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摘要：本文例举“互感和自感”教学实录中的几个精彩片段，尝试运用“延迟判断”的教学策略，重演规律的发生过程，引导学生积极参与物理规律的发现和推理过程，使探索真正成为物理教学的生命线。
关键词：延迟判断；互感；自感
中图分类号：G633.7
文献标识码：A
文章编号：1003-6148（2013）4（S）-0038-4
深化课程改革倡导教师创造性地使用教材，教师被赋予了自主整合、开发教材的权利。而现行教材中“互感和自感”一课。叙述过于直白，造成大多数老师用配置的成套器材做实验。很难让学生深入了解实验中的发生过程。为了让学生经历必要的认知过程。本文尝试利用“延迟判断”的探究教学策略。重演规律发生过程。对教材进行二次开发，适当改进演示实验，变陈述性问题为设计性问题，让学生积极参与物理规律的发现和推理过程。主要的特色体现在以下几个方面：
1 对于“互感”的教学，采用“电磁炉”和“MP4”两个实验从能量和信息两个角度引出互感及其应用，充分激发学生探索规律的积极性。
2 对于“自感”的教学。采用“积木式”的结构。在教学过程中随着问题的展开。逐步“装备”其实验装置，让学生在质疑、猜测和不断探究中加深对知识的理解。具体教学实录如下：
教学片断1 互感现象
【引出互感】——创设情境 引出互感
实验：将一个与小灯泡连接的自制线圈放到一块绝缘毛巾上（内有电磁炉），如图1，发现小灯泡发光了。
问题：两个线圈没有直接用导线相连，为什么当电磁炉中大线圈电流变化时，与小线圈相连的小灯泡会亮？
【应用互感】——活跃气氛 深化知识
问题：不直接用导线与MP4连接，能否利用互感知识让音箱响起MP4中动听的歌曲呢？你觉得还需要什么器材？怎么做？有没有办法让声音变响（变轻）？
实验：将MP4与一个线圈相连。音箱与另一线圈相连，如图2，音箱果然传出了好听的歌曲，当手持MP4回路靠近和远离音箱回路时。声音会变响（变轻）。
小结：互感的应用传递能量和信息。
教学片断2 通电自感、断电自感现象
为了让实验电路的结构及实验中所发生的物理过程展示清楚。从互感中拆除一个线圈后的原始电路谈起，从通电和断电两个角度分别来探究是否存在电磁感应，电路的各部分是随着问题的展开逐步组合而成的。整个教学过程为了体现用实验来检验科学理论的思想。设计问题和实验，用已知的理论对物理现象作出预测。而对应的物理现象是否能够发生，是否能被观察到，都还有自己特定的条件。从学生的认知冲突中通过改变实验的条件，把所研究的物理现象各方面的特征逐步揭露出来，从而最终认识物理现象的本质这样一种科学思想和方法，整个教学流程如图3所示。
1 通电自感
理论分析 预测现象
师：互感现象中有一个共同的特点是4线圈中电流的变化引起B线圈中产生电磁感应现象，如果拿掉其中一个线圈，那么另一个线圈自身还会有电磁感应现象吗？
生：会！
师：你是根据什么得出“会”的结论？
生：自身电流变化-线圈自身内部磁场变化-线圈自身内部磁通量变化，根据所学的知识应该会有电磁感应现象发生。
师：那么我们能否用实验的方法来验证我们的猜想呢？我们该如何设计实验电路让我们能观察到这个线圈的电磁感应现象呢？选择什么测量器材更便于我们观测？
生：接入电压表或电流表。
师：很好，电磁感应产生的标志是有无感应电动势（电流），但是磁电式电表有点缺陷，由于表的指针在转动过程中有惯性，在反应变化电流时有缺陷，需要接入一个更直观反映电流变化的器件一小灯泡，根据它的亮度变化来反映电流的变化。
师：要让电流变化我想不是很难。比方说将开关闭合（方便且变化明显），你能预测一下通电瞬间时可能观察到的实验现象？小灯泡的亮度如何变化？是瞬间变亮还是逐渐变亮呢？
生：小灯泡会逐渐变亮。
师：你做出这种预测的依据是什么？
生：闭合瞬间，电流（从无到有）增大，磁通量增大，根据楞次定律，要阻碍这种增加，也就是小灯泡变亮会出现延迟。
电路设计 实验验证
改变实验的呈现方法。变陈述性问题为设计性问题。探究的味更浓，对方法和过程的指导更重视。精心设计接近学生思维发展区的问题，基本流程是：提出问题-提出解决问题的方案-碰到新问题-完善原方案-解决新问题，一步步引导学生在解决问题中获得新知识，做到实验、知识与思维的同步发展，层层推进，一气呵成。下面断电自感的教学也是采用这样的方法。
演示：开关闭合的瞬间，小灯泡瞬间变亮。
师：看到延迟现象了吗？为什么？大家谈谈自己的看法。
讨论：（1）线圈中到底有没有电磁感应现象？是不是我们的理论分析有问题。还是其它原因？（2）当我们相信理论分析没问题时，那是不是延迟的时间太短，我们肉眼观察不出来呢？应该怎么办呢？那么你觉得应该通过什么办法来改进实验？
师：其实在生活中也有类似的情景。比方说有两位同学都说自己跑得都很快，那到底谁跑得快，最简单的方法就是让他们一起跑。比较一下。的确，比较法是物理中常用的研究方法之一，大家能否借用这种方法对电路进行改进呢？
生：并联一个相同的小灯泡B（这一支路不接线圈）。考虑到线圈本身的电阻，想到与B灯串联一个可以调节的电阻（滑动变阻器），如图4，
演示：B灯瞬间变亮，A灯逐渐变亮。最后两灯一样亮！
师：A灯延迟变亮的原因是什么？
讨论：开关闭合瞬间：通过线圈的电流增大-线圈激发的磁场增加-线圈自身的磁通量增大-根据楞次定律（增反）线圈产生了感应电动势（左正右负）阻碍电流增大-阻碍A灯的电流的增加-灯泡A延迟变亮。于是我们看到与滑动变阻器相连的B灯瞬间变亮。与线圈相连的A灯延迟变亮。说明线圈此时相当于一个电源，正是线圈的这种阻碍作用，延迟A灯变亮的时间。 2 断电自感
由通电自感的分析后自然地预测断电自感现象。并随之加以实验的检验，却发现结果与自己的判断并不相符时。学生的思维得以被充分激发，这不仅是教学的艺术。更是一种提高教学有效性的策略。这一部分的课堂气氛一波三折，充满了机智，也为下面自感系数的教学埋下伏笔。
现象预测 检验相悖
师：上述实验中，线圈中电流增大时。会产生自感电动势，那么线圈中电流减小时，又会怎么样呢？我想答案是肯定的。是否也能用实验的方法得到证实呢？要到达电流减小的目的。只需要断开开关，此时从电路结构上看，A、B两灯组成一个回路，当电流减小时，如果线圈会产生自感电动势。根据楞次定律势必将阻碍电流的减小。你能预测一下断电瞬间可能观察到的实验现象？两灯是一起瞬间熄灭还是一起延迟熄灭呢？（A、B两灯会一起延迟熄灭。）
演示：把开关断开。结果观察两灯一起瞬间熄灭！
电路改进 再探究竟
师：我们没有观察到预期的实验现象。小灯泡熄灭真的没有出现延迟吗？是不是我们观察的方法有缺陷，如何改进实验电路让我们能观察到更明显的实验现象？
讨论：我们一起来分析刚才的实验电路。开关断开时，A、B两灯构成一个回路，电流变化相同，所以没有观察到明显的延迟熄灭。而且实际上真正要比较的是开关断开与灯泡熄灭有无先后，因此，B灯这条支路已经失去比较的意义。把这条支路去掉，回归到最原始的电路。我们发现开关断开时不管线圈有没有自感电动势产生。灯A肯定会瞬间熄灭（没有构成回路）。但如果这条支路只有一条导线的话。开关闭合时与电源短接，不安全。综合考虑（构成回路又安全）想到将A灯移到导线回路。与线圈一起并联在电源两端，如图5。
演示：A灯延迟熄灭，而且出现闪亮一下然后熄灭（有一种回光返照的感觉）。
实验深入 引向新知
师：A灯出现了“闪亮”说明什么？
生：“闪亮”说明断电瞬间通过A灯的电流比原先要大。
师：既然与开关已经断开，为什么通过A灯的电流比原先还要亮呢？到底谁在起作用呢？
生：线圈！
师：是的，此时线圈相当于一个电源，阻碍电流的减小，起到让A灯延迟熄灭的作用。闪亮恰好说明延迟。那谁能否用物理语言解释这一现象的产生原因？
生：开关闭合瞬间：通过线圈的电流减小（电流从有到无）-线圈激发的磁场减小-线圈本身的磁通量减小（楞次定律“减同”）-线圈产生了感应电动势（右正左负）阻碍电流减小-阻碍4灯的电流的减小-灯泡4逐渐熄灭。
师：既然与电源已经断绝关系。但我们还是能够看到灯泡出现闪亮，延迟熄灭，那么这个能量从哪里来呢？
讨论：线圈中有电流，有电流就有磁场。说明能量很可能储存于磁场中（磁场能），开关断开时，线圈中的电流从有到无，其中的磁场也是从有到无。此时线圈充当电源。阻碍电流减少。把磁场中的能量转化成电能。当然这仅仅是一个合理的假设，通过后面的学习我们会有更加深刻的认识。
教学片断3 用传感器研究自感现象——直观演示 化解难点
师：前面的实验我们都是通过灯泡亮度的变化定性地来研究自感现象，但是不能准确地反映这一短暂过程中的电流大小如何变化、电流的方向有没有变化。随着信息技术的发展，我们可以借助准确直观地反映电流大小和方向变化的规律。现在用两个电流传感器来代替两个小灯泡，把采集的信息通过数据采集器传递给电脑，并以i-t（纵坐标电流i，横坐标为时间t）图像的形式呈现，如图6。为了方便比较，将流过电阻和线圈的电流变化图象显示到同一幅i-t图中，闭合开关。稳定。断开开关。叫同学来分析一下图像反映的物理信息。板书：i-t图讨论：分析i-t图像，红色和蓝色分别代表流过哪一条支路的电流？（比较通电时电流大小的变化情况）。中间那段表示什么？（稳定后），开关断开时比较断电时电流大小和方向变化特点，并作出相应的解释。改变滑动变阻器的阻值，稳定后电流大小不同。观察开关断开瞬间图像的特征（解释闪亮），可以看到借助传感器我们可以将断电时没有明显观察到的自感现象非常直观地呈现出来。
教学片断4 体验自感——全班参与 加深印象
自感现象在生活中并不少见，下面我们通过实验来一起来体验一下。实验名称：擦出电火花，给你的实验器材（很简单）：干电池一节、小线圈一只、导线若干（裸露的长线头）。实验要求：①构建电路，能看到电火花的闪现；②能体会到轻微的电击感。指导交流巡视，发现典型性问题，请学生展示过程，如图7：手握导线绝缘部分快速接通断开，擦出电火花；手握导线的裸露的部分快速接通断开，体验到很爽快的电击感！为什么快速接通断开裸导线能擦出电火花、体验到爽快的电击感？大家想想这样的现象在生活中有什么应用？（煤气灶的电子点火器，日光灯中的镇流器，油浸开关，双线绕法）这样设计巩固本节课的教学重点，学生动手率和成功率高，起到画龙点睛的作用。
（栏目编辑 罗琬华）
关键词：延迟判断；互感；自感
中图分类号：G633.7
文献标识码：A
文章编号：1003-6148（2013）4（S）-0038-4
深化课程改革倡导教师创造性地使用教材，教师被赋予了自主整合、开发教材的权利。而现行教材中“互感和自感”一课。叙述过于直白，造成大多数老师用配置的成套器材做实验。很难让学生深入了解实验中的发生过程。为了让学生经历必要的认知过程。本文尝试利用“延迟判断”的探究教学策略。重演规律发生过程。对教材进行二次开发，适当改进演示实验，变陈述性问题为设计性问题，让学生积极参与物理规律的发现和推理过程。主要的特色体现在以下几个方面：
1 对于“互感”的教学，采用“电磁炉”和“MP4”两个实验从能量和信息两个角度引出互感及其应用，充分激发学生探索规律的积极性。
2 对于“自感”的教学。采用“积木式”的结构。在教学过程中随着问题的展开。逐步“装备”其实验装置，让学生在质疑、猜测和不断探究中加深对知识的理解。具体教学实录如下：
教学片断1 互感现象
【引出互感】——创设情境 引出互感
实验：将一个与小灯泡连接的自制线圈放到一块绝缘毛巾上（内有电磁炉），如图1，发现小灯泡发光了。
问题：两个线圈没有直接用导线相连，为什么当电磁炉中大线圈电流变化时，与小线圈相连的小灯泡会亮？
【应用互感】——活跃气氛 深化知识
问题：不直接用导线与MP4连接，能否利用互感知识让音箱响起MP4中动听的歌曲呢？你觉得还需要什么器材？怎么做？有没有办法让声音变响（变轻）？
实验：将MP4与一个线圈相连。音箱与另一线圈相连，如图2，音箱果然传出了好听的歌曲，当手持MP4回路靠近和远离音箱回路时。声音会变响（变轻）。
小结：互感的应用传递能量和信息。
教学片断2 通电自感、断电自感现象
为了让实验电路的结构及实验中所发生的物理过程展示清楚。从互感中拆除一个线圈后的原始电路谈起，从通电和断电两个角度分别来探究是否存在电磁感应，电路的各部分是随着问题的展开逐步组合而成的。整个教学过程为了体现用实验来检验科学理论的思想。设计问题和实验，用已知的理论对物理现象作出预测。而对应的物理现象是否能够发生，是否能被观察到，都还有自己特定的条件。从学生的认知冲突中通过改变实验的条件，把所研究的物理现象各方面的特征逐步揭露出来，从而最终认识物理现象的本质这样一种科学思想和方法，整个教学流程如图3所示。
1 通电自感
理论分析 预测现象
师：互感现象中有一个共同的特点是4线圈中电流的变化引起B线圈中产生电磁感应现象，如果拿掉其中一个线圈，那么另一个线圈自身还会有电磁感应现象吗？
生：会！
师：你是根据什么得出“会”的结论？
生：自身电流变化-线圈自身内部磁场变化-线圈自身内部磁通量变化，根据所学的知识应该会有电磁感应现象发生。
师：那么我们能否用实验的方法来验证我们的猜想呢？我们该如何设计实验电路让我们能观察到这个线圈的电磁感应现象呢？选择什么测量器材更便于我们观测？
生：接入电压表或电流表。
师：很好，电磁感应产生的标志是有无感应电动势（电流），但是磁电式电表有点缺陷，由于表的指针在转动过程中有惯性，在反应变化电流时有缺陷，需要接入一个更直观反映电流变化的器件一小灯泡，根据它的亮度变化来反映电流的变化。
师：要让电流变化我想不是很难。比方说将开关闭合（方便且变化明显），你能预测一下通电瞬间时可能观察到的实验现象？小灯泡的亮度如何变化？是瞬间变亮还是逐渐变亮呢？
生：小灯泡会逐渐变亮。
师：你做出这种预测的依据是什么？
生：闭合瞬间，电流（从无到有）增大，磁通量增大，根据楞次定律，要阻碍这种增加，也就是小灯泡变亮会出现延迟。
电路设计 实验验证
改变实验的呈现方法。变陈述性问题为设计性问题。探究的味更浓，对方法和过程的指导更重视。精心设计接近学生思维发展区的问题，基本流程是：提出问题-提出解决问题的方案-碰到新问题-完善原方案-解决新问题，一步步引导学生在解决问题中获得新知识，做到实验、知识与思维的同步发展，层层推进，一气呵成。下面断电自感的教学也是采用这样的方法。
演示：开关闭合的瞬间，小灯泡瞬间变亮。
师：看到延迟现象了吗？为什么？大家谈谈自己的看法。
讨论：（1）线圈中到底有没有电磁感应现象？是不是我们的理论分析有问题。还是其它原因？（2）当我们相信理论分析没问题时，那是不是延迟的时间太短，我们肉眼观察不出来呢？应该怎么办呢？那么你觉得应该通过什么办法来改进实验？
师：其实在生活中也有类似的情景。比方说有两位同学都说自己跑得都很快，那到底谁跑得快，最简单的方法就是让他们一起跑。比较一下。的确，比较法是物理中常用的研究方法之一，大家能否借用这种方法对电路进行改进呢？
生：并联一个相同的小灯泡B（这一支路不接线圈）。考虑到线圈本身的电阻，想到与B灯串联一个可以调节的电阻（滑动变阻器），如图4，
演示：B灯瞬间变亮，A灯逐渐变亮。最后两灯一样亮！
师：A灯延迟变亮的原因是什么？
讨论：开关闭合瞬间：通过线圈的电流增大-线圈激发的磁场增加-线圈自身的磁通量增大-根据楞次定律（增反）线圈产生了感应电动势（左正右负）阻碍电流增大-阻碍A灯的电流的增加-灯泡A延迟变亮。于是我们看到与滑动变阻器相连的B灯瞬间变亮。与线圈相连的A灯延迟变亮。说明线圈此时相当于一个电源，正是线圈的这种阻碍作用，延迟A灯变亮的时间。 2 断电自感
由通电自感的分析后自然地预测断电自感现象。并随之加以实验的检验，却发现结果与自己的判断并不相符时。学生的思维得以被充分激发，这不仅是教学的艺术。更是一种提高教学有效性的策略。这一部分的课堂气氛一波三折，充满了机智，也为下面自感系数的教学埋下伏笔。
现象预测 检验相悖
师：上述实验中，线圈中电流增大时。会产生自感电动势，那么线圈中电流减小时，又会怎么样呢？我想答案是肯定的。是否也能用实验的方法得到证实呢？要到达电流减小的目的。只需要断开开关，此时从电路结构上看，A、B两灯组成一个回路，当电流减小时，如果线圈会产生自感电动势。根据楞次定律势必将阻碍电流的减小。你能预测一下断电瞬间可能观察到的实验现象？两灯是一起瞬间熄灭还是一起延迟熄灭呢？（A、B两灯会一起延迟熄灭。）
演示：把开关断开。结果观察两灯一起瞬间熄灭！
电路改进 再探究竟
师：我们没有观察到预期的实验现象。小灯泡熄灭真的没有出现延迟吗？是不是我们观察的方法有缺陷，如何改进实验电路让我们能观察到更明显的实验现象？
讨论：我们一起来分析刚才的实验电路。开关断开时，A、B两灯构成一个回路，电流变化相同，所以没有观察到明显的延迟熄灭。而且实际上真正要比较的是开关断开与灯泡熄灭有无先后，因此，B灯这条支路已经失去比较的意义。把这条支路去掉，回归到最原始的电路。我们发现开关断开时不管线圈有没有自感电动势产生。灯A肯定会瞬间熄灭（没有构成回路）。但如果这条支路只有一条导线的话。开关闭合时与电源短接，不安全。综合考虑（构成回路又安全）想到将A灯移到导线回路。与线圈一起并联在电源两端，如图5。
演示：A灯延迟熄灭，而且出现闪亮一下然后熄灭（有一种回光返照的感觉）。
实验深入 引向新知
师：A灯出现了“闪亮”说明什么？
生：“闪亮”说明断电瞬间通过A灯的电流比原先要大。
师：既然与开关已经断开，为什么通过A灯的电流比原先还要亮呢？到底谁在起作用呢？
生：线圈！
师：是的，此时线圈相当于一个电源，阻碍电流的减小，起到让A灯延迟熄灭的作用。闪亮恰好说明延迟。那谁能否用物理语言解释这一现象的产生原因？
生：开关闭合瞬间：通过线圈的电流减小（电流从有到无）-线圈激发的磁场减小-线圈本身的磁通量减小（楞次定律“减同”）-线圈产生了感应电动势（右正左负）阻碍电流减小-阻碍4灯的电流的减小-灯泡4逐渐熄灭。
师：既然与电源已经断绝关系。但我们还是能够看到灯泡出现闪亮，延迟熄灭，那么这个能量从哪里来呢？
讨论：线圈中有电流，有电流就有磁场。说明能量很可能储存于磁场中（磁场能），开关断开时，线圈中的电流从有到无，其中的磁场也是从有到无。此时线圈充当电源。阻碍电流减少。把磁场中的能量转化成电能。当然这仅仅是一个合理的假设，通过后面的学习我们会有更加深刻的认识。
教学片断3 用传感器研究自感现象——直观演示 化解难点
师：前面的实验我们都是通过灯泡亮度的变化定性地来研究自感现象，但是不能准确地反映这一短暂过程中的电流大小如何变化、电流的方向有没有变化。随着信息技术的发展，我们可以借助准确直观地反映电流大小和方向变化的规律。现在用两个电流传感器来代替两个小灯泡，把采集的信息通过数据采集器传递给电脑，并以i-t（纵坐标电流i，横坐标为时间t）图像的形式呈现，如图6。为了方便比较，将流过电阻和线圈的电流变化图象显示到同一幅i-t图中，闭合开关。稳定。断开开关。叫同学来分析一下图像反映的物理信息。板书：i-t图讨论：分析i-t图像，红色和蓝色分别代表流过哪一条支路的电流？（比较通电时电流大小的变化情况）。中间那段表示什么？（稳定后），开关断开时比较断电时电流大小和方向变化特点，并作出相应的解释。改变滑动变阻器的阻值，稳定后电流大小不同。观察开关断开瞬间图像的特征（解释闪亮），可以看到借助传感器我们可以将断电时没有明显观察到的自感现象非常直观地呈现出来。
教学片断4 体验自感——全班参与 加深印象
自感现象在生活中并不少见，下面我们通过实验来一起来体验一下。实验名称：擦出电火花，给你的实验器材（很简单）：干电池一节、小线圈一只、导线若干（裸露的长线头）。实验要求：①构建电路，能看到电火花的闪现；②能体会到轻微的电击感。指导交流巡视，发现典型性问题，请学生展示过程，如图7：手握导线绝缘部分快速接通断开，擦出电火花；手握导线的裸露的部分快速接通断开，体验到很爽快的电击感！为什么快速接通断开裸导线能擦出电火花、体验到爽快的电击感？大家想想这样的现象在生活中有什么应用？（煤气灶的电子点火器，日光灯中的镇流器，油浸开关，双线绕法）这样设计巩固本节课的教学重点，学生动手率和成功率高，起到画龙点睛的作用。
（栏目编辑 罗琬华）