《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(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：實驗探究是學(xué)生發(fā)現(xiàn)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(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，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)知識的經(jīng)驗。 二、教學(xué)目標(biāo)與重難點(diǎn)分析 （一）三維教學(xué)目標(biāo) 1、知識與技能 （1）了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)過程，體會人類探索自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。 （2）知道電磁感應(yīng)、感應(yīng)電流的定義。 （3）通過實驗與探究知道產(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)識科學(xué)發(fā)現(xiàn)的一般過程（提出問題、觀察實驗、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)度與價值觀 （1）領(lǐng)會科學(xué)家對自然現(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)會通過實驗探究、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 以新課程理論為指導(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)實驗探究為認(rèn)知手段，互動交流討論為學(xué)習(xí)方式來設(shè)計本節(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個小組，每組5-6人，每小組有一臺可接入互聯(lián)網(wǎng)的電腦以及可以做實驗與交流的平臺發(fā)及實驗相關(guān)儀器； 2、展示美圖：讓學(xué)生感受電世界之壯觀以及體會電對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（http://www.baidu.com）,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，再由教師組織與其它小組交流分享。這個過程通過對科學(xué)家探索過程的了解應(yīng)可以讓學(xué)生對于磁生電的條件有了一定的認(rèn)識。 4、實驗探究（18分鐘）：同學(xué)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(xué)生自主設(shè)計實驗，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，并對比思考分析其他小組實驗現(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 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，條形磁鐵）、線圈、導(dǎo)線、靈敏電流表、學(xué)生電源、開關(guān)、滑動變阻器 2、教學(xué)方法：實驗探究、討論交流 3、課時：1課時 五、教學(xué)過程 （一）引入新課 師：（展示美圖）壯麗的都市美景，是電氣時代的產(chǎn)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(xiàn)了磁能生電呢？其實，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(xué)家，了解其對磁生電的研究過程。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，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(xué)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(xué)家的研究與失敗原因） 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)家其實也有許多粗糙的想法和不成功的經(jīng)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(xué)習(xí)中我們已經(jīng)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(bǔ)充。實驗時要注意記錄你們的方法以及實驗的現(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)行實驗，可以利用互聯(lián)網(wǎng)搜索確認(rèn)下實驗的實物連接和操作過程。 （學(xué)生進(jìn)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(xué)生連接電路圖） 第一組：（器材：電流計，U形磁鐵，導(dǎo)體棒，導(dǎo)線） 生：先將導(dǎo)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(dǎo)體棒停在磁場中不動，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)動不管哪個方向都發(fā)現(xiàn)電流計指針發(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)體做切割磁感線運(yùn)動，閉合回路中就會產(chǎn)生電流。 第二組：（器材：電流計，條形磁鐵，螺線管，導(dǎo)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(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，將線圈靠近或移離開條形磁鐵，電流計指針都偏轉(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運(yùn)動，閉合回路中就會產(chǎn)生電流。 第三組：（器材：電流計，學(xué)生電源，帶鐵芯小螺線管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(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)電流計指針偏轉(zhuǎn)了，這說明這個過程有電流產(chǎn)生了。 （3）我們還改變了滑動變阻器的阻值，發(fā)現(xiàn)在滑動變阻器的阻值變化過程中電流計也發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，說明也產(chǎn)生了電流。 我們小組的結(jié)論是：當(dāng)線圈所處的磁場發(fā)生變化時，閉合回路有感應(yīng)電流產(chǎn)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(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動畫演示分析） 師：第一組實驗，切割磁感線運(yùn)動，動的是導(dǎo)體棒，那導(dǎo)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(yùn)動，有什么量發(fā)生變化？ 生：螺線管所在位置的磁場強(qiáng)度發(fā)生了變化。 師：對，就像第三組探究中開關(guān)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(yīng)強(qiáng)度發(fā)生了變化。 師：上面的幾個探究實驗，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。這個結(jié)論，法拉第可是用了10年的時間。 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)主知識內(nèi)容，并安排一題簡單的應(yīng)用分析練習(xí)） 課后探究：能不能利用地磁場發(fā)電？ 作業(yè)練習(xí)：P8，3、4、5 教學(xué)反思： 本節(jié)課的設(shè)計以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)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，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)與拓展知識中不可或缺的工具作用，讓學(xué)生體驗信息時代的發(fā)展給學(xué)習(xí)方式帶來的變化，進(jìn)而實現(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)計探究性實驗，從提出問題，設(shè)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(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學(xué)習(xí)的樂趣，進(jìn)而享受學(xué)習(xí)。 3、分小組進(jìn)行實驗，避免了實驗過程相同情境的重復(fù)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(xué)生培養(yǎng)既有團(tuán)結(jié)協(xié)作精神，又保留競爭意識，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)生能圍繞整個教學(xué)目標(biāo)有序進(jìn)行，不會理題千里，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)生自行動手設(shè)計實驗，也可以通過互聯(lián)網(wǎng)了解太空發(fā)電的情境，是對本節(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→實驗探究→理論→再實驗驗證→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、黑板一方講臺的傳統(tǒng)教學(xué)工具，可說是多種教學(xué)輔肋設(shè)備同臺演出，但有序的教學(xué)設(shè)計使得這些設(shè)備有序的發(fā)揮著自己的功用。 當(dāng)然，這樣的設(shè)計并不是沒有不足： 1、多種器材的同臺演出，讓課前準(zhǔn)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(xué)模式，課堂秩序比傳統(tǒng)的教學(xué)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(xué)任務(wù)的有效完成； 3、學(xué)生知識與能力的參差不齊，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)方式的實施與開展都是要不段的從實踐與現(xiàn)實中進(jìn)行修正與因制宜，也就是說實事求是，不盲從，不盲拒。 著作權(quán)與使用申明：獲獎作品的作者享有作品的著作權(quán)，并同意授權(quán)《中國教育信息化》雜志社與百度公司校園合作項目相關(guān)推廣活動中以非商業(yè)目的對該獲獎作品進(jìn)行復(fù)制、使用、編輯、改編等。