《磁生電的探索》教案.doc

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魯科版高中物理 選修3-2 第一章 電磁感應 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 一、教材與學情分析 1、教材分析 本節(jié)課是高中物理選修3-2的開篇，在電磁學的學習過程起著承上啟下的作用，在電磁感應現象認知中具有極其重要的地位。本節(jié)的主要內容可以總結為兩大部分： 1、磁生電的探索歷程：本部分的目的在于通地過簡述若干科學家在磁生電探索過程中的貢獻，讓學生感受科學發(fā)現過程的態(tài)度與精神，并從中得到啟發(fā)。 2、探究感應電流產生的條件：實驗探究是學生發(fā)現和驗證物理規(guī)律，理解物理知識極為重要的途徑，本部分教材上安排三個實驗要求老師引導學生進行自主探究，要充分體現學生的合作意識和交流能力。 2、學情分析 （1）學生已經清楚電能夠生磁，并能判斷通電導線周圍的磁場分布；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，學生對閉合電路的部分導線切割磁感線能產生電流已有一定的認識，但在空間想象、問題本質的分析等方面還較為薄弱。 （4）能較熟練的使用互聯(lián)網搜索引擎，有通過互聯(lián)網查找相關知識的經驗。 二、教學目標與重難點分析 （一）三維教學目標 1、知識與技能 （1）了解電磁感應現象的發(fā)現過程，體會人類探索自然規(guī)律的科學態(tài)度和科學精神。 （2）知道電磁感應、感應電流的定義。 （3）通過實驗與探究知道產生感應電流的條件； 2、過程與方法： （1）利用互聯(lián)網搜索，收集科學家在磁生電探索中的成與敗，感悟科學發(fā)現的過程，并與同學分亨交流； （2）通過科學探究，認識科學發(fā)現的一般過程（提出問題、觀察實驗、分析論證、歸納總結）；并能通過交流得到感應電流的產生條件。 3、情感、態(tài)度與價值觀 （1）領會科學家對自然現象、自然規(guī)律的某些猜想在科學發(fā)現中的重要性。 （2）學會通過實驗探究、分析現象、團結協(xié)作、討論交流的途徑來解決問題。 （二）重點與難點 重點：感應電流產生的條件； 難點：總結出感應電流產生的條件。 三、教學設計 以新課程理論為指導思想，以充分發(fā)揮學生在教學過程中的主體地位為依托，尊重學生的認知規(guī)律，發(fā)揮老師的引導作用，以互聯(lián)網為教學輔助工具，科學實驗探究為認知手段，互動交流討論為學習方式來設計本節(jié)課的教學過程。 1、分組（課前準備）：將全班學生大體分為9個小組，每組5-6人，每小組有一臺可接入互聯(lián)網的電腦以及可以做實驗與交流的平臺發(fā)及實驗相關儀器； 2、展示美圖：讓學生感受電世界之壯觀以及體會電對人類生活的重要性從而引入法拉第； 3、安排任務（12分鐘）：利用互聯(lián)網搜索引擎，如：百度（http://www.baidu.com）,讓學生收集在磁生電探索過程中相關的科學家，每小組再選定自己興趣的角色了解其所做的研究及成敗。先小組內部自行討論交流，再由教師組織與其它小組交流分享。這個過程通過對科學家探索過程的了解應可以讓學生對于磁生電的條件有了一定的認識。 4、實驗探究（18分鐘）：同學生一起分析探究磁生電過程大體會用到的器材，再分組實驗探究。將三個探究實驗分成個不同實驗小組，由學生自主設計實驗，做好現象記錄，處理相關信息，分析現象本質。做好與其他小組交流的準備。 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論，并對比思考分析其他小組實驗現象與結論。 6、總結（5分鐘）：總結感應電流產生的條件。 四、教學用具、教學方法和課時 1、教學用具：多媒體電腦與投影機（教學演示用）、互聯(lián)網電腦、磁鐵（U型磁鐵，條形磁鐵）、線圈、導線、靈敏電流表、學生電源、開關、滑動變阻器 2、教學方法：實驗探究、討論交流 3、課時：1課時 五、教學過程 （一）引入新課 師：（展示美圖）壯麗的都市美景，是電氣時代的產物，如今人類已離不開電，誰如此偉大為人類開創(chuàng)了這樣的一個時代？ 生：法拉第 師：法拉第是怎樣發(fā)現了磁能生電呢？其實，在奧斯特發(fā)現了電流的磁效應后，有很多科學家受到了啟發(fā)，既然電能產生磁，那么磁能不能產生電？并且做了相關的研究。但為什么這個科學史上最偉大的發(fā)現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)網電腦，通過百度搜索引擎，來了解有哪些科學家對磁生電的條件做過探索。并選擇法拉第以及另一位你興趣的科學家，了解其對磁生電的研究過程。分析這兩位科學在磁生電研究過程的成與敗的原因。 師：了解之后各小組內部先進行討論交流了解之后的認識，還有兩位科學家的科學發(fā)現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發(fā)言與其它小組做交流。 （學生通互聯(lián)網完成相關任務并小組內部交流。這些內容在百度里可以很快搜到，而且教材里也列出了相關的一些科學家，百度百科里又有相應科學家的介紹，因此收集信息的過程相對會比較順利。） 師：我們請各小組代表來回答剛才老師所提的問題。 生：……。（幾個小組基本上能將幾個科學家的探索歷程說清楚，老師用PPT課件輔肋演示說明幾個科學家的研究與失敗原因） 師：探索磁生電的歷程中，眾多科學家的成與敗。你能從中領悟到什么？ 生：（小組代表發(fā)言交流） 師：同學們說得很好，這個過程我們可以總結為：了解科學發(fā)現歷程，感悟品味精彩人生。對于科學家們磁生電的探索過程，電磁學理論的集大成者麥克斯韋也這樣說過：“科學家其實也有許多粗糙的想法和不成功的經驗。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生電呢？ 師：在3-1的學習中我們已經了解，電路中要有電流，這個電路必須是一個什么樣的電路？ 生：閉合回路。 師：那我們要怎樣才能知道電路中有電流？ 生：接個靈敏電流計。 師：既然是探討磁能不能生電，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，磁會生電？ 師：實驗器材組合有三種，每一種都有3組，等下每一種實驗由一組代表回答，其他兩組做補充。實驗時要注意記錄你們的方法以及實驗的現象，并討論分析現象產生的原因。如果經小組討論仍無法進行實驗，可以利用互聯(lián)網搜索確認下實驗的實物連接和操作過程。 （學生進行探究實驗，過程中老師在黑板上畫好三組實驗用到的實物。） 師：請小組派代表到黑板上連接好電路圖。 （學生連接電路圖） 第一組：（器材：電流計，U形磁鐵，導體棒，導線） 生：先將導體棒與電流計組成閉合回路，連接好電路后我們做了這些探究： （1）、讓導體棒停在磁場中不動，現象：指針無偏轉，說明沒有電流產生。 （2）、沿平行磁感線方向移動導體棒，現象：指針無偏轉，說明沒有電流產生。 （3）、沿垂直磁感線方向移動導體棒，現象：指什偏轉了，說明閉合回路有電流產生。 （4）、讓導體棒做切割磁感線運動不管哪個方向都發(fā)現電流計指針發(fā)生偏轉。 （5）、后來我們不用導體棒而直接用連接電路的導線去切割磁感線都成功的發(fā)現指針偏轉了。 我們小組的結論：只要閉合回路中的一部份導體做切割磁感線運動，閉合回路中就會產生電流。 第二組：（器材：電流計，條形磁鐵，螺線管，導線） 生：先將線圈與電流計組成閉合回路，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，現象：指針無偏轉，說明沒有電流產生。 （2）、抽出條形磁鐵，現象：指針有偏轉，說明有電流產生。 （3）、插入條形磁鐵，現象：指什偏轉了，說明有電流產生。 （4）、讓條形磁鐵不動，將線圈靠近或移離開條形磁鐵，電流計指針都偏轉了，說明也有電流產生。 我們小組的結論：只要線圈與條形磁鐵有相對運動，閉合回路中就會產生電流。 第三組：（器材：電流計，學生電源，帶鐵芯小螺線管A，螺線管B，導線） 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，還有滑動變阻串聯(lián)，再將螺線管B和電流計組成閉合回路。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)現閉合開關或是斷開開關的瞬間指針都發(fā)生了偏轉，但一下就沒了，說明在閉合開關和斷開開關的過程中有電流產生； （2）、閉合開關，將螺線管A從B中拔出或是插入的過程中都了現電流計指針偏轉了，這說明這個過程有電流產生了。 （3）我們還改變了滑動變阻器的阻值，發(fā)現在滑動變阻器的阻值變化過程中電流計也發(fā)生了偏轉，說明也產生了電流。 我們小組的結論是：當線圈所處的磁場發(fā)生變化時，閉合回路有感應電流產生。 師：大家做得很好，從這個方面講我們超過了好多著名的科學家了。從剛才這些同學的描述中我們發(fā)現了磁能夠生電，而且根據大家的探究，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？ （進一步引導，并通過flash動畫演示分析） 師：第一組實驗，切割磁感線運動，動的是導體棒，那導體棒的移動引起了什么變化？ 生：閉合回路的面積 師：第二組實驗和第三組實驗比較相似，磁體與螺線管相對運動，有什么量發(fā)生變化？ 生：螺線管所在位置的磁場強度發(fā)生了變化。 師：對，就像第三組探究中開關閉合與打開的瞬間，滑動變阻器阻值變化的過程都是引起了穿過螺線管的磁感應強度發(fā)生了變化。 師：上面的幾個探究實驗，磁感應強度不變但面積變可以產生電流，或者磁感應強度變但面積不變也可以產生感應電流。能不能用一個物理量來說明呢？ 生：磁通量。 師：根據剛才大家的探究結論，我們可以總結為：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生感應電流。這個結論，法拉第可是用了10年的時間。 師：我們把這種磁生電的現象稱為：電磁感應現象；產生的電流也稱為感應電流。 （PPT顯示本節(jié)主知識內容，并安排一題簡單的應用分析練習） 課后探究：能不能利用地磁場發(fā)電？ 作業(yè)練習：P8，3、4、5 教學反思： 本節(jié)課的設計以新課程理念的自主學習為支撐點，抓住了探究式學習的本質和核心，充分調動了學生學習的積極性和主動性，又不忽視教師在課堂教學過程中不可或缺的引導作用，覺得有些可取之處，主要體現在： 1、發(fā)揮互聯(lián)網在學生學習與拓展知識中不可或缺的工具作用，讓學生體驗信息時代的發(fā)展給學習方式帶來的變化，進而實現從能知道互聯(lián)網到利用互聯(lián)網進行自主學習的轉變； 2、切合物理知識的認知特點，以及學生求知過程的理論形成規(guī)律，通過設計探究性實驗，從提出問題，設計解決問題方案，到自主嘗試解決問題的這樣一個過程讓學生激發(fā)學習熱情，引導學習興趣，從成功的探究中體驗學習的樂趣，進而享受學習。 3、分小組進行實驗，避免了實驗過程相同情境的重復而引起的厭煩，再通過交流共亨，將三個探究的目的組合起來，讓學生培養(yǎng)既有團結協(xié)作精神，又保留競爭意識，最終共同發(fā)展的良好學習理念。 4、通過教師的啟發(fā)、引導，貫穿整個教學過程，雖以學生自主學習自主探究為主體，但教師的引導讓學生能圍繞整個教學目標有序進行，不會理題千里，保障了教學任務與能力培養(yǎng)的雙重目標。 5、最后的課后探究又可以讓學生自行動手設計實驗，也可以通過互聯(lián)網了解太空發(fā)電的情境，是對本節(jié)課教學方法的延續(xù)，體現了科學研究的一般歷程：設想→實驗探究→理論→再實驗驗證→應用。讓學生在經歷中感悟科學研究的一般方法，提高學生的科學素質。 6、本節(jié)課還利用了PPT、flash軟件以及多媒體設備進行輔肋教學，也沒有拋開粉筆、黑板一方講臺的傳統(tǒng)教學工具，可說是多種教學輔肋設備同臺演出，但有序的教學設計使得這些設備有序的發(fā)揮著自己的功用。 當然，這樣的設計并不是沒有不足： 1、多種器材的同臺演出，讓課前準備花了更多的時間與精力，一線教師時間畢竟都很有限； 2、分組教學模式，課堂秩序比傳統(tǒng)的教學方式難以控制，時間安排上存在不確定因素，控制不好，會影響教學任務的有效完成； 3、學生知識與能力的參差不齊，領悟能力高低，以及課堂紀律的遵守程度，上網搜索時是否自覺按照教師安排的任務進行開展，這些因素也影響著這種自主學習方式的有效開展。 總之，任何一種教學方式的實施與開展都是要不段的從實踐與現實中進行修正與因制宜，也就是說實事求是，不盲從，不盲拒。 著作權與使用申明：獲獎作品的作者享有作品的著作權，并同意授權《中國教育信息化》雜志社與百度公司校園合作項目相關推廣活動中以非商業(yè)目的對該獲獎作品進行復制、使用、編輯、改編等。