“電生磁”教學設計

于士博 費金有

一、教學設計思想

《初中物理課程標準》對“電生磁”規(guī)定的內(nèi)容標準為：通過實驗，探究通電螺線管外部磁場的方向；通過實驗，了解通電導線在磁場中會受到力的作用，力的方向與電流及磁場的方向都有關系.科學探究方式的學習一直是“新課標”所倡導的，“電生磁”一節(jié)也正是該學習方式的典型應用.在學習本節(jié)內(nèi)容之前，學生對于電學內(nèi)容與磁學的內(nèi)容有了一定認知，所以，以此為基礎加以引導啟發(fā)，學生即可用已學到的知識解決新問題.

本節(jié)課突出“教師主導、學生主體、合作探究”的教學理念，通過“提出問題——猜想假設——設計實驗——合作探究——分析交流”等教學過程，使學生在自主學習與合作探究過程中習得物理知識，掌握物理規(guī)律，培養(yǎng)科學素養(yǎng).

本節(jié)課在設計時突出了以下幾點：

（1）重視新課引入——好的新課引入可以激發(fā)學生學習興趣和探索欲望，為學生學習本節(jié)內(nèi)容打下重要基礎.

（2）注重科學探究——整節(jié)內(nèi)容由探究性實驗構(gòu)成，學生通過實驗體驗探索過程，探究實驗規(guī)律，體現(xiàn)了科學實驗是揭示自然奧秘的重要途徑.

（3）發(fā)揮學生的主體作用——通過提出問題、猜想假設、設計實驗、合作探究、分析交流等探究環(huán)節(jié)，使學生保持積極的探索心態(tài)及學習興趣.

（4）重視先進教學手段的配合應用——本節(jié)課通過多媒體教學、實驗等不同的教學手段來提高課堂效率.

二、教學目標

基于對新課標的解讀以及對教學內(nèi)容的思考，教學目標定為以下三個方面.

1.知識與技能

（1）初步了解電和磁存在某種關系，認識電流的磁效應.

（2）知道通電導體周圍存在著磁場，通電螺線管的外部磁場與條形磁鐵相似.

（3）會判斷通電螺線管的極性或通電螺線管的電流方向.

2.過程與方法

（1）學生通過提出問題、猜想假設、設計實驗、合作探究、分析交流等探究環(huán)節(jié)，進一步了解、學習用科學探究方法解決物理問題.

（2）學生通過對實驗現(xiàn)象及結(jié)果的討論，初步學習從物理現(xiàn)象和實驗中歸納簡單的科學規(guī)律，解釋具體問題.

（3）在經(jīng)歷自主學習與合作學習過程后，提高學生的自主性與團隊意識.

3.情感態(tài)度與價值觀

（1）學生經(jīng)過物理實踐探究活動，體會物理實驗的樂趣，以及物理學家發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的探索精神.

（2）通過探究實驗培養(yǎng)學生主動與他人合作、交流的愿望，敢于發(fā)表自己的見解.

（3）體會現(xiàn)實物理世界是豐富多彩的同時，讓學生在以后的學習、生活中更加熱愛物理，熱愛世界.

三、教學重點

1.了解通電螺線管周圍的磁場特征.

2.理解安培定則并學會運用.

通過實驗，使學生初步了解與掌握用科學探究的方法解決具體問題，并在此基礎上培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng).

四、教學難點

安培定則的理解.

本節(jié)內(nèi)容中，安培定則是在對實驗現(xiàn)象進行總結(jié)分析后得出的.但這個階段的學生邏輯思維與理性思維還是形成過程中，用已有知識分析實際問題的能力不足，將會在安培定則的理解方面形成一定的困難.

本節(jié)內(nèi)容以實驗為主，但學生在對探究過程的理解，團隊協(xié)作能力，知識技能基礎等方面都存在著一定的差異，探究實驗是否能夠順利進行，教師的組織、引導與啟發(fā)將起著關鍵性作用.因此，教師如何組織、引導學生完成整個探究實驗過程，也是本次教學活動的一個難點.

五、教學資源

計算機多媒體、實物展示臺、自制教具等.

六、教學過程

教學過程如圖1所示.

1.新課引入環(huán)節(jié)，教師為學生演示“小火車過山洞”實驗，如圖2所示.實驗裝置說明：整個實驗裝置由強磁鐵（2組），5號電池（1節(jié)）和裸銅線（20 m）組成.將兩組強磁鐵吸附在電池的兩端組成“小火車”，并使兩組強磁鐵最外側(cè)磁極相同；“山洞”由一根20 m長裸銅線按一定方向繞制而成，相鄰兩線圈間隔應小于每組強磁鐵長度.

實驗現(xiàn)象說明：將兩端吸附磁鐵的電池從線圈左側(cè)推入，待兩組強磁鐵都與銅線圈接觸后，“火車”便會迅速穿過線圈“山洞”.

新奇的演示實驗在吸引學生注意力的同時，能夠引起學生思維困惑，從而激發(fā)學生學習興趣，為學習本節(jié)課內(nèi)容創(chuàng)設物理情境.

2.教師指導學生，完成奧斯特通電導線實驗，如圖3所示.

實驗裝置說明：整個實驗裝置由1號電池（1節(jié)），導線（1根）和小磁針（1個）組成.

實驗現(xiàn)象說明：將小磁針放置在導線正下方，用導線兩端接觸電池正負極，并迅速斷開，發(fā)現(xiàn)小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；再用導線反向接觸電池正負極，并迅速斷開，發(fā)現(xiàn)小磁針的偏轉(zhuǎn)方向相反.

[HJ1.85mm]

在學生完成實驗后，引導學生觀察實驗現(xiàn)象并思考，讓學生知道電與磁存在某種關系，為后續(xù)學習打下基礎.

3.本環(huán)節(jié)由三個實驗組成，實驗將在教師指導下，學生分組完成.實驗分別為“實驗一：探究通電螺線管外部磁場特征”、“實驗二：探究影響通電螺線管磁場方向因素”及“實驗三：探究螺線管中電流方向與外部磁場方向的關系”，如圖4所示.[TP1CW23.TIF，BP#]

實驗裝置說明：實驗裝置由實驗平臺、單刀雙擲開關、電池組、電路板、小磁針、螺線管（2個，繞向不同）、導線（4根）組成.電路板可以通過不同箭頭指示燈亮起情況，指示出螺線管中正面電流方向，方便學生對實驗現(xiàn)象進行歸納總結(jié).

實驗現(xiàn)象說明：開關向兩端閉合，若向上的指示燈亮起，通電螺線管吸引小磁針S極；若向下的指示燈亮起，通電螺線管吸引小磁針N極.換另外一根螺線管再進行上述實驗，實驗結(jié)果一致.

教師帶領學生完成對實驗結(jié)果的歸納分析，并給出“安培定則”的科學定義.

三個實驗聯(lián)系緊密，逐步深入.前面實驗起到“拋磚引玉”的作用，為后面實驗的進行奠定理論基礎.在實驗前，教師將指導小組同學，通過查找資料、討論等方式確定探究方案，包括研究方法、研究步驟等.在實驗結(jié)束后，教師引導學生對實驗結(jié)果進行歸納、總結(jié)、分析.

4.教師與學生一同解密“火車過山洞”的奧秘，實驗原理剖面圖如圖5所示.

當電池與強磁極組成的“火車”進入由裸導線順時針繞成的“山洞”后，兩強磁極與導線接觸，兩磁極之間的導線將有電流通過；此時這部分“山洞”將會有“左N右S”的感應磁場產(chǎn)生.左側(cè)感應磁場的N極與“火車”自身強磁鐵N極相互排斥，右側(cè)感應磁場的S極與“火車”自身強磁鐵的N極相互吸引.于是，“火車”就在“前面吸引，后面排斥”的共同作用下向右運動.教師帶領學生逐步分析，使學生在學習安培定則之后，能夠?qū)W以致用.