以“楞次定律”教学为例谈自主探究学习

张新华

摘要：促进学生自主探究，实现学习过程的主动建构，是培养学生创新能力的根本途径。本文结合“楞次定律”的主要教学过程。尝试了包括“提出或生成物理问题——设计探究方案——实施探究方案——建构物理知识”等基本环节的物理自主探究学习模式，以激发学生探究欲望，培养物理自主探究学习的意识，促进学生自主探究学习能力的提升。

关键词：自主探究；自主建构；楞次定律

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2014）4（8）-0008-3

激活学生探究欲望，培养和提高学生自主探究的意识和能力是学生发展的内在需要。促进学生自主探究，实现学习过程的主动建构，是培养学生创新能力的根本途径。物理自主探究学习是指学生围绕物理问题、文本或材料。在教师的指导下，自主寻求或自主建构答案、理解或信息的过程。我们在实践中构建了物理自主探究学习的基本框架。如图1所示：

2013年12月，笔者有幸参加浙江省高中物理2013年会，执教“楞次定律”观摩课，尝试了包括“提出或生成物理问题—设计探究方案——实施探究方案——建构物理知识”等基本环节的物理自主探究学习模式，收到了很好的效果。在此向各位同仁介绍主要教学过程，意在和大家一起探讨。

1 自主探究物理问题的生成

探究学习强调知识建构的情境脉络。情境脉络强调的是知识产生的背景，知识发挥作用的场景或情境。教学情境能对教学过程起导引、定向、调节和控制的作用。有价值的物理情境一定是内含问题的情境，情境中的物理问题应具有目的性、匹配性和新颖性。

比如，在“楞次定律”教学中，通过展示情景，提出问题：

教师选用自制实验装置（如图2），木架一个，黑色背景的面板一块（用来衬托灯光），红色、绿色发光二极管（1.8V）各一个，弹簧一根（上端悬挂于木架的顶部）。由两个磁性很强的圆柱形磁铁组成一个磁体（上端附带挂钩），漆包线绕成的线圈（600-800匝），导线若干。

结合图3，“一看”：小灯珠发光了。使学生复习旧知识，为新课教学做好知识准备。

“二看”：红灯、绿灯在交替发光。引出了新课的主题——感应电流的方向。

“三看”：红灯、绿灯的交替发光与磁铁的上下运动有关。

使学生感受到。“感应电流方向的变化”存在着某种规律，从而很自然地引出了课题“探究感应电流的方向具有什么规律”。

2 自主设计探究方案

课堂教学要创设一种类似于学术研究的问题情境，明确探究目的和已有条件。经历制定计划与设计实验的过程，这主要包括尝试选择科学探究的方法及所需要的器材，尝试考虑影响问题的主要因素，制定计划与设计实验等。

比如。在“实验探究感应电流的方向具有什么规律”的教学中。小组讨论：

（1）设计实验

猜一猜：感应电流的方向可能跟哪些因素有关？

议一议：实验的研究对象是谁？要用到哪些仪器？

画出实验的设计方案示意图。

想一想：不限于给定的器材，你还想到了什么研究方案？

让学生相互讨论，逐步形成设计方案。（学生积极回答。教师肯定学生的成功之处，科学地进行评价。）如何记录感应电流的方向？灵敏电流表、发光二极管……

（2）实验方案的确定

在学生充分讨论、小组交流之后。教师引导学生选择简单、合理的实验装置（如图4）。

（3）讨论设计实验记录表

指导学生设计实验记录表格，并投影部分学生设计的表格，学生评价各自的优点和缺点。

（投影）展示几组学生自行设计的实验记录表格。

3 合作背景下探究方案的开展

通过探究共同体各成员间的对话、协商和合作，进行实验与收集证据，主要包括：具有安全操作的意识，会使用简单的实验仪器并正确记录实验数据。观察和实验收集数据，尝试评估有关信息的科学性等。

比如，在“感应电流的方向具有什么规律”实验探究方案的开展中，学生分成两人一组进行实验，观察并记录当条形磁铁N极或S极移近或插入线圈、离开或从线圈中拨出时感应电流的方向，并将实验结果填入设计的实验记录表格中。实验中需要通过探究共同体各成员间对话的问题主要有：灵敏电流表指针的偏转与电流方向的关系；线圈绕向；线圈的原磁场方向……

4 自主建构物理知识和反思

教师要在课堂教学中积极营造一种民主的氛围，让学生自行地发现规律，大胆地表达规律。当学生面临情景时。教师需把学生引入到共同体中进行共同协商和建构。

如，在“感应电流的方向具有什么规律”的实验现象分析过程中，让学生充分体验“山重水复疑无路”的感觉，真正感受改变分析角度发现规律的“柳暗花明又一村”的喜悦。

教学实录：

师：感应电流的方向跟线圈内磁通量的变化有什么关系？

生：……

师：磁通量增加时，感应电流的方向如何？

生：逆时针或顺时针方向。

师：这说明感应电流的方向只与磁通量变化有关吗？

生：还跟线圈内原磁场方向有关。

师：如何寻找“一个变化”（Φ变化）、“两个方向”（I感方向、B原方向）间的关系呢？

生：……

师：（启发学生思考）同类物理量间的方向关系可能更容易找到。那么，我们能否找到一个与B原同类、又与I感有关的物理量？

生：感应电流的磁场。

在上述实验记录表格中添上一列（感应电流的磁场方向），并投影展示。

教师引导学生进行归纳总结：当穿过线圈的磁通量增加时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反：当穿过线圈的磁通量减少时。感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同。引导学生进一步分析“增则反，减则同”，把这一关系概括为“阻碍”变化。从而概括出楞次定律的内容：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

综上所述，在自主探究学习中，教师呈现的情境，其内含的问题，要能使学生产生认知冲突，引发认知需求，激起学生探究的欲望。接下来的一切建构行动都是由这个生成的认知需求启动的。通过探究共同体各成员间的协商与合作、自主地生成问题和解决问题。在自主探究学习中，知识建构是学生围绕自身的认知需求而自主完成的。

参考文献：

[1]郑志湖.构建学生自主探究的物理学习模式的探索[J].课程·教材·教法，2011，（3）：81.

[2]徐立海，徐招茂.楞次定律的教学引入实验[J].物理教学，2008，（5）：62.

（栏目编辑 赵保钢）