“理实一体化”教学模式在《实用物理》课程中的应用

王永瑛 姜先策 蒋昊

摘要：采用“理实一体化”教学模式，能激发学生的学习兴趣，大大提高教学质量。本文以《实用物理》课程为研究对象，以《电磁感应及其规律》这节课为例进行理实一体化的教学设计并实施，取得不错的教学效果。

关键词：理实一体化;电磁感应

中图分类号： G421 文献标识码：A

一、教学内容分析

《电磁感应及其规律》选自本校自编教材《实用物理》理论部分第八章第一节，其内容包括：电磁感应现象、法拉第电磁感应定律、楞次定律、考虑方向的电磁感应定律，其中，判断感应电流的方向是本节课的难点，电磁感应产生的条件和电磁感应定律及其应用是本节课的重点。

在以往教学过程中，由于缺少直观的实验以及工程实例，学员对物理知识的学习不重视，仅仅为了应付考试死记硬背几个公式，教学效果不理想，因此，在本节课的设计上，我们把重点放在电磁感应研究背景以及其应用上，通过进行理实一体化的教学设计，激发学员学习物理的兴趣，培养学员分析、解决问题的能力，強化学员的创新意识。

二、基本设计思路

首先，通过两个实例提出问题引入课题，工程实例能够激发学员学物理、用物理的兴趣，两个实例也为后面电磁感应的应用做好了铺垫，接着，从实验出发，引导学员通过分析实验现象得到电磁感应现象产生的本质——即穿过回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电动势，然后，再通过实验，学习感应电动势大小的计算方法——电磁感应定律，感应电动势方向的判断方法——楞次定律，并将两者结合，得到考虑方向后的电磁感应定律，最后，将理论应用实际，介绍了电磁感应的应用，在加深学员对电磁感应理解的同时，提高学员应用电磁感应分析和解决问题的能力。

三、具体组织实施

（一）实例导入— 关注应用

视频1：播放涡流检测视频，提出问题：检测人员根据检测仪上信号的变化，快速地找到了裂纹的位置，那么，为什么裂纹处的检测信号会发生变化呢？涡流检测的原理又是什么呢？

视频2：自制演示道具——电磁线圈跑，播放视频，提出问题：我们看到，在实验中，当闭合开关2时，铁钉发射出去了，在整个装置中并没有弹射装置，是什么使铁钉发射出去的呢？

要解决以上问题，离不开我们物理学中的一个重要现象及其所遵循的规律，从而引入课题。

（二）规律诠释，服务应用

1.电磁感应产生的条件

实验1：在匀强磁场中放置一根导体棒，导体棒的两端用导线与电流表相连，此时导体棒与电流表形成闭合回路，现在移动导体棒，会产生什么现象呢？通过这个现象，大家能得出什么结论呢？

实验2：线圈与电流表相连构成闭合回路，闭合回路的面积是不变的。把小磁棒插入线圈、静止放置在线圈中，再从线圈中拔出，观察电流表指针的变化。

实验3：将线圈置于稳恒磁场中，线圈两端通过电刷与电流表连接在一起，磁场、闭合回路的面积均没有发生变化，当线圈在磁场中转动时，注意观察电压表指针的变化情况？

通过实验，引导学员自己归纳出感应电流产生的条件——穿过回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电动势。

2.感应电动势大小

探究感应电动势的大小和哪些因素有关。

实验4：线圈与电流表相连构成闭合回路，以不同的速度将小磁棒从线圈拔出，观察电流表指针的偏转情况。引导学员定性的得出感应电动势的大小磁通量变化的快慢有关，而磁通量变化的快慢可以用磁通量的变化率表示，在此基础上，介绍电磁感应定律的内容，让学员掌握感应电动势大小的计算公式。

3.楞次定律

探究感应电动势的方向和什么有关。

实验5：线圈与电流表相连构成闭合回路，将小磁棒N极插入线圈、N极抽出线圈，S极插入线圈、S极抽出线圈，电流表指针的摆向有什么不同。

引导学员得出感应电动势的方向和原磁场方向，磁通量的变化有关，在此基础上，介绍楞次定律的内容，通过对定律中阻碍两个字含义的分析，概括为“增反减同”，通过例题，总结出判定感应电流方向的方法：①方向②变化③阻碍④一握，从而突破难点。

4.考虑方向后的电磁感应定律

综合考虑法拉第电磁感应定律和楞次定律，引导学员推导考虑方向的感应电动势的表达式。

（三）问题回应，围绕应用

理论联系实际，利用电磁感应解释前面所提出的问题。

1.涡流检测

检测仪的探头内部是检测线圈，当载有交变电流的检测线圈靠近导电试件时，由于导电试件轴线方向上产生交变的磁场，从而在试件表面产生涡流，涡流又反作用于检测线圈，使检测线圈的阻抗发生变化。因此，通过测定检测线圈阻抗的变化或线圈上感应电压的变化，就可以检测到试件有没有缺陷了。

2.电磁线圈炮

闭合开关时，电容器瞬间放电，驱动线圈中有变化的电流，变化的电流会产生变化的磁场，变化的磁场使铁钉表面产生感应电流，铁钉表面的感应电流又产生磁场，与驱动线圈产生的磁场相互作用，铁钉在磁力的作用下发射出去了。由于受到储能密度、材料强度等各种条件的限制，利用单个驱动线圈一般很难将弹丸加速到很高的速度，因此通常利用多极驱动线圈对弹丸进行连续加速，使其达到较高的速度，这就是电磁线圈炮。

3.交流发电机

通过例题，给出应用法拉第电磁感应定律求解问题的方法和步骤，并介绍交流发电机的工作原理。

四、教学效果

本次课在实验室进行，由于课中有大量实验，学员的学习兴趣大大提高。通过设定问题，让教员与学员双方边教、边学、边做，丰富了课堂教学和实践教学环节，学员充分体现主体地位，实现“做中学，学中做”，从而提高了运用知识解决实际问题以及动手操作能力。

参考文献：

[1]朱达凯，范涤.“理实一体化”教学模式的研究与探索[J].职业教育研究，2006.10：158-159.

[2]徐健. 职业学校理实一体化教学设计探析[J].当代职业教育，2012.01：36-39.