《磁生電的探索》教案

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1、魯科版高中物理 選修3-2 第一章 電磁感應(yīng) 第一節(jié) 磁生電的探索（教案） 教師：沈雄斌 福建省東山縣第二中學(xué) 一、教材與學(xué)情分析 1、教材分析 本節(jié)課是高中物理選修3-2的開篇，在電磁學(xué)的學(xué)習(xí)過程起著承上啟下的作用，在電磁感應(yīng)現(xiàn)象認(rèn)知中具有極其重要的地位。本節(jié)的主要內(nèi)容可以總結(jié)為兩大部分： 1、磁生電的探索歷程：本部分的目的在于通地過簡(jiǎn)述若干科學(xué)家在磁生電探索過程中的貢獻(xiàn)，讓學(xué)生感受科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程的態(tài)度與精神，并從中得到啟發(fā)。 2、探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件：實(shí)驗(yàn)探究是學(xué)生發(fā)現(xiàn)和驗(yàn)證物理規(guī)律，理解物理知識(shí)極為重要的途徑，

2、本部分教材上安排三個(gè)實(shí)驗(yàn)要求老師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探究，要充分體現(xiàn)學(xué)生的合作意識(shí)和交流能力。 2、學(xué)情分析 （1）學(xué)生已經(jīng)清楚電能夠生磁，并能判斷通電導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)分布；了解什么是磁通量； （2）知道電路中要有電流，電路必須是閉合回路； （3）在初中，學(xué)生對(duì)閉合電路的部分導(dǎo)線切割磁感線能產(chǎn)生電流已有一定的認(rèn)識(shí)，但在空間想象、問題本質(zhì)的分析等方面還較為薄弱。 （4）能較熟練的使用互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎，有通過互聯(lián)網(wǎng)查找相關(guān)知識(shí)的經(jīng)驗(yàn)。 二、教學(xué)目標(biāo)與重難點(diǎn)分析 （一）三維教學(xué)目標(biāo) 1、知識(shí)與技能 （1）了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)過程，體會(huì)人類探索自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。 （2）知道電

3、磁感應(yīng)、感應(yīng)電流的定義。 （3）通過實(shí)驗(yàn)與探究知道產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件； 2、過程與方法： （1）利用互聯(lián)網(wǎng)搜索，收集科學(xué)家在磁生電探索中的成與敗，感悟科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程，并與同學(xué)分亨交流； （2）通過科學(xué)探究，認(rèn)識(shí)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的一般過程（提出問題、觀察實(shí)驗(yàn)、分析論證、歸納總結(jié)）；并能通過交流得到感應(yīng)電流的產(chǎn)生條件。 3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀 （1）領(lǐng)會(huì)科學(xué)家對(duì)自然現(xiàn)象、自然規(guī)律的某些猜想在科學(xué)發(fā)現(xiàn)中的重要性。 （2）學(xué)會(huì)通過實(shí)驗(yàn)探究、分析現(xiàn)象、團(tuán)結(jié)協(xié)作、討論交流的途徑來解決問題。 （二）重點(diǎn)與難點(diǎn) 重點(diǎn)：感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件； 難點(diǎn)：總結(jié)出感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。 三、教學(xué)設(shè)計(jì) 以新課

4、程理論為指導(dǎo)思想，以充分發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)過程中的主體地位為依托，尊重學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，發(fā)揮老師的引導(dǎo)作用，以互聯(lián)網(wǎng)為教學(xué)輔助工具，科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究為認(rèn)知手段，互動(dòng)交流討論為學(xué)習(xí)方式來設(shè)計(jì)本節(jié)課的教學(xué)過程。 1、分組（課前準(zhǔn)備）：將全班學(xué)生大體分為9個(gè)小組，每組5-6人，每小組有一臺(tái)可接入互聯(lián)網(wǎng)的電腦以及可以做實(shí)驗(yàn)與交流的平臺(tái)發(fā)及實(shí)驗(yàn)相關(guān)儀器； 2、展示美圖：讓學(xué)生感受電世界之壯觀以及體會(huì)電對(duì)人類生活的重要性從而引入法拉第； 3、安排任務(wù)（12分鐘）：利用互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎，如：百度（）,讓學(xué)生收集在磁生電探索過程中相關(guān)的科學(xué)家，每小組再選定自己興趣的角色了解其所做的研究及成敗。先小組內(nèi)部自行討論交流

5、，再由教師組織與其它小組交流分享。這個(gè)過程通過對(duì)科學(xué)家探索過程的了解應(yīng)可以讓學(xué)生對(duì)于磁生電的條件有了一定的認(rèn)識(shí)。 4、實(shí)驗(yàn)探究（18分鐘）：同學(xué)生一起分析探究磁生電過程大體會(huì)用到的器材，再分組實(shí)驗(yàn)探究。將三個(gè)探究實(shí)驗(yàn)分成個(gè)不同實(shí)驗(yàn)小組，由學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，做好現(xiàn)象記錄，處理相關(guān)信息，分析現(xiàn)象本質(zhì)。做好與其他小組交流的準(zhǔn)備。 5、交流分亨（10分鐘）：各小組選代表發(fā)表自己小組的研究過程和得到的結(jié)論，并對(duì)比思考分析其他小組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論。 6、總結(jié)（5分鐘）：總結(jié)感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。 四、教學(xué)用具、教學(xué)方法和課時(shí) 1、教學(xué)用具：多媒體電腦與投影機(jī)（教學(xué)演示用）、互聯(lián)網(wǎng)電腦、磁鐵（U型磁鐵

6、，條形磁鐵）、線圈、導(dǎo)線、靈敏電流表、學(xué)生電源、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器 2、教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)探究、討論交流 3、課時(shí)：1課時(shí) 五、教學(xué)過程 （一）引入新課 師：（展示美圖）壯麗的都市美景，是電氣時(shí)代的產(chǎn)物，如今人類已離不開電，誰(shuí)如此偉大為人類開創(chuàng)了這樣的一個(gè)時(shí)代？ 生：法拉第 師：法拉第是怎樣發(fā)現(xiàn)了磁能生電呢？其實(shí)，在奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)后，有很多科學(xué)家受到了啟發(fā)，既然電能產(chǎn)生磁，那么磁能不能產(chǎn)生電？并且做了相關(guān)的研究。但為什么這個(gè)科學(xué)史上最偉大的發(fā)現(xiàn)之一的桂冠卻只落在了法拉第的頭上？ 師：大家利用身邊的互聯(lián)網(wǎng)電腦，通過百度搜索引擎，來了解有哪些科學(xué)家對(duì)磁生電的條件做過探索。并選擇

7、法拉第以及另一位你興趣的科學(xué)家，了解其對(duì)磁生電的研究過程。分析這兩位科學(xué)在磁生電研究過程的成與敗的原因。 師：了解之后各小組內(nèi)部先進(jìn)行討論交流了解之后的認(rèn)識(shí)，還有兩位科學(xué)家的科學(xué)發(fā)現(xiàn)歷程給了你什么樣的人生感悟。小組還要選一位代表起來總結(jié)發(fā)言與其它小組做交流。 （學(xué)生通互聯(lián)網(wǎng)完成相關(guān)任務(wù)并小組內(nèi)部交流。這些內(nèi)容在百度里可以很快搜到，而且教材里也列出了相關(guān)的一些科學(xué)家，百度百科里又有相應(yīng)科學(xué)家的介紹，因此收集信息的過程相對(duì)會(huì)比較順利。） 師：我們請(qǐng)各小組代表來回答剛才老師所提的問題。 生：……。（幾個(gè)小組基本上能將幾個(gè)科學(xué)家的探索歷程說清楚，老師用PPT課件輔肋演示說明幾個(gè)科學(xué)家的研究與失

8、敗原因） 師：探索磁生電的歷程中，眾多科學(xué)家的成與敗。你能從中領(lǐng)悟到什么？ 生：（小組代表發(fā)言交流） 師：同學(xué)們說得很好，這個(gè)過程我們可以總結(jié)為：了解科學(xué)發(fā)現(xiàn)歷程，感悟品味精彩人生。對(duì)于科學(xué)家們磁生電的探索過程，電磁學(xué)理論的集大成者麥克斯韋也這樣說過：“科學(xué)家其實(shí)也有許多粗糙的想法和不成功的經(jīng)驗(yàn)。他們是偉大的，但并不是高不可攀的。 ” 師：從剛才的了解過程中，大家是否清楚了什么條件下磁才會(huì)生電呢？ 師：在3-1的學(xué)習(xí)中我們已經(jīng)了解，電路中要有電流，這個(gè)電路必須是一個(gè)什么樣的電路？ 生：閉合回路。 師：那我們要怎樣才能知道電路中有電流？ 生：接個(gè)靈敏電流計(jì)。 師：既然是探討磁能

9、不能生電，那我們需要什么樣的器材？ 生：磁鐵。 師：如果沒有永久磁鐵可以用什么代替？ 生：電磁鐵。 師：很好。在大家的桌上有為大家提供了一些器材，這些器材是用來探究磁生電的條件用的。大家能不能利用這些器材研究出，在什么條件下，磁會(huì)生電？ 師：實(shí)驗(yàn)器材組合有三種，每一種都有3組，等下每一種實(shí)驗(yàn)由一組代表回答，其他兩組做補(bǔ)充。實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意記錄你們的方法以及實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，并討論分析現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。如果經(jīng)小組討論仍無法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以利用互聯(lián)網(wǎng)搜索確認(rèn)下實(shí)驗(yàn)的實(shí)物連接和操作過程。 （學(xué)生進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，過程中老師在黑板上畫好三組實(shí)驗(yàn)用到的實(shí)物。） 師：請(qǐng)小組派代表到黑板上連接好電路圖。 （學(xué)

10、生連接電路圖） 第一組：（器材：電流計(jì)，U形磁鐵，導(dǎo)體棒，導(dǎo)線） 生：先將導(dǎo)體棒與電流計(jì)組成閉合回路，連接好電路后我們做了這些探究： （1）、讓導(dǎo)體棒停在磁場(chǎng)中不動(dòng)，現(xiàn)象：指針無偏轉(zhuǎn)，說明沒有電流產(chǎn)生。 （2）、沿平行磁感線方向移動(dòng)導(dǎo)體棒，現(xiàn)象：指針無偏轉(zhuǎn)，說明沒有電流產(chǎn)生。 （3）、沿垂直磁感線方向移動(dòng)導(dǎo)體棒，現(xiàn)象：指什偏轉(zhuǎn)了，說明閉合回路有電流產(chǎn)生。 （4）、讓導(dǎo)體棒做切割磁感線運(yùn)動(dòng)不管哪個(gè)方向都發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 （5）、后來我們不用導(dǎo)體棒而直接用連接電路的導(dǎo)線去切割磁感線都成功的發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)了。 我們小組的結(jié)論：只要閉合回路中的一部份導(dǎo)

11、體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，閉合回路中就會(huì)產(chǎn)生電流。 第二組：（器材：電流計(jì)，條形磁鐵，螺線管，導(dǎo)線） 生：先將線圈與電流計(jì)組成閉合回路，連接好電路后我們做了這些探究： （1）、讓條形磁鐵放入線圈中不動(dòng)，現(xiàn)象：指針無偏轉(zhuǎn)，說明沒有電流產(chǎn)生。 （2）、抽出條形磁鐵，現(xiàn)象：指針有偏轉(zhuǎn)，說明有電流產(chǎn)生。 （3）、插入條形磁鐵，現(xiàn)象：指什偏轉(zhuǎn)了，說明有電流產(chǎn)生。 （4）、讓條形磁鐵不動(dòng)，將線圈靠近或移離開條形磁鐵，電流計(jì)指針都偏轉(zhuǎn)了，說明也有電流產(chǎn)生。 我們小組的結(jié)論：只要線圈與條形磁鐵有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，閉合回路中就會(huì)產(chǎn)生電流。 第三組：（器材：電流計(jì)，學(xué)生電源，帶鐵芯小

12、螺線管A，螺線管B，導(dǎo)線） 生：我們用帶鐵芯小螺線管A帶代替磁鐵，先將電源、帶鐵芯螺線管、開關(guān)，還有滑動(dòng)變阻串聯(lián)，再將螺線管B和電流計(jì)組成閉合回路。連接好電路后我們做了這些探究： （1）、將螺線管A放在螺線管B中，發(fā)現(xiàn)閉合開關(guān)或是斷開開關(guān)的瞬間指針都發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，但一下就沒了，說明在閉合開關(guān)和斷開開關(guān)的過程中有電流產(chǎn)生； （2）、閉合開關(guān)，將螺線管A從B中拔出或是插入的過程中都了現(xiàn)電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)了，這說明這個(gè)過程有電流產(chǎn)生了。 （3）我們還改變了滑動(dòng)變阻器的阻值，發(fā)現(xiàn)在滑動(dòng)變阻器的阻值變化過程中電流計(jì)也發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，說明也產(chǎn)生了電流。 我們小組

13、的結(jié)論是：當(dāng)線圈所處的磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)，閉合回路有感應(yīng)電流產(chǎn)生。 師：大家做得很好，從這個(gè)方面講我們超過了好多著名的科學(xué)家了。從剛才這些同學(xué)的描述中我們發(fā)現(xiàn)了磁能夠生電，而且根據(jù)大家的探究，磁生電的條件還真多。那么大家是不是再分析探討下這些條件有沒有什么共同點(diǎn)？ （進(jìn)一步引導(dǎo)，并通過flash動(dòng)畫演示分析） 師：第一組實(shí)驗(yàn)，切割磁感線運(yùn)動(dòng)，動(dòng)的是導(dǎo)體棒，那導(dǎo)體棒的移動(dòng)引起了什么變化？ 生：閉合回路的面積 師：第二組實(shí)驗(yàn)和第三組實(shí)驗(yàn)比較相似，磁體與螺線管相對(duì)運(yùn)動(dòng)，有什么量發(fā)生變化？ 生：螺線管所在位置的磁場(chǎng)強(qiáng)度發(fā)生了變化。 師：對(duì)，就像第三組探究中開關(guān)閉合與打開的瞬間，滑動(dòng)變阻器阻值

14、變化的過程都是引起了穿過螺線管的磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生了變化。 師：上面的幾個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度不變但面積變可以產(chǎn)生電流，或者磁感應(yīng)強(qiáng)度變但面積不變也可以產(chǎn)生感應(yīng)電流。能不能用一個(gè)物理量來說明呢？ 生：磁通量。 師：根據(jù)剛才大家的探究結(jié)論，我們可以總結(jié)為：只要是穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，那么閉合回路就能產(chǎn)生感應(yīng)電流。這個(gè)結(jié)論，法拉第可是用了10年的時(shí)間。 師：我們把這種磁生電的現(xiàn)象稱為：電磁感應(yīng)現(xiàn)象；產(chǎn)生的電流也稱為感應(yīng)電流。 （PPT顯示本節(jié)主知識(shí)內(nèi)容，并安排一題簡(jiǎn)單的應(yīng)用分析練習(xí)） 課后探究：能不能利用地磁場(chǎng)發(fā)電？ 作業(yè)練習(xí)：P8，3、4、5 教學(xué)反思： 本節(jié)課的設(shè)計(jì)以

15、新課程理念的自主學(xué)習(xí)為支撐點(diǎn)，抓住了探究式學(xué)習(xí)的本質(zhì)和核心，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，又不忽視教師在課堂教學(xué)過程中不可或缺的引導(dǎo)作用，覺得有些可取之處，主要體現(xiàn)在： 1、發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)在學(xué)生學(xué)習(xí)與拓展知識(shí)中不可或缺的工具作用，讓學(xué)生體驗(yàn)信息時(shí)代的發(fā)展給學(xué)習(xí)方式帶來的變化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)從能知道互聯(lián)網(wǎng)到利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變； 2、切合物理知識(shí)的認(rèn)知特點(diǎn)，以及學(xué)生求知過程的理論形成規(guī)律，通過設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)，從提出問題，設(shè)計(jì)解決問題方案，到自主嘗試解決問題的這樣一個(gè)過程讓學(xué)生激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，引導(dǎo)學(xué)習(xí)興趣，從成功的探究中體驗(yàn)學(xué)習(xí)的樂趣，進(jìn)而享受學(xué)習(xí)。 3、分小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，避免了實(shí)驗(yàn)過程相同

16、情境的重復(fù)而引起的厭煩，再通過交流共亨，將三個(gè)探究的目的組合起來，讓學(xué)生培養(yǎng)既有團(tuán)結(jié)協(xié)作精神，又保留競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，最終共同發(fā)展的良好學(xué)習(xí)理念。 4、通過教師的啟發(fā)、引導(dǎo)，貫穿整個(gè)教學(xué)過程，雖以學(xué)生自主學(xué)習(xí)自主探究為主體，但教師的引導(dǎo)讓學(xué)生能圍繞整個(gè)教學(xué)目標(biāo)有序進(jìn)行，不會(huì)理題千里，保障了教學(xué)任務(wù)與能力培養(yǎng)的雙重目標(biāo)。 5、最后的課后探究又可以讓學(xué)生自行動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，也可以通過互聯(lián)網(wǎng)了解太空發(fā)電的情境，是對(duì)本節(jié)課教學(xué)方法的延續(xù)，體現(xiàn)了科學(xué)研究的一般歷程：設(shè)想→實(shí)驗(yàn)探究→理論→再實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證→應(yīng)用。讓學(xué)生在經(jīng)歷中感悟科學(xué)研究的一般方法，提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。 6、本節(jié)課還利用了PPT、flash軟件以

17、及多媒體設(shè)備進(jìn)行輔肋教學(xué)，也沒有拋開粉筆、黑板一方講臺(tái)的傳統(tǒng)教學(xué)工具，可說是多種教學(xué)輔肋設(shè)備同臺(tái)演出，但有序的教學(xué)設(shè)計(jì)使得這些設(shè)備有序的發(fā)揮著自己的功用。 當(dāng)然，這樣的設(shè)計(jì)并不是沒有不足： 1、多種器材的同臺(tái)演出，讓課前準(zhǔn)備花了更多的時(shí)間與精力，一線教師時(shí)間畢竟都很有限； 2、分組教學(xué)模式，課堂秩序比傳統(tǒng)的教學(xué)方式難以控制，時(shí)間安排上存在不確定因素，控制不好，會(huì)影響教學(xué)任務(wù)的有效完成； 3、學(xué)生知識(shí)與能力的參差不齊，領(lǐng)悟能力高低，以及課堂紀(jì)律的遵守程度，上網(wǎng)搜索時(shí)是否自覺按照教師安排的任務(wù)進(jìn)行開展，這些因素也影響著這種自主學(xué)習(xí)方式的有效開展。 總之，任何一種教學(xué)方式的實(shí)施與開展都是要不段的從實(shí)踐與現(xiàn)實(shí)中進(jìn)行修正與因制宜，也就是說實(shí)事求是，不盲從，不盲拒。 著作權(quán)與使用申明：獲獎(jiǎng)作品的作者享有作品的著作權(quán)，并同意授權(quán)《中國(guó)教育信息化》雜志社與百度公司校園合作項(xiàng)目相關(guān)推廣活動(dòng)中以非商業(yè)目的對(duì)該獲獎(jiǎng)作品進(jìn)行復(fù)制、使用、編輯、改編等。