2006年暑期的骨干教师培训中，北京市教育学院张维善教授的讲座“物理教师的素质”在我的心底产生了共鸣。他谈到：“科学的本质特征是科学知识、科学过程、科学文化的和谐统一，物理学科教学要以学生掌握科学的完整内涵、全面提升学生的科学文化素质为目的，物理教师要争取学生全面发展与创造优异成绩的双赢。”这为我指明了教学研究的方向，开启了我的新课改之路，在众多物理课中最难忘的是《电磁感应现象》一课。
■课前慎思――叩问科学教育的目的
《电磁感应现象》一课是感应电动势大小计算、感应电流方向判断、互感自感现象等教学内容的基础。
在初中，学生已经了解了“电生磁，磁亦生电”，知道“闭合电路中的一部分导体在磁场中切割磁感线就会产生感应电流”，理解了从“切割”角度分析感应电流的产生条件，认为“切割”就是产生感应电流的普遍条件，本节课则是要通过师生共同的科学探究突破这一定式。
据此，我在科学过程与科学文化方面设计的教学目标是：学生在产生感应电流的条件探究、归纳与质疑中，领悟由静到动、由状态分析到过程分析等思想方法，建立磁通量概念，认识科学归纳对实践活动的指导意义，激发分类、比较、归纳的自觉意识。教学重点是认识产生感应电流的条件，深入理解磁通量概念，帮助学生建立起对科学方法的感悟。解决好探究活动中学生出现的问题：把握不住探究问题、面对多个实验现象理不出头绪归纳不出实验结论。
我确定的教学流程是，从历史上对电磁感应现象的研究过程入手，了解法拉第如何找到研究的问题所在，以三个典型实验为基础，围绕感应电流产生的条件这一问题展开，在实验观察的基础上，理出头绪、分析论证、建立概念、归纳结论。
■课中掠影――探索科学教育的规律
1.问题的提出
在奥斯特发现电流磁效应之后，法拉第历时10年终于发现“磁能生电”，为了让学生了解法拉第发现电磁感应现象的过程为什么如此艰难，我调整了教材中的第二个实验，设计了如下教学过程。
师：电流周围存在磁场，磁场周围存在电流吗？如果利用实验验证，需要哪些器材检验电流的存在？
生：要用到磁铁、导线、电流表。
师操作：如图1，先出示一根小的条形磁铁，一个螺线管，一个电流表。将条形磁铁插入螺线管之后，连通电流表。发现电流表指针不动。是什么原因呢？
生：磁铁的磁性不强。
师：断开电路，换一根磁性强的磁铁，再接通电路，仍无现象！怎么才能产生感应电流？
生：提出图2“切割”实验方案（初中做过）。
教师请学生上台选择器材演示并讲解如何利用磁来生电。并提出设问：为什么“切割”就能产生电磁感应现象？
师揭示“由静到动”的思想突破历程，指出图1实验失败的原因在于没有在闭合电路的情况下改变磁体的磁性强弱，这跟历史上很多科学家的思路一样，人们无论怎么增加磁铁的磁性、提高电流表的灵敏度，都无法产生电流！介绍安培“坐”失良机、科拉顿“跑”失良机的故事。
【设计意图】多数学生经过初中学习仅是从事实上知道磁能生电，并不理解历史上科学家们遇到的困难在哪里。奥斯特实验中通电导线是不动的，只要有电流存在，它周围就有磁场，而电磁感应现象的产生必须有磁通量变化或切割磁感线的过程，这正是本节课学生探究与理解的难点，即要从以往静态的思维方式转变为动态的思维方式。这样一种研究思路如果作为知识直接告知，学生将无法体会到旧有思想对人的禁锢和科学家们追求真理的艰辛，涉及科学过程与科学文化的教学目标就无从实现。
2.探究感应电流产生的条件
教师设问：你做的这个实验中（如图2），闭合电路在哪儿？该闭合电路各部分静止时为什么没有电流产生？哪部分导体在做切割磁感线运动？画出t1、t2时刻的电路结构草图和磁场分布情况（如图3）。部分导体切割磁感线运动是产生感应电流的普遍条件吗？即在没有任何导体切割磁感线运动的情况下，是否也有可能产生感应电流？
【设计意图】教师通过追问及画图过程，使学生明确了研究对象和建模方法，在画图过程中突出研究对象――闭合电路和穿过电路的磁场，教给学生在电磁感应中状态分析、过程分析的方法，为探究活动做好铺垫。
受图1实验的启发，学生提出实验方案，在教师的引导下确定“证伪”的方案，利用图1、图4所示的实验器材开展探究活动：观察是否有感应电流产生；记录如何操作能产生感应电流；绘制剖面图，明确t1、t2时刻的电路和磁场分布情况（如图5）；得出研究结论；学生汇报演示。
在图1实验中，学生的常见做法有：用条形（蹄形）磁铁插入线圈或沿与线圈平面平行的方向平移。学生对现象的解释：（1）磁铁相对线圈向下运动的过程中，相当于线圈那部分电路向上运动，切割了磁感线产生感应电流，因此可以说切割磁感线运动是产生感应电流的普遍条件。（2）当磁铁产生的磁场与线圈截面平行，相对移动过程中线圈没有切割磁感线，因此从另一侧面说明切割磁感线运动是产生感应电流的普遍条件。
在图4实验中，学生的常见做法有：（1）当线圈A、B相对静止时，闭合或断开电磁铁电路开关，有感应电流产生，此时线圈并没有切割磁感线运动。（2）当开关一直接通时，没有感应电流。（3）当开关一直接通，调节滑动变阻器接入电路的阻值时，线圈B中会产生感应电流。（4）当开关一直接通，插拔线圈A中的铁芯，线圈B中会产生感应电流。
【设计意图】让学生在认知冲突中实现有意义的学习。此处我留给学生较充裕的时间，引导学生控制实验条件、观察现象变化，鼓励同学间合作交流并形成思维冲突。并提出了下一个待解决的问题：如何概括图4实验中产生感应电流的条件？在师生的交流与碰撞中，产生了两个发现：一是3个实验中产生电磁感应的条件有差异，即实验1时磁铁动，实验2时导线动，实验3时磁场变；二是3个实验中穿过闭合电路的磁感线条数都变化。在两个发现中副板书（由图1-5组成）的对比作用很大，第二个发现使磁通量概念的建立水到渠成，实现了“复杂问题简单化，简单问题理论化、概括化”。
3.建立磁通量概念，理解电磁感应现象的条件
借助副板书，通过分析、比较、归纳、概括，学生经历了有意义的学习过程，在得出结论的同时清晰了分析问题的步骤：确定闭合电路所围平面画剖面图，确定该面积的初状态Φ1和末状态Φ2，确定磁通量的变化，得出结论。通过问题讨论：“磁场变就会有感应电流吗”，有效克服把“磁场变化”当成“磁通量变化”的错误认识。并利用学生探究实验中的两个挫折使理论问题具体化。做法是：将图4中的线圈A放在线圈B的一侧，改变磁场，B中磁通量改变，仍能产生感应电流；线圈A水平放在线圈B上方，改变磁场，发现没有感应电流，可见磁场变了，但穿过大线圈平面的磁通量始终为0，所以仍然不会产生感应电流。
【设计意图】通过分析强化“穿过闭合电路的磁通量发生变化”是产生感应电流的条件，比较一系列似是而非的说法。
■课后反思――构建师生同行的物理课堂
《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》中指出：高中阶段是学生主体意识的成熟期，也是主体性建构的关键期。高中教育应着力完成学生主体意识的培育和主体性的建构。高中物理课程肩负着培养学生科学素养的重任，从科学课程出发，创造条件鼓励学生开展探究活动，可以促使学生实现从被动接受到主动获取知识的转变。但要注意，学生的参与并不代表其主体性的建构，学生动手做实验了也不能说明其主体地位一定落实。“只有学生的思维以及与该思维相应的行为（行动）对所研究问题具备了真正的、切实的、自始至终的参与，才是学生主体的落实。”（续佩君）
依据上述要求，我的做法是：
创设引人入胜的情景。以情景串引发学生问题，以问题串促进学生的实验观察和逻辑思维。本节课中出现的5个实验，使学生经历了模拟历史设疑激趣，唤起记忆明确方法，问题引思分组探究，实验设疑加深理解等环节。学生中出现了较具创造性的实验方法，为之后理解磁通量概念提供了鲜活的例子。
设计发人深省的问题。在向学生呈现一系列直观情景时，我们的落点应是学生有效的实验观察与操作，以及逻辑推理思辨过程。这就要求教师围绕教学中的核心问题创设情景，从而引发学生的问题，让学生经历问题的发现、提出，问题的分解、细化，方案的设计实施，探究条件的控制，实验结论的理解。在教学设计中教师必须进行问题的预设，力争设计出一系列良性问题，促进学生的有效思维参与。
营造有效思维的课堂。本课的一些环节体现了学科方法的连续性，如描述感应电流产生条件时，将磁通量变化过程通过副板书具体体现为：t1时刻穿过面的磁通量Φ1，t2时刻穿过面的磁通量Φ2；对于t1→t2（即Δt）这个过程对应磁通量的变化ΔΦ，这种板书设计既有利于学生体会“磁生电”这个磁通量变化过程，又有利于之后磁通量变化率的引入，既是对力学思维方法中状态、过程分析的正迁移，又为电磁感应的后续教学做好了铺垫。
追求师生心灵的共鸣。在法拉第历经10年发现电磁感应现象的过程中，有三点值得师生共同学习：一是对于自然界各种现象普遍联系的坚定信念；二是坚持不懈的毅力；三是规范的行为及思想的解放。在法拉第等科学家身上闪耀的科学之光，正是我们后辈应该继承与发扬的，也是当今课改赋予物理学科的重要使命。教学中，我努力将自己对物理学科的热爱传递给学生，在追求师生心灵共鸣的过程中传承科学文化。
我认为，物理教学使学生获得丰富的物理知识同时，应让学生感受物理学固有的追求真理、崇尚理性、尊重实践的精神，发展学生的科学理性、创新意识和实践能力，同时，通过物理学习训练的一套思维方法为学生今后的学习、生活奠定基础。■
□编辑王宇华