室常用普通条形磁铁就可以进行演示）。因此，笔者认为在进行本节实验探究设计时可以借鉴、吸收该创新实验设计的思想和原理，而关于实验器材则完全可以用楞次定律演示仪来替代自制器材，实在不必舍近求远。

三、教材实验的安排

楞次定律演示仪的使用，降低了思维难度，突破了探究的瓶颈，使得学生在课堂上进行自主探究真正成为可能。更为值得一提的是它的使用大大节省了课堂上的探究时间，从而使得教者在对这节课进行整体教学设计时能对其他相关教学内容的安排和处理显得更加灵活和从容。

比如，对教材中探究性实验的处理。笔者以为，在采用楞次定律演示仪顺利探究出楞次定律以后，因为课堂时间还很宽裕，完全可以将其改成验证性实验，让学生在当堂课中再通过实验去检验之前探究的结果。这样做，一方面既充分利用了原有教材的资源，通过实验验证（应用）让学生及时巩固了所学的知识，另一方面，验证实验与探究实验两个实验相互映衬，让学生亲身经历和体验了一个在中学物理教学当中相对比较完整和科学的探究过程，符合新课程有关“经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律”的要求，有利于培养学生的思维品质和提高他们的科学素养。

四、结束语

实验是研究和学习物理的基本方法，在教学中寻求现象明显同时又符合学生认知规律的实验，应当成为每一位物理老师孜孜以求的目标，只有这样，教学才能事半功倍。

参考文献：

［1］郭训盛，钟晓青.“楞次定律”的教学思路实践与创新，物理教学2010年第6期

［2］朱向阳，施朝群.楞次定律教学探讨与实验设计，物理实验 2010年第6期

［3］普通高中物理课程标准，人民教育出版社2003