《電磁鐵》探究式教學(xué)設(shè)計

賈小亞

【摘 要】 “自主、合作、探究”的教學(xué)理念，是新課改的主旋律，本文以筆者在重慶市高新育才學(xué)校新教師講課比賽一等獎的部分作為基礎(chǔ)，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，設(shè)計了《電磁鐵》探究式教學(xué)設(shè)計。

【關(guān) 鍵 詞】 電磁鐵；電磁鐵的強(qiáng)弱；探究實(shí)驗(yàn)

一、設(shè)計思想

《電磁鐵》人教版八年級物理第九章第四節(jié)內(nèi)容，電磁鐵是通電螺線管的實(shí)際應(yīng)用，筆者將從以下四個方面展開教學(xué)：

1. 制作電磁鐵。在引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出電磁鐵的定義后，通過親自制作電磁鐵，強(qiáng)化理解電磁鐵的概念和構(gòu)造，并發(fā)揮學(xué)生的自主性。

2. 研究電磁鐵的磁性與哪些因素有關(guān)。本節(jié)課的重點(diǎn)是研究電磁鐵的磁性與電流、線圈匝數(shù)的關(guān)系。首先引導(dǎo)學(xué)生大膽猜想，學(xué)生可能會提出很多其他非影響因素，對此要鼓勵，并且要對學(xué)生提出的因素進(jìn)行分析討論，教會學(xué)生排除非影響因素。其次是設(shè)計實(shí)驗(yàn)，此環(huán)節(jié)為學(xué)生的弱項(xiàng)，通過設(shè)疑，引導(dǎo)學(xué)生利用控制變量的研究方法就桌面上的器材進(jìn)行設(shè)計。最后是分析論證，教會學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并從現(xiàn)象中總結(jié)規(guī)律。

3. 探究電磁鐵的兩級。此內(nèi)容可作為拓展環(huán)節(jié)，主要是聯(lián)系所學(xué)，安培定則對學(xué)生而言較難理解，利用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行判斷，使學(xué)生真正學(xué)以致用。

4. 電磁鐵在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用?？刹扇∽寣W(xué)生自主收集資料，交流共享的方法，并請小組交流討論電磁鐵相比于永磁鐵的優(yōu)點(diǎn)有哪些。

二、教學(xué)設(shè)計

（一）創(chuàng)設(shè)情境，引入新課

設(shè)置情境：教師展示一盒大頭針，故意不小心打翻在講臺上，請學(xué)生幫助老師快速地把大頭針撿起來放到盒子里而又不被扎到手（講臺上放有一磁鐵）。

設(shè)計意圖：可以很快地吸引學(xué)生的注意力，調(diào)動學(xué)生積極參與課堂活動的興趣，學(xué)生基本上都可以想到用永磁鐵吸引大頭針較快且不被扎到手，但是在取下大頭針時需要用手取而且易被扎到。

師：這位同學(xué)想到了利用磁鐵，非常好，現(xiàn)在請大家注意觀察老師是怎么做的？

演示實(shí)驗(yàn)：手掌中藏較小電磁鐵，開關(guān)及電源部分藏于袖中，另一只手控制開關(guān)，手掌靠近大頭針說“起”，同時接通電磁鐵，大頭針被輕松吸起，然后說“落”，同時斷開電磁鐵，大頭針“聽話的”落到盒子里。（注意演示過程中要富有戲劇性）

提出問題：老師是怎么辦到的？引發(fā)學(xué)生思考，并向?qū)W生揭開謎底展示藏于手心的電磁鐵。

教師引導(dǎo)同學(xué)們回憶上節(jié)課的內(nèi)容，如果我們利用電流產(chǎn)生磁場，那么電流斷開是否磁性也就隨之消失了呢？這就是我們今天要學(xué)的內(nèi)容——電磁鐵。（顯示課題）

（二）新課教學(xué)

1. 定義

師：那么什么樣的構(gòu)造才能叫電磁鐵呢？在同學(xué)們的桌子上就有一個電磁鐵，請同學(xué)們觀察其構(gòu)造，思考每部分構(gòu)造的作用，自己給電磁鐵下定義。

小組討論、進(jìn)行操作：給電磁鐵通、斷電去吸引大頭針，是否插入鐵芯以及插入鋼芯、陶瓷芯的情況，通過吸引大頭針的數(shù)量判斷電磁鐵是否有磁性及磁性強(qiáng)弱。

設(shè)計意圖：讓學(xué)生大膽嘗試，通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問題，才能透徹地理解知識。

小組總結(jié)交流并給出電磁鐵定義。

板書：1. 電磁鐵：帶有鐵芯的螺線管。

請同學(xué)們思考一下：電磁鐵的工作原理是什么？

板書：2. 工作原理：電流的磁效應(yīng)。

設(shè)計意圖：這樣設(shè)計有利于學(xué)生自主思考，并且不需要死記硬背就可以記住概念和原理。

2. 自制電磁鐵（課件展示）

師：同學(xué)們能不能利用桌上老師為大家準(zhǔn)備好的器材自己做一個電磁鐵呢？桌上放有兩個相同的大頭釘、一些絕緣導(dǎo)線、開關(guān)、滑動變阻器、一些曲別針和電流表（不是所有的器材都會用到），引導(dǎo)學(xué)生制作電磁鐵。

溫馨提示（課件展示）：為了使電磁鐵磁性較強(qiáng)，線圈匝數(shù)最好在50匝到100匝之間。線圈最好緊密排列，這樣線圈產(chǎn)生的磁場疊加效果最好。各組學(xué)生利用選擇的器材自制電磁鐵去吸引大頭針。然后挑選吸起大頭針不同的若干組進(jìn)行展示。

3. 實(shí)驗(yàn)探究：影響電磁鐵的磁性強(qiáng)弱的因素（課件展示）

提出問題：你認(rèn)為你制作的電磁鐵的磁性強(qiáng)弱究竟與哪些因素有關(guān)呢？

引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的知識和經(jīng)驗(yàn)提出猜想并說明理由。

進(jìn)行猜想：電磁鐵的磁性強(qiáng)弱可能與電流的大小、線圈的匝數(shù)有關(guān)。

設(shè)計意圖：讓學(xué)生自己通過制作的經(jīng)驗(yàn)回顧并思考可能與哪些因素有關(guān)，可以更好的發(fā)散思維，學(xué)生還有可能會提出與電壓、電阻、鐵芯粗細(xì)等等有關(guān)，需要教師引導(dǎo)學(xué)生共同分析，排除部分非影響因素，或讓學(xué)生課后自行探究。

設(shè)計實(shí)驗(yàn)：請學(xué)生設(shè)計實(shí)驗(yàn)來證明猜想是否正確。引導(dǎo)學(xué)生分析，注意控制變量。

課件展示：

①如何研究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與電流大小的關(guān)系？研究磁性與線圈匝數(shù)的關(guān)系呢？

②如何改變線圈的匝數(shù)和電流的大??？

③怎樣控制變量？

④如何判斷電磁鐵磁性強(qiáng)弱？

小組討論并制訂實(shí)驗(yàn)方案，教師到各個小組中參加討論，適時地引導(dǎo)、點(diǎn)撥學(xué)生。

小組活動：

設(shè)計出電路圖，研究電流大小影響如圖1，研究線圈的匝數(shù)影響如圖2。

學(xué)生總結(jié)：采用控制變量法，研究電流大小對磁性影響時，要保持線圈匝數(shù)不變；研究線圈匝數(shù)對磁性影響時，要保持電流大小不變。

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

①按圖1連接電路，將開關(guān)合上，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器，改變通過線圈中的電流，觀察大鐵釘吸起大頭針的多少。

②按圖2連接電路，觀察大鐵釘吸起大頭針的多少。

學(xué)生歸納、概括實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并記錄在書中給出的表格中。

分析論證：通過電磁鐵的電流越大，磁性越強(qiáng)；電磁鐵線圈匝數(shù)越多，磁性越強(qiáng)。

板書：3. 電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與線圈的匝數(shù)和電流大小有關(guān)。

①通過電磁鐵的電流越大，它的磁性越強(qiáng)。

②在電流一定時，電磁鐵線圈匝數(shù)越多，磁性越強(qiáng)。

4. 電磁鐵的應(yīng)用（課件展示）

提出問題：你知道的電磁鐵的應(yīng)用有哪些？

小組討論：電磁起重機(jī)、電動機(jī)、發(fā)電機(jī)、揚(yáng)聲器、電話、電鈴、電話、磁懸浮列車等。

設(shè)計意圖：本節(jié)課只是大概讓學(xué)生了解有哪些應(yīng)用，展示電磁鐵的應(yīng)用圖片，可以請同學(xué)們課后通過網(wǎng)絡(luò)了解電話（或電鈴、揚(yáng)聲器等）中哪個部位用到了電磁鐵以及是如何工作的，這樣不僅培養(yǎng)了學(xué)生自主收集資料并獲取知識的能力，也為下節(jié)課的知識做了鋪墊。

三、教學(xué)反思

八年級下冊的學(xué)生在有了一定的物理知識的基礎(chǔ)上，本節(jié)課的知識內(nèi)容對他們來說不算難，但是學(xué)生設(shè)計實(shí)驗(yàn)等能力還有待提高，所以本節(jié)課的重點(diǎn)在于培養(yǎng)學(xué)生的猜想能力、實(shí)驗(yàn)設(shè)計能力、合作交流能力及分析總結(jié)能力，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計上進(jìn)一步認(rèn)識到“控制變量法”在中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中的重要地位。

“自主、合作、探究”的教學(xué)理念，也深深地融入了整個教學(xué)過程中，教師多以設(shè)疑的方式引導(dǎo)學(xué)生自主思考并合作探究出結(jié)論，學(xué)生課堂參與度較高，效果較為理想。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 王治濤. 電磁鐵教學(xué)設(shè)計[J]. 數(shù)理化學(xué)習(xí)（初中版），2013（3）.

[2] 彭前程. 初中物理探究教學(xué)的理論與實(shí)踐[M]. 北京：人民教育出版社，2010.