《電磁場與電磁波》探究教學設計的前后思考

問題1：小燈泡發光，意味著什么？——學生很快意識到B環中有電流。
問題2：B環中的有電流又意味著什么？——相互討論之后，認識到是電子的定向移動。
問題3：什么力驅動B環中電子做定向移動？——學生感到困惑，但是學生從電子帶電這一特征，還是猜想電子可能是受電場力的驅動作用。
問題4：電場力需要電場存在，A中電流只產生磁場，哪電場又從何而來？——這個問題是一個關鍵問題。也是一個疑惑不已的問題，一番討論之后，終于有個別學生將信將疑地猜測，難道是磁場產生了電場？
此時，有學生立刻反駁，第一次A中電流也產生了磁場，如果磁場產生了電場，那第一次情況下，B中也應該有電流，小燈泡也應該會亮。
　　學生之間激烈爭論著，學生之間不同的思想火花互相碰撞著，終于有學生看到第一次與第二次實驗差別之處，正是這種差別的認識，學生的認識得到了提高，猜想往前推進了一步，意識到可能是變化的磁場產生了電場。
　　盡管還有不少學生感到不可思議，但我提醒學生將第一個探究情境中的猜想與第二個情境中的猜想作一對比，學生立刻感覺到兩個情境中所引發的猜想有不謀而合之處。相互印證，學生疑惑頓開，感覺分析有道理，變化磁場應該會產生電場。
　　有了認識上的突破，我“乘勝追擊”，通過電場與磁場現象的類比分析，學生很快大膽提出了相反的猜想，即變化的電場也應該會產生磁場。
　　為了論證這一猜想正確性，我建議學生能否設計一個實驗加以驗證。學生你一言我一語提出各自的想法，終于有了一個設計芻型，經老師完善之后，其實驗裝置如下圖所示。原理是電子感應圈產生的交變電壓加到兩平行金屬板上，兩板之間產生了一個交變的電場，若交變的電場產生了變化磁場，則置在其中的線圈中應有感應電流，串在線圈中的微安表指針要發生偏轉。
　　原理分析完畢，我忙于器材的連接，教室一片寂靜，學生的目光聚焦在我的一舉一動之上，從學生臉部表情，讀出了學生焦急期待的心情。我接通電子感應圈電源的瞬間，投影到大屏幕上電流表的指針果然發生了偏轉，一種期待成功的心愿得到的實現，發自內心的激動，學生暴發出陣陣掌聲，師生情感交流得到了升華，探究氣氛達到一個高潮。至此，學生深信無疑麥克斯韋電磁場理論的正確性。
三.發揮傳統媒體和多媒體的優勢互補作用

   電磁波的形成過程的“細節”用真實的實驗是無法展現的，它是看不見，摸不著。也
圖  多媒體展示電磁波的形成過程
　　因為這一點，所以它神秘、抽象。故考慮用多媒體技術在這一方面的優勢來彌補實驗的不足。在這一教學環節，利用電磁振蕩現象設計了一段多媒體動畫（大致如上圖所畫），來大致摸擬電磁波的形成和傳播過程。因為是用逐幀逐漸向兩側淡出的表現手法，呈現出由近及遠的緩慢傳播過程，所以對幫助學生形象地建立電磁波的形成過程有很大好處。
　　如何探究電磁波傳播的速度問題是我教學中考慮的另一個問題，情境設計的難度相當大，原因是電磁波的速度等于光速，通常的傳播距離都很有限，無法覺察到電磁波速度這一問題。于是我巧妙地應用兩地電視現場轉播這一情境來解決這一問題。我錄制一段錄像在課堂上播放，場景是：中央電視臺節目主持人與深圳記者之間的現場股評報導場面。其中有中央電視臺主持人和深圳記者同在一個電視畫面上的鏡頭，每主持人向記者提出問題后，記者反應都明顯滯后，學生能估測出交流的滯后時間大約有1s左右，這種反應上滯后，學生能感受到不是來自人生理的因素。于是我抓住這個現象，給了學生一個提示，即兩地間的電視信號是通過同步衛星傳輸的，并且用多媒體動畫展示了傳輸過程（大致如上圖所示的畫面）。之后，我提出如下問題
問題1：這現象說明了什么？——電磁波傳播有一定的速度。
問題2：已知同步衛星的高度為3.6×107m，能否利用這個現象，估算出電磁波的速度大小？
學生動筆做了計算，主要有如下兩種表現，老師適時做了點評。
第一種：V=S/t≈2×3.6×107m/1s=7.2×107m/s——錯！
第二種：V=S/t≈4×3.6×107m/1s=1.4×108m/s——正確！
學生在初中已經學過光學基本知識，知道的光速大小是3.0×108m/s，電磁波的速度估算值與光速數量級相同，學生很是驚奇！是巧合還是有內在聯系？由此引發了學生更深層次的猜想：電磁波的速度與光速是否相等？光是否也是電磁波？
四.教后幾點反思
    　這是一節公開課，在正式上課之前，在教學的各個環節上花了比較長時間進行了思考與推敲，方案可以說是變了又變，改了又改，在前前后后的反反復復的實踐中，有了很多感悟。歸納起來有如下幾點感受頗深。
　　公開課最后的亮相，其實不是最重要的。最重要的是緊張準備的過程中，對教學有了更多的思考和深刻的領悟，對自己有了精益求精的要求。而這些內容和體驗在書本中是難以深刻讀懂的。現在留于形式的種種繼續教育該怎么做？該追求什么樣效益？值得反思。所以我個人認為公開課、觀摩課之類的活動是青年教師成長的最好實踐平臺之一。
　　探究教學活動最重要是什么？引發學生猜想的問題可能是最重要，這個問題應該恰到好處地、巧妙地的設置在一個情境中，讓問題有血有肉，不是一個干吧吧的問題，否則就激不起學生興趣，學生能有進一步探究的動力嗎？