教科版九年级《磁场对电流的作用》的教学设计

陈开福

摘 要：本教学设计通过探究磁场对通电导体的作用，知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关，知道通电导体在磁场中受力的大小与电流大小和磁场强弱有关。通过探究磁场对通电线圈的作用，掌握电动机换向器的原理和作用。

关键词：磁场；电流；方向；通电导体；通电线圈

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2015）2-0028-5

1 教材分析

《磁场对电流的作用》为教科版九年级第八章《电磁相互作用及应用》第二节的教学内容。本节知识是电学知识的延伸扩展，通过磁场产生感应电流的电磁感应现象，初步揭示了电和磁之间的联系。本节主要讲述磁场对通电直导线和通电线圈的作用，以及把这种作用应用到生活中的典型实例——电动机。教材从生活中的小电动机出发引入教学，体现出物理来自于生活，又应用于生活的学科特点。

2 学情分析

在学习本节知识之前，学生已经学习了磁与电和电磁感应现象的知识，对磁体间的相互作用规律、电流周围存在着磁场、电与磁之间存在着一定的联系以及发电机的原理等知识，已经初步掌握。

3 设计思路

通过电动机的实物展示，使学生密切联系生活实际。再通过实验的展示，对实验现象的观察分析，把各知识点涉及的内容、问题展示给学生，以学生讨论、分析解决问题为主，通过学生活动，把磁场对电流的作用规律有机地进行归纳、串联起来。最后，得出直流电动机的工作原理，形成合理的知识结构，培养学生对知识系统整理归纳和提炼的能力，以及知识应用的能力。

4 教学目标

4.1 知识与技能

1.知道磁场对通电导体有力的作用，知道通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关，知道通电导体在磁场中受力的大小与电流的大小和磁场的强弱有关。

2.通过“探究磁场对通电线圈的作用”这一活动，了解电动机的工作原理和能量转化。

3.了解直流电动机的构造，了解电动机在电器中的应用，亲历探究过程，培养学生的观察能力。

4.知道电动机的优点，以及它在现代生产、生活中的广泛应用。

4.2 过程与方法

1.通过探究“磁场对电流的作用”，培养学生的观察能力和分析概括能力。

2.通过“动手做”，培养学生的动手实践能力，鼓励学生积极开展小发明、小制作活动。

4.3 情感、态度与价值观

通过介绍电动机的发展历程和应用，使学生了解科技进步是人类社会进步的巨大推动力，培养学生学习科学、热爱科学、关注科技进步的良好科学素养。

5 教学重点

探究磁场对电流的作用规律，电动机的工作原理。

6 教学难点

解决电动机在工作过程中的换向问题和制作小电动机。

7 教学过程（见表1）

8 教学过程分析

结合本节课教学内容的特点，为了更好地实现本节课的教学目标，笔者在本节课设计了三个教学环节：

8.1 创设情景，实物展示引入

利用各种电动玩具和生活中的电风扇、洗衣机等用电器的展示，揭示电动机是这些用电器共有的部件，激发学生的学习兴趣。然后，提出“电动机为什么可以转动”的问题，诱发学生的探索欲望，从而引入新课，也引导学生从生活中去探索物理知识。

8.2 实验释疑，合作探究

1）观察电动机的结构

通过电动机的拆解（或多媒体、图片等的展示），知道电动机的主体是由磁体和线圈组成，为接下来的实验探究奠定物质基础——磁体和导线。

2）观察磁场对通电直导线的作用

首先，回顾马蹄形磁体周围的磁场的特点，组装实验装置，闭合开关之前确定好磁场方向和即将通过的电流方向，闭合开关后观察通电直导线的运动方向。然后，提出问题：如果想要直导线向相反的方向运动，应如何操作？让学生顺着自己的思路进行探究，探究结束后把观察到的实验现象进行归纳总结。得出“磁场对电流有力的作用，力的方向与磁场方向和电流方向有关”的规律。这个环节通过学生实验，激发学生的探究意识，有利于培养学生的思维能力和分析归纳能力，突出教学重点。

3）观察磁场对通电线圈的作用

通过问题设置悬念，提出“通电直导线在磁场中受力，如果导线是弯曲的又会如何？”的问题，激发学生的求知欲望，使教学过程具有连贯性。然后，动手探究，把线圈放在磁场中，观察通电后的运动情况，得到“通电线圈能在磁场中转动，但不能在磁场中持续转动”的现象。这个环节延续上一个教学环节，激发学生进一步思考和探究，体现出知识的连续性和延展性。

4）通电线圈在磁场中不能连续转动的原因分析

通过多媒体和挂图展示，分析通电线圈在磁场中的受力情况和运动情况，并分析不能连续转动的原因。通过现象看本质，引导学生养成追根问底的习惯。

5）直流电动机的工作原理

教师提出问题：如何让通电线圈在磁场中持续转动？进一步激发学生的思维，引起学生继续探究的兴趣。然后，引导学生回顾通电直导线在磁场中的受力情况，得到改变磁场方向和电流方向可以使线圈通过平衡位置后继续转动。通过多媒体或图片展示直流电动机的结构，理解直流电动机的工作原理。该环节充分体现出将物理知识应用于生活的特点，与引入环节的“物理来源于生活”遥相呼应，显示了课堂知识的完整性。

8.3 课堂小结、巩固应用、拓展提高

为了加深学生对电动机工作原理的理解，培养学生分析解决实际问题的能力，课堂练习可以帮助学生学会利用新学的知识，培养学生的应用能力和创造能力。

9 教学特点

本节课内容不多，但对学生的思维能力和动手操作能力要求较高，对于直流电动机的工作过程也需要一定的空间想象能力和理解能力，学生学习时有一定的难度。教学过程中，既要注重知识的连续性和学生对所学知识的理解，又要注重培养学生的探究意识，提高学生的思维能力和解决实际问题的能力。

10 教学效果

课堂设计从学生熟悉的生活现象引入，学生会表现出强烈的兴趣，积极参与探究，学生能够真切地感悟到物理就在身边。通过实验探究和多媒体的辅助教学，让课堂生动有趣、充满活力，让深奥、抽象的物理知识和原理，变得浅显易懂，易于理解。同时，进行一定的课堂练习对所学知识进行巩固，取得了很好的教学效果。

11 教学反思

本课的重点是“磁场对电流作用的规律”。笔者在教学中，逐步引导学生做好“磁场对通电导体的作用”的实验。学生从中很容易地掌握了通电导体受力的方向与磁场方向和电流方向的关系，以及通电导体受力的大小与磁场强弱和电流大小的相关知识，加以适当的练习，很好地达到了预期效果。本课的难点是“通电线圈在磁场中为什么能转动，而不能持续转动。”笔者在教学中，通过实验演示和用课件精心制作的动画展示出来，通过分析、推理，辅之解释说明，学生理解起来很容易，取得了不错的教学效果，顺利完成了预期的教学任务。总之，对本课的重、难点的处理从实践效果看相对完满。

本设计的不足在于学生在动手进行实验操作的能力方面还存在不足，找不到突破点。在空间想象和分析能力方面也存在不足。例如，在分析电动机转动原理时，存在不能通过对线圈的受力情况来判断线圈的转动情况等，这需要在教学过程中恰当地进行引导。

参考文献：

[1]教科版物理九年级（上册）[M].北京：教育科学出版社，2013.

（栏目编辑 李富强）