曾双维 王晓迪
贵州师范大学物理与电子科学学院
摘要：科学探究是核心素养中的一部分，通过让学生经历科学探究的过程，学会用科学探究的方法看生活中的问题，并经历科学探究来学习该节知识。该文以高中物理“楞次定律”为例，根据本节知识的特点，从科学探究的角度来进行教学设计，以更好的实现教学目标，培养学生科学探究的能力，为学生的终身学习奠定基础。
关键词：科学探究，楞次定律
1引言
普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订），对科学探究有明确的规定，科学探究是基于观察和实验提出问题、形成猜想与假设、获取和处理信息、基于证据得出结论并做出解释，以及对科学探究过程的结果进行交流、评估、反思的能力。
以科学探究为导向，我设计了如下的教学设计步骤：
2 教学设计
2.1基于观察和实验提出问题
通过两个演示实验引出问题：1、用细线悬挂一个圆环，用磁铁水平缓慢插进铝环，观察铝环的运动；2、用磁铁靠近用细线悬挂条形磁铁，观察条形磁铁的运动。
已学过当闭合导体回路的磁通量发生变化，会使闭合电路产生感应电流，由电流的磁效应，感应电流会产生感应磁场，所以猜想这个运动是由产生的感应电流的磁场与原磁场的排斥与吸引导致的。因此，通过磁铁靠近线圈和磁铁时表现出相同的作用效果，运用等效法来判断感应电流磁场方向。再根据右手螺旋定则判断感应电流方向。产生的感应电流方向和条形磁铁之间满足怎样的关系呢，我们是否能根据铝环的运动分析感应电流方向呢？
2.2形成猜想与假设
教师引导下的交流与讨论，学生通过分析N极插入圆环时和N极拔出圆环时，S极插入圆环时和S极拔出圆环时等四种情况进行分析与讨论，得到学生的猜想与假设。
2.3通过实验获取信息
实验1、通过右侧的磁铁去靠近左侧用细线悬挂的磁铁，学生进行实验将现象填入表格一
表格一
实验 观察左侧磁铁现象
总结：同名磁极之间表现出排斥力；异名磁极之间表现出吸引力。
实验2、用铝做的楞次环（图一）；条形磁铁（图二）进行实验
图一 楞次环 图二 条形磁铁
（1）学生设计实验并进行实验：通过条形磁铁靠近 B 端时，铝环没有反应，说明了铝这个材料与磁铁不发生相互作用力。
（2）观察实验现象，填入表格二
表格二
磁极与运动 实验现象 磁通量 感应电流的磁场方向与原磁场方向
N 极 靠近
远离
S 极 靠近
远离
由该现象反回去看实验1，画出感应电流磁场方向。
（3）根据右手螺旋定则判断出原磁场方向和感应电流方向，填入表格三
表格三
磁极与运动 磁通量 感应电流方向
N 极 靠近
远离
S 极 靠近
远离
2.4基于数据交流与讨论
问题1、通过数据分析比较原磁场方向，磁极运动方向，磁通量方向，以及感应电流方向之间的关系？
问题2、通过数据分析比较原磁场方向，磁极运动方向，磁通量方向，以及感应电流磁场方向之间的关系？
通过以上问题，让学生明白通过楞次定律判断感应电流的方向时，应先根据楞次定律规律判断感应电流磁场方向，再由右手螺旋定则判断感应电流方向，通过这两个问题解答疑问，为什么在讨论时先讨论感应电流磁场方向，再讨论感应电流方向，并通过这两个问题给学生在解答问题的过程中提供一个思路，在遇到此类问题时应该先去讨论感应电流产生的磁场方向与原磁场的方向，而不是直接去探讨感应电流方向与原磁场的方向之间的关系。
教师总结：
不管是N极或S极，靠近铝环，铝环内磁通量增加，感应电流产生磁场方向与原磁通方向相反。（增反），远离铝环，铝环内磁通量减少，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同。（减同）
问题3、磁极运动与铝环运动之间的关系。
教师总结：不管是N极或S极，靠近铝环，铝环表现为排斥，有一个力在拒绝它靠近（表现为：来拒），远离铝环，铝环表现为吸引，有一个力在试图留住它（表现为：去留）。
2.4得出结论
从力的角度来看，楞次定律表现为来拒去留；从能量守恒的角度来看，感应电流产生的磁场方向总是阻碍原磁通的变化，其结果就必须克服这个阻碍做功。表现为增反减同。
楞次定律：感应电流具有这样的方向，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
小组交流讨论回答以下问题：
问题1: 如何理解楞次定律中“阻碍”这个词的含义
问题2: 怎么更好地运用“楞次定律”判断感应电流方向？
问题3：当手持条形磁铁使它的一个磁极靠近闭合线圈的一端时，线圈中产生了感应电流，获得了电能。从能量守恒的角度看，这必定有其他形式的能在减少，或者说，有外力对磁体——线圈这个系统做了功。你能不能用楞次定律做出判断，手持磁铁运动时我们克服了什么力做功？
3总结
通过以科学探究为导向对楞次定律的规律进行探究实验，学生在教师的引导下，经历了观察实验现象提出问题，形成猜想与假设，通过实验获取信息，通过教师给出的问题分析实验数据进行交流讨论，并表达出自己的观点，通过讨论交流得出结论并且老师进行总结规律，在最后通过问题对规律进行升华，使学生能够更加深刻明了的掌握规律。通过以科学探究为导向的教学设计，对楞次定律采用科学探究的方向进行教学设计，有利于培养学生的科学探究能力，不仅通过对科学探究来进行知识的学习，并且通过科学探究让学生掌握科学探究的方法，能够在应对生活中的问题时，善于提出问题，把对自己所提出的问题进行合理的验证达到解决问题的过程。
参考文献
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