关于牛奶盒壁感应电流的教学探究

关于牛奶盒壁感应电流的教学探究

包基锋

关键词：探究式教学；牛奶盒；电磁炉；感应电流

一、前言

传统教学重视学科经典内容的讲授，忽视学生的学习习惯和人生态度的培养，忽视学生的实践和经验。在教学过程中，基本上以教师、课堂、书本为中心，基本采用单一传递、讲授、灌输的方式，忽视交流、合作、主动参与、探究等学习方式。学生更多的是被动地接受“是什么”的知识，对“为什么”和“怎么办”的知识知之甚少。具体地说，传统教学的弊端主要表现为以下几个方面：第一，教师作为知识的仲裁者，对知识的“正确性”具有最高权威，不允许学生提出与自己不同的见解，也不允许学生从错误与探究中学习。第二，教师的教学以知识传递为主，对学生的学习能力、学习方法、情意发展和价值观的形成关注不够。第三，教师作为学生学习的控制者，对教学的目标、内容、方法、进程、结果和质量评定都实施严格的控制，教学过于程度化和模式化。第四，教师与学生的关系是教师“教”与学生“学”的关系，缺乏双向信息和多向信息的交流。

而我国新课程所倡导的是引导学生“主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力”，由此可见，传统教学与新课程所倡导的相去甚远。如何转变传统教学方式以适应新课程的需要，就成了一个紧迫的理论和实践任务。

探究式教学就是用探究的方式去达到寻求真理、解决问题的一种教学方式。探究是探本求源，探求真理，研就是研究、研讨。也就是用研究和研讨的方法去探求真理，寻求答案。研讨和研究的目的不仅仅是让学生去寻求答案，更重要的是让学生了解和掌握探究、探讨正确答案的过程，这个过程就是创新的过程，就是实践的过程。通过这样一个个探究的实践活动，用理论去指导实践，在实践的基础上再总结出新的理论，这就是创新活动。学生在不断的创新活动中，创新能力才能逐渐形成。

探究式教学是指教学过程是在教师的启发诱导下，以学生独立自主学习和合作讨论为前提，以现行教材为基本探究内容，以学生的周围环境和生活实际为参照，为学生提供自由表达、质疑、探讨问题的机会，学到知识并利用这些知识去解决实际问题并形成综合运用能力的一种崭新的教学形式。

探究式学习的教学模式是提出问题、猜想与假设、设计实验、进行实验、分析论证。这样设计教学，可以调动学生参与教学的积极性，发挥学生自主探究的能动性，发展学生的创造性思维。

教育必须以学生的发展为本，探究式教学就体现了这一理念。探究式教学的目的在于培养学生的创新精神和实践能力，因为知识与能力的获得主要不是依靠教师进行强制性灌输与培养，而是在教师的指导下由学生主动探究、主动思考、亲身体验出来的。

二、活动的设计方案

图(1)

1.提出问题

先介绍图(1)所示为一个两侧面都被剪空一部分的牛奶盒，然后提出问题：这个被剪空的牛奶盒放到电磁炉上能不能加热？为什么？请说出你们的想法和理由。

2.学生猜想

(1)不可以，因为牛奶盒是纸的，而电磁炉只能加热含铁质的容器。(2)应该可以，因为牛奶盒的里层是锡箔，能产生感应电流。(3)不可以，因为底部已经被剪空，不能产生感应电流了。(4)可以，因为锅放到电磁炉上加热时，锅的壁也能产生热。

3.实验验证

让学生将图(1)所示的牛奶盒放到电磁炉上加热，实验的现象是，牛奶盒内侧面的锡纸被烧焦。

结果证实：这个被剪空的牛奶盒放到电磁炉上能被加热。而且是在牛奶盒内侧面的锡纸上产生感应电流。

由此经过一步步设计问题引导学生得出：感应电流是低频交流电经过变频后变为高频电流，而高频电流通过电磁炉内部的线圈产生了周期性变化的磁场，然后周期性变化的磁场通过牛奶盒的时候就产生感应电流，从而在牛奶盒上产生热量。

由这个实验的结果，我们就可以排除了猜想1和猜想3。

4.提出问题

(1)这个牛奶盒的哪个地方产生感应电流？(2)产生的感应电流又是怎么流动的？怎么证明？

5.学生猜想

A.分别在各个侧面产生一环套一环的闭合电流圈，电流方向不断变化的，

具体形状如图(2)所示：

图(2)

B.在底部没有被剪去的部分产生感应电流，电流方向是不断变化，具体形状如图(3)所示：

图(3)

C.在侧面环绕着整个牛奶盒形成闭合回路，电流方向不断变化，具体形状如图(4)所示：

图(4)

对于你们提出的猜想，能否设计实验来验证？

6.引导学生设计验证实验

A.因为各个侧面都产生一环套一环的电流圈，也就是说每一个面产生的感应电流都是独立的，将其中任何一个侧面剪掉，都不会影响到其他各面产生感应电流。

如图(5)所示，将打叉的面剪掉后，在放到电磁炉上加热，如其他面能加热则说明该猜想是正确的，反之，则不正确。

图(5)

B.将牛奶盒的已被剪空的底部剪出，放到电磁炉上加热，如图(6)所示，如能加热，且如果将环剪断之后，不能加热，则说明猜想B正确，反之不正确。

图(6)

C.因为在侧面环绕着整个牛奶盒形成闭合回路，也就是说，不管在上部分还是下部分，都会产生感应电流。那你怎么分别验证牛奶盒下部分和上部分都产生感应电流呢？

a.先证明在下部分产生感应电流，将已剪空的牛奶盒如图(7)所示，再剪出一道缝，然后放到电磁炉上加热，如能加热，则说明牛奶盒侧面的下半部分能产生感应电流，反之则不能。

图(7)

b.再证明在上部分产生感应电流，将已剪空的牛奶盒如图(8)所示，再剪出一道缝，侧面上的缝较短，然后放到电磁炉上加热，如能加热，则说明牛奶盒侧面的在缝的上部分能产生感应电流，反之则不能。

图(8)

到底是不是在缝的上部分所有的区域都产生感应电流呢？为了证明这个疑问，我们可以改变侧面上缝的高度，再进行实验，就可以确定产生感应电流的具体区域。

图(9)

7.进行实验

让学生做自己设计的实验来验证他们的猜想。

8.分析论证

引导和鼓励学生，让他们说出实验现象和验证的结果，并对结果进行交流、分析和讨论。

9.活动总结

教师：通过今天探究，我们知道了电磁炉加热牛奶盒的原理是感应电流是低频交流电经过变频后变为高频电流，而高频电流通过电磁炉内部的线圈产生了周期性变化的磁场，然后周期性变化的磁场通过牛奶盒的时候就产生感应电流，从而在牛奶盒上产生热量。我们还探究了被剪空的牛奶盒只能在侧面的1.5cm以下的区域产生环绕着四个侧面形成闭合回路的感应电流，感应电流的变化周期与电磁炉内线圈产生的磁场的变化周期是一样的。

三、反思

通过本次研究的过程，笔者学到了很多对教学有所帮助的理论和知识，深刻体会到搞探究真的很不容易而且很辛苦，但是对于学生来说是一个非常有趣的过程，而且通过探究能够充分发挥学生的主体作用，能够让学生主动的发现问题、提出问题还主动的思考解决问题的方法和方案并亲自动手通过实验来验证，这是非常难能可贵的，也是传统教学无法实现的。

相对于传统教学而言，探究式教学能利用开放性的实验设计方案，增强学生的主体活动，以达到锻炼学生探究问题的能力和实验动手能力，同时使学生体验并掌握科学的研究方法。在探究活动中能充分调动了师生的互动交流与沟通，在引导学生参与探索、发现、讨论、交流、评价的学习活动中，能使学生体验探索自然界的艰辛与喜悦，能使学生主动与他人合作，敢于坚持正确的观点，勇于修整错误。但探究式教学也反映出了一些问题，比如说很难找到好的探究素材，设计一个探究活动要花费大量的时间和精力，而且开展探究活动还会受到时间、空间、人数和器材等方面的限制。但作为一名教师，笔者有信心、也有责任去发展和推广探究式教学这种先进的教学方法。

(作者单位：广西灵山县灵山中学535400)