初中“電與磁”章節(jié)復(fù)習(xí)課的整體設(shè)計(jì)

顧美麗

(寧波市四眼碶中學(xué),浙江 寧波 315000)

章節(jié)復(fù)習(xí)課是教學(xué)環(huán)節(jié)中必不可少的一種課型,通過(guò)章節(jié)知識(shí)的梳理、歸納和總結(jié)，讓學(xué)生對(duì)已有的知識(shí)和方法進(jìn)行橫向聯(lián)系、縱向剖析并納入自己的知識(shí)體系．具體做法:一是要重視對(duì)章節(jié)內(nèi)容的重新整合,讓知識(shí)以全新的面貌展現(xiàn)在學(xué)生面前,使學(xué)生產(chǎn)生知識(shí)再現(xiàn)的沖動(dòng),進(jìn)而主動(dòng)回顧知識(shí);二是要基于學(xué)生實(shí)際,從“點(diǎn)”到“線”、再到“面”,設(shè)計(jì)“問(wèn)題串”,讓學(xué)生投入到新的探究中．下面,以華師大版初中科學(xué)教材八年級(jí)下冊(cè)“電與磁”的章節(jié)復(fù)習(xí)課為例,談?wù)勅绾芜M(jìn)行整體設(shè)計(jì),提高復(fù)習(xí)課的教學(xué)效率．

1 從“點(diǎn)”出發(fā):巧借電子元件、引發(fā)認(rèn)知沖突

圖1

情景創(chuàng)設(shè): 拿出緣分燈(如圖1),請(qǐng)幾位學(xué)生先后觸摸緣分燈．當(dāng)不同學(xué)生觸摸時(shí),緣分燈有時(shí)亮有時(shí)不亮，這是為什么呢？

打開緣分燈，觀察緣分燈的內(nèi)部電路(如圖2).當(dāng)學(xué)生們先后觸摸緣分燈，燈時(shí)亮?xí)r不亮的奧秘在于電路中的這一元件——干簧管.

圖2 緣分燈的內(nèi)部電路(正面和反面)

設(shè)計(jì)意圖： 在生活經(jīng)驗(yàn)中,控制燈泡亮滅的往往是開關(guān),那么又是如何隔著緣分燈的燈罩控制開關(guān)的開閉呢?而后引出緣分燈內(nèi)部電路的關(guān)鍵元件——干簧管,為后續(xù)一系列的探究活動(dòng)形成鋪墊．學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程是一個(gè)“沖突”不斷產(chǎn)生、化解和發(fā)展的過(guò)程．通過(guò)精心設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)課引入,引起學(xué)生認(rèn)知沖突,形成懸念、活躍思維,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣．

2 沿“線”梳理： 設(shè)計(jì)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)、建構(gòu)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

問(wèn)題驅(qū)動(dòng)1:探究干簧管的工作原理．

借助結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,認(rèn)識(shí)干簧管的各部分結(jié)構(gòu)(如圖3):干簧管由兩個(gè)軟鐵簧片和玻璃管組成,玻璃管內(nèi)充滿惰性氣體．在沒有磁場(chǎng)作用時(shí),簧片的觸點(diǎn)在彈力的作用下處于斷開狀態(tài)．當(dāng)磁體靠近干簧管,這兩個(gè)觸點(diǎn)的位置會(huì)發(fā)生什么變化呢?

圖3 干簧管的各部分結(jié)構(gòu)

圖4 實(shí)驗(yàn)電路

實(shí)驗(yàn)探究:將干簧管通過(guò)鱷魚夾接入如圖4實(shí)驗(yàn)電路．將條形磁鐵的一端分別靠近干簧管的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3處(如圖5),觀察并記錄小燈泡的亮暗情況,通過(guò)電路狀態(tài)進(jìn)而判斷觸點(diǎn)的位置(見表1)．

圖5

表1 磁場(chǎng)對(duì)觸點(diǎn)位置的影響

磁鐵位置現(xiàn)象記錄 豎直方向靠近干簧管Ⅰ處Ⅱ處Ⅲ處小燈泡的亮暗亮不亮亮電路的狀態(tài)通路斷路通路觸點(diǎn)的位置相接觸不接觸相接觸

運(yùn)用磁化的知識(shí),分析干簧管的工作原理(如圖6和表2).

圖6

表2 探究干簧管的工作原理

磁鐵位置各點(diǎn)磁極 豎直方向靠近干簧管Ⅰ處Ⅱ處Ⅲ處a點(diǎn)b點(diǎn)c點(diǎn)d點(diǎn)觸點(diǎn)位置

圖7

例1.干簧管與燈泡、電源串聯(lián),如圖7所示,當(dāng)磁鐵靠近干簧管時(shí),我們看到燈泡亮． 在這個(gè)過(guò)程中

(A) 干簧管就是一個(gè)由磁場(chǎng)控制的開關(guān).

(B) 干簧管的簧片磁化為同名磁極相對(duì)的磁鐵.

(C) 磁場(chǎng)信息轉(zhuǎn)化為電信息.

(D) 電信息轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)信息.

答案: (A)、(C).

例2.干簧管置于圖8中哪種通電導(dǎo)線的磁場(chǎng)中時(shí)，可以使簧片端點(diǎn)吸合.

圖8

答案: (B).

設(shè)計(jì)意圖： 當(dāng)條形磁鐵靠近干簧管時(shí),通過(guò)磁化,在遠(yuǎn)端產(chǎn)生異名磁極而使端點(diǎn)相互吸引,電路處于通路狀態(tài)．在這一探究活動(dòng)中,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)磁性、磁極、磁極間相互作用等磁現(xiàn)象相關(guān)的知識(shí)進(jìn)行了梳理,并運(yùn)用磁化這一知識(shí)對(duì)干簧管的工作原理進(jìn)行了闡述,引導(dǎo)學(xué)生充分激活已有的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)網(wǎng)絡(luò),完善和優(yōu)化認(rèn)知結(jié)構(gòu)．處于磁場(chǎng)中的干簧管使電路處于閉合狀態(tài)產(chǎn)生電流,凸顯了章節(jié)復(fù)習(xí)課電與磁的主題．

在探究干簧管工作原理的環(huán)節(jié),由于干簧管體積較小,內(nèi)部簧片端點(diǎn)的位置難以直接觀察,因而轉(zhuǎn)換為通過(guò)小燈泡的亮滅來(lái)判斷所在電路的通斷進(jìn)而確定端點(diǎn)的位置．在章節(jié)復(fù)習(xí)課中,滲透科學(xué)研究方法,使學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的同時(shí),受到科學(xué)方法的熏陶和訓(xùn)練,達(dá)到促進(jìn)知識(shí)學(xué)習(xí)、培養(yǎng)能力和提高科學(xué)素質(zhì)的目的．

在例1中,條形磁鐵改由處于水平方向靠近干簧管,創(chuàng)設(shè)新的情境考查了學(xué)生對(duì)于磁化這一核心概念的運(yùn)用,加深了對(duì)干簧管本質(zhì)——由磁場(chǎng)控制的開關(guān)的認(rèn)識(shí)．例2則延續(xù)對(duì)電流磁效應(yīng)這一核心概念的考查,通過(guò)設(shè)定通電直導(dǎo)線不同的擺放位置,使學(xué)生對(duì)干簧管工作原理有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)和理解．

問(wèn)題驅(qū)動(dòng)2:探究使軟簧片被磁化的其他方式．

有磁場(chǎng)作用時(shí),軟鐵簧片被磁化,觸點(diǎn)相互吸引，電路處于通路狀態(tài)．除了條形磁鐵,你認(rèn)為還可以利用什么器材,使軟簧片被磁化,觸點(diǎn)相互吸引?學(xué)生不難想到電流的磁效應(yīng)．

復(fù)習(xí)回顧: 見表3.

表3

實(shí)驗(yàn)探究： 通電螺線管周圍磁場(chǎng)與條形磁鐵相似，我們不妨自制一個(gè)線圈，將它套在干簧管上，制成一個(gè)干簧繼電器，嘗試著用它來(lái)控制燈泡的亮滅(如圖9和表4).

圖9

表4 干簧管控制燈泡亮滅

S1狀態(tài)觸點(diǎn)位置S2狀態(tài)燈泡亮滅斷開不接觸斷開滅閉合相接觸斷開滅閉合相接觸閉合亮

例3.干簧繼電器在工作中所利用的電磁現(xiàn)象不包括

(A) 電流的磁效應(yīng).

(B) 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用.

(C) 磁極間的相互作用.

(D) 磁化.

答案: (B).

設(shè)計(jì)意圖： 有磁場(chǎng)作用時(shí),干簧管的觸點(diǎn)相互吸引，電路處于通路狀態(tài),進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生由條形磁鐵聯(lián)想到電流的磁效應(yīng)．在描述通電直導(dǎo)體、環(huán)形導(dǎo)體周圍磁場(chǎng)分布的基礎(chǔ)上,通過(guò)演化,進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)通電螺線管周圍磁場(chǎng)分布的認(rèn)識(shí)．通過(guò)自制干簧繼電器,在實(shí)驗(yàn)中體會(huì)“電—磁—電”的轉(zhuǎn)化過(guò)程,逐步構(gòu)建并完善自己的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)．

3 依“面”再探:立足核心概念、拓寬認(rèn)知視角

通過(guò)以上探究活動(dòng),學(xué)生對(duì)干簧管的工作原理已經(jīng)有所了解．在日常生活中,干簧管也有著許多方面的應(yīng)用．

圖10 緣分燈的內(nèi)部電路

(1) 解密緣分燈.

當(dāng)不同學(xué)生觸摸時(shí),緣分燈有時(shí)亮有時(shí)不亮,奧秘在哪呢?借助教師手里的這枚磁性戒指,你也能成為小魔術(shù)師嗎?請(qǐng)學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)嘗試．

緣分燈時(shí)而亮?xí)r而不亮,亮?xí)r時(shí)而紅時(shí)而綠時(shí)而黃,請(qǐng)你猜測(cè)緣分燈的內(nèi)部電路包含幾個(gè)干簧管?它的內(nèi)部電路究竟是怎樣的呢?

答案： 緣分燈的內(nèi)部電路圖如圖10所示.

(2) 設(shè)計(jì)門磁防盜報(bào)警器.

門磁防盜報(bào)警器在使用時(shí)先閉合電路開關(guān),睡覺時(shí)只有當(dāng)盜賊開門，報(bào)警器才會(huì)發(fā)出警報(bào).如圖11右側(cè)門框上固定一個(gè)磁鐵，左側(cè)報(bào)警裝置對(duì)應(yīng)處有一個(gè)干簧管。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)磁控防盜報(bào)警裝置的內(nèi)部電路.(提供：電源、電阻、干簧管、蜂鳴器、開關(guān)、導(dǎo)線若干)答案： 門磁防盜報(bào)警器的內(nèi)部電路如圖12所示.

圖11 門磁防盜報(bào)警器安裝示意圖

設(shè)計(jì)意圖：第3個(gè)片段是課堂教學(xué)的最后部分,一是首尾呼應(yīng),讓學(xué)生用自己所學(xué)知識(shí)揭開緣分燈發(fā)光之謎;二是以此引申出干簧感在日常生活中的應(yīng)用．這也體現(xiàn)了“從生活走向科學(xué),從科學(xué)走向社會(huì)”的新課程理念．利用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題,這不僅能讓學(xué)生意識(shí)到所學(xué)知識(shí)有用,并學(xué)會(huì)學(xué)以致用,而且在解決實(shí)際問(wèn)題的同時(shí)激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提升學(xué)生外在實(shí)驗(yàn)技能與內(nèi)在科學(xué)素養(yǎng)．

4 小結(jié)

“電與磁”章節(jié)復(fù)習(xí)的核心內(nèi)容指向圍繞磁現(xiàn)象的磁性、磁極及其間相互作用、磁化以及電流的磁效應(yīng),電磁感應(yīng)相關(guān)內(nèi)容納入章節(jié)復(fù)習(xí)的第2課時(shí)．在采擷核心概念的基礎(chǔ)上,本節(jié)課選擇干簧管作為貫穿始末的探究材料,將核心概念一以貫之．通過(guò)自制干簧繼電器,使學(xué)生在探究中體會(huì)“電—磁—電”的轉(zhuǎn)化過(guò)程,引導(dǎo)學(xué)生逐步構(gòu)建并完善自己的知識(shí)網(wǎng)絡(luò),凸顯了本節(jié)課“電與磁”這一復(fù)習(xí)主題．