《磁生电的探索》教学设计

　　一、设计思想

 

　　积极响应新课标的教学要求，让学生带着疑问走进课堂，在课堂中解决问题的同时，又产生新的疑问，驱使学生作进一步的学习和探究，最后又让学生带着新的疑问走出课堂，以利于学生的课后学习发展。在课堂教学中积极发挥学生的主体地位，注重学生的探究过程和知识的建构过程，让学生体验科学探究的一般过程，领悟科学研究的方法。在整个教学中力求做到以知识为载体，渗透对学生物理思想、物理方法和科学精神的培育，使学生在学习知识的同时，领悟研究问题的一般思维过程和方法，进而来提升学生的科学素养。

 

　　二、教材分析

 

　　《探究感应电流的产生条件》是高中物理新课程（选修3-2）第四章第二节的内容，是电磁学的核心内容之一，在整个高中物理中占有相当重要的地位。本节内容揭示了磁和电的内在联系，通过探究实验的方法归纳出了“磁生电”的规律，在教材中起到了承前启后的作用，是学生今后学习法拉第电磁感应定律、楞次定律和交变电流产生的基础。

 

　　在教材的编排上本节从初中知识点闭合电路的部分导线切割磁感线产生电流入手，再设计学生探究实验，对现象进行分析归纳，最后总结出产生感应电流的条件，这样的编排符合学生的认知规律。

 

　　教材中对法拉第坚信磁能生电，并历经十年的不懈努力，最后终于发现电磁感应规律的物理学史料的介绍，是一个很好的德育切入点，同时也体现了教材对学生人文思想和科学精神的熏陶。

 

　　三、学情分析

 

　　学生对闭合电路的部分导线切割磁感线能产生电流，在初中已有一定的认识，但在空间想象、问题本质的分析等方面还较为薄弱。因此，在教学中从学生的已有知识出发，通过学生自主学习、探究实验、产生问题、协作交流等学习方法，从而解决问题得出产生感应电流的条件的结论。

 

　　四、教学目标

 

　　根据教学大纲对本节的具体要求，针对所教学生的心理特点和认识水平，结合教材，本着使学生全面主动发展的原则，本课的教学目标定位如下：

 

　　1、知识和技能

 

　　（1）知道什么是电磁感应现象；

 

　　（2）能根据实验事实归纳产生感应电流的条件；

 

　　（3）会运用产生感应电流的条件判断具体实例中有无感应电流；

 

　　（4）能说出电磁感应现象中的能量转化特点。

 

　　2、过程和方法

 

　　（1）体会科学探索的过程特征，领悟科学思维方法；

 

　　（2）通过实验探究，归纳概括出利用磁场产生电流的条件，培养学生的观察、操作、探究、概括能力。

 

　　3、情感、态度和价值观

 

　　（1）通过本节课的学习，激发学生的求知欲望，培养他们严谨的科学态度；

 

　　（2）介绍法拉第不怕困难，顽强奋战十年，终于发现了电磁感应现象，感受法拉第勇于探索科学真理的科学精神；

 

　　（3）通过对物理学中对称美、简洁美的介绍赏析，培养学生欣赏物理学中美的情怀。

 

　　五、重点难点

 

　　1、教学重点

 

　　（1）学生实验探究的过程；

 

　　（2）对产生感应电流条件的归纳总结。

 

　　2、教学难点

 

　　（1）教师对学生探究式学习的操控；

 

　　（2）学生对实验现象的分析总结──磁通量的变化。

 

　　六、教学策略与手段

 

　　本课以探究式教学模式为主，结合问题法、演示法、启发法、归纳法、多媒体辅助法等教学方法。

 

　　（1）本节课流程设计：实验引入（产生疑问）→设计实验→学生探究→分析归纳→得出结论（解决问题）→拓展应用（产生新疑问）。

 

　　（2）对探究实验设计好实验的内容、步骤和表格，便于学生的探究。

 

　　（3）教学中通过多媒体课件动画演示创设物理情景，把复杂抽象的问题形象化，以便于学生的思考分析。

 

　　七、课前准备

 

　　自制铝管“电磁隧道”，小铁球，磁性小球，灵敏电流计，蹄形磁铁，线框，条形磁铁，大小螺线管各一个，电源，滑动变阻器，导线，多媒体课件，学生分组实验器材。

 

　　八、教学过程

 

　　1　实验引入  悬念激趣

 

　　展示趣味实验──“穿越电磁隧道”：如图1所示，让大小相同的小铁球和磁体球分别穿越侧壁开有小口（以便观察）的铝管，会观察到磁体球比小铁球所用时间要长的现象。正当学生陷入沉思之时，教师提出问题：“两球都从同一管口静止释放，做的应当是自由落体运动，用时应该相等。为何磁体球用的时间要长呢？这其中又有何奥秘呢？”

 

 

　　点评  实验引入更能引起学生的注意，观察到的意想不到的现象更能引发学生的思考，使学生产生疑问，又亟待想知道其中的奥秘，从而让学生带着问题顺利地走进课堂。通过实验巧妙地设置悬念，还能激发学生的学习兴趣，提高课堂的效率。

 

　　2　新课教学  问题引路

 

　　2．1 史料介绍

 

　　（1）演示奥斯特实验。

 

　　问：既然电能“生”磁，那么反过来磁能否“生”电呢？

 

　　（2） 介绍法拉第“磁生电”的思想，及法拉第十年的不懈努力，终于发现“磁生电”的规律。

 

　　点评  让学生了解物理学中的“对称”思想，感受法拉第持之以恒的科学探索精神。

 

　　（3）如何研究“磁生电”？

 

　　引导学生选择实验的器材，介绍法拉第最初的研究实验（失败）。

 

　　问：如何才能产生感应电流呢？

 

　　（4）回忆旧知：初中实验1，演示闭合电路部分导线切割磁感线产生电流。

 

　　2．2 探索产生感应电流的条件

 

　　（1）探究实验2（如图2所示）：

 

 

　　①器材介绍

 

　　②方案设计

 

 

　　③学生探究

 

　　④教师引导，使学生产生又一疑问：我们知道闭合电路的部分导线做切割磁感线运动时，电路中产生感应电流，由表针的偏转可知，实验2中也产生了感应电流，这究竟又是怎么回事呢？是前面的知识有误，还是另有玄机？

 

　　点评  通过该探究实验，使学生的新旧知识产生冲突，学生初中所学：闭合电路的部分导线切割磁感线产生电流，这里又是如何产生电流的呢？产生新的疑问，驱使学生做以下新的探究寻求真理。在教法上这里采用了先“破”的手法，为以下的再“立”奠定基石。

 

　　（2）探究实验3（如图3所示）：

 

 

　　①器材介绍。

 

　　②方案设计。

 

 

　　③学生探究。

 

　　④小组讨论、归纳。

 

　　⑤成果交流（教师指导，多媒体演示动画：条形磁铁插入线圈时磁通量的变化。）

 

　　⑥概括出结论：穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有感应电流产生。

 

　　（3）师生共同分析实验2和实验1，统一知识点。

 

　　点评  通过该探究过程及在教师指导下的讨论归纳，得出结论，形成新的知识，成功解释实验2，同时又把实验1也纳入该知识点，顺利解决问题，让学生体会到成功的喜悦、探究的乐趣。在教法上这是继前面知识点“破”之后的再“立”，与前面的“破”遥相呼应。

 

　　2．3 电磁感应中的能量转化

 

　　（1）从能量的观点解释引入实验，解决学生带入课堂的问题。

 

　　（2）分析实验1、2、3中的能量转化及在生活中相应的应用。

 

　　点评  从能量的观点，巧妙地解释了“穿越电磁隧道”的实验，呼应本课的开头。同时结合生活实际阐明了知识在实际中的应用，体现了STS教育。

 

　　2．4 本课小结

 

　　（1）本课中的知识点小结。

 

　　（2）本课中涉及的物理思想、物理方法的总结。

 

　　九、知识结构

 

　　

 

　　十、作业设计

 

　　课后探究实践：

 

　　（1）以上的实验2中还有无别的方法使线圈B中产生感应电流？

 

　　（2）探究实验：摇“绳”能发电吗？（教师略作指导）

 

　　点评  使学生在学完新知识的同时产生新的问题，带着新的问题走出课堂，便于学生课后的探究自学，有利于学生课后的发展。

 

　　教学反思

 

　　（一）成功之处

 

　　本教学设计体现了新课程的教学理念，整个设计惯穿了学生自主建构知识这一主线，抓住了探究式学习的本质和核心，充分调动了学生学习的积极性和主动性，成功之处主要有以下几个方面。

 

　　1、激发探究的欲望，引发思维认知冲突

 

　　学生是知识的主动建构者，学生对所探究问题的热情程度及在探究过程中所表现出来的精神状态和情绪，直接影响教学的效果。利用趣味实验“穿越电磁隧道”来引入新课，巧妙设置悬念，引出问题，从心理学的角度吸引了学生的注意，使学生产生问题意识，并极力渴望知道其中的缘由，从而使学生产生了强烈的求知欲和对探究的热情，为以下的探究教学做好铺垫，提高了课堂教学的效率。

 

　　在探究活动中通过对实验2的探究，使学生认识到利用实验2中的方法也会产生感应电流，与学生已有知识“闭合电路的部分导线做切割磁感线运动产生感应电流”产生强烈的冲突，进一步激起了学生探究的欲望和对真理的追求，把学生的注意力深深地吸引在了课堂之中。再通过对实验3的探究，分组讨论、交流成果，概括出结论，成功解释以上三个实验，达到知识点的统一，使学生体会到成功的喜悦、探究的乐趣。

 

　　最后设计的两个拓展思维的课后探究活动，给学生们提出了新的问题，激励着他们课后自主的去学习和探究，有利于学生的课后发展。

 

　　2、体现知识的自主建构，关注学生的情感发展

 

　　学生知识的自主建构，是探究式学习的本质与核心。本教学设计在探究问题的生成，探究方案的设计，探究行动的开展，探究结果的构建上，围绕学生知识的自主建构这一核心来展开，体现了探究式学习的本质。

 

　　在整个探究教学活动中学生有着丰富的情感体验，他们积极开动脑筋，认真分析，不时提出问题，通过亲自进行方案设计、寻找资料、动手实验、交流成果等活动，更好地培养了自主学习，独立思考、综合分析，交流协作等能力，体现了情感、态度、价值观这一教学目标。课堂中对法拉第受“电生磁”思想的启发，作出“磁生电”的猜想，经过十年坚持不懈的努力，最后终于发现了电磁感应规律的物理学史料的介绍，使学生们感受到了法拉第的这种为科学而献身的精神，科学发现需要坚持，体现了对学生人文思想的熏陶。

 

　　3、让学生体验科学探究的一般过程，领悟科学研究方法

 

　　将研究性学习有机融入课堂教学中，首先提出法拉第“磁生电”的设想，然后让学生自主进行实验探究，获得亲身经历和感性认识，通过小组交流，讨论分析，抽象出结论，再通过设计实验验证，最后通过思维拓展的两个课后探究活动，应用知识。体现了科学研究的一般历程：设想→实验探究→理论→再实验验证→应用。让学生在经历中感悟科学研究的一般方法，提高学生的科学素质。

 

　　（二）问题研讨

 

　　1、课堂秩序比传统的教学方式难以控制，时间安排上存在不确定性。

 

　　2、学生获取知识比较分散、参差不齐，须通过教师的导向、点评、规范来帮助学生构建知识、形成科学观念、领悟科学研究方法。

 

　　3、对于这堂课如何更好地让学生进行实验探究这方面还不够理想，在今后的教学中还应不断探索，争取更大的突破。

 

　　参考资料：

 

　　[1]王较过．《物理教学论》，陕西师范大学出版社．2003年版．

 

　　[2]黄国龙．《新课程背景下中学物理探究教学模式构建和策略探讨》，上海科普出版社2005年版．

 

　　[3]曾文忠．《浅谈“实验探究式”教学的实施》，《物理教学》2006年第6期．