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对《楞次定律教学的高端备课》的点评

时间:2020-06-03 来源:《学业》杂志 作者:admin 点击:

  应该来说,整个高端备课的教学设计中,收录进《物理教学论》的两篇,的确是精品,比起其余各篇,不在一个档次。《楞次定律教学的高端备课》,若不考虑该教学设计的严谨性,仅就教学思路上的难点的突破上讲,该教学设计可谓效果奇好!笔者教学实践表明,按该思路得出楞次定律,思路简单、顺畅,学生接受楞次定律的内容几乎不存在障碍。该设计的具体好处,《楞次定律教学的高端备课》一文中有具体说明,有兴趣者自行参看,笔者不再赘述,本文主要是指出该文存在的一些严谨性问题,与作者、大家商榷。

  一、楞次定律并不是一个本质性规律,而是一个概括性的唯象的定律

  电磁感应现象,从本质上讲,有两类情况,一类是动生,一类是感生。动生电动势的本质是洛伦兹力充当非静电力,其方向判定用左手定则即可,右手定则其实就是左手定则;感生电动势的本质是感生涡旋电场力充当非静电力,其方向即涡旋电场方向,由 或者 规则得出。楞次定律则是在构建回路后,将两类不同本质问题用磁通量来表述的判断感应电动势方向的规则,它依赖两个东西——其一,回路的构建,其二,感应电流,即楞次定律直接判断的是感应电流的方向,而感应电流是感应电动势在回路中的结果,因此,楞次定律是唯象的定律。

  二、楞次定律本身并不包含“来拒去留”的力学特征

  电磁感应现象,不仅包括因为导体和磁体(磁场源)相对运动产生的感应现象,还包括没有相对运动,仅仅是电流变化、磁场变化而导致的感应现象,因此,楞次定律本身并不包含“来拒去留”的力学特征。而且要特别说明的是,“来拒去留”、“增缩减扩”等楞次定律的二级结论,都有其适用条件,并非普遍适用的,把它作为楞次定律本身的力学特征,实在是一种错误!

  三、楞次定律应用流程图是应用楞次定律必须遵守的思路

  如果说,由实验得到楞次定律,依据该流程图进行教学设计显得繁复和抽象,那么,应用楞次定律解决感应电动势(感应电流)方向问题时,还不得不遵循这个繁复而抽象的思路。那些二级结论固然用起来很方便,但是二级结论都有其适用条件,当其不适用时,还得返回到楞次定律本身上来,或者更本质的动生、感生上来。因此,不应指责该流程图的繁复和抽象,按该文作者的意思,准确的表述应该是,按该思路进行教学设计导出楞次定律,则显得繁复和抽象。

  四、“螺线管四组实验”与“楞次环实验”的对比

  “螺线管四组实验”的缺陷如《楞次定律教学的高端备课》分析所说,不直观,也不简单,但是,该实验却有两个特别的优势:其一,它全面的揭示了电磁感应的内容,选螺线管为参考系,该实验是感生现象,选磁铁为参考系,该实验是动生现象;其二,该实验设计,尽管感应电流的磁场这一中介是强行带入学生视野,但是,楞次定律的历史得出和楞次定律的曲线救国(并不直接判断感应电动势方向,而是用感应电流磁场作为中介)的实质,本就是楞次的一大创举,本就是不可思议的强行带入,该实验设计把这一特点直接呈现在学生面前,既让学生感受到楞次独特的洞见,也让学生感受到楞次定律本身的抽象繁复。

  而“楞次环实验”实验,简单,直观,按《楞次定律教学的高端备课》思路分析时,感应电流的磁场这一中介,就成了自然而然的变量,而不再是强行带入。不过,该实验无法让学生体会楞次工作的创造性和楞次定律的迂回特点。

  五、《楞次定律教学的高端备课》中的一个忽悠学生的设计

  铝环之所以运动,并非感应电流的磁场与磁铁的磁场之间的相互作用,而是磁铁磁场对铝环中的电流的安培力的作用。该文作者采用忽悠的办法,使得感应电流的磁场的带入“自然而然”,显然,这个“自然而然”,隐藏着不科学不严谨之处,对于思维严谨“爱钻牛角尖”的学生,这未必逃得过他们的眼光!

  而《楞次定律教学的高端备课》一文在处理这个细节时,还用到了一个“基本规律”——“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”,这个“基本规律”其实只适用于磁体之间、磁体之外的相互作用,并且是一个及其粗糙的定性说法,所以高中教材几乎不提这个“基本规律”,而《楞次定律教学的高端备课》却将其作为楞次定律导出的重要依据,笔者感觉不是特别合适。

  六、《楞次定律教学的高端备课》中三个值得商榷的说法

  其一是该文认为教学设计不是一项实用主义导向的活动,这是不正确的,教学设计就是要在保证必要的科学性系统性的前提下的实用活动。

  其二是该文说物理学的本质是现象而不是推演——这到底说的是物理学的研究对象,还是物理学的理论结构,或者物理学的思维方式?显然,把这么一句模糊不清指向不明的话作为立论的基础是有问题的。

  其三,“具体来说,来拒去留描述的是感生电流的磁场和原磁场的相对位置”,这个说法犯了科学性错误,磁场的位置?磁场弥漫在整个周围空间,何来具体位置?磁场源(磁体、通电导线)的位置还差不多!

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