“电生磁”教学设计

于士博 费金有

一、教学设计思想

《初中物理课程标准》对“电生磁”规定的内容标准为：通过实验，探究通电螺线管外部磁场的方向；通过实验，了解通电导线在磁场中会受到力的作用，力的方向与电流及磁场的方向都有关系.科学探究方式的学习一直是“新课标”所倡导的，“电生磁”一节也正是该学习方式的典型应用.在学习本节内容之前，学生对于电学内容与磁学的内容有了一定认知，所以，以此为基础加以引导启发，学生即可用已学到的知识解决新问题.

本节课突出“教师主导、学生主体、合作探究”的教学理念，通过“提出问题——猜想假设——设计实验——合作探究——分析交流”等教学过程，使学生在自主学习与合作探究过程中习得物理知识，掌握物理规律，培养科学素养.

本节课在设计时突出了以下几点：

（1）重视新课引入——好的新课引入可以激发学生学习兴趣和探索欲望，为学生学习本节内容打下重要基础.

（2）注重科学探究——整节内容由探究性实验构成，学生通过实验体验探索过程，探究实验规律，体现了科学实验是揭示自然奥秘的重要途径.

（3）发挥学生的主体作用——通过提出问题、猜想假设、设计实验、合作探究、分析交流等探究环节，使学生保持积极的探索心态及学习兴趣.

（4）重视先进教学手段的配合应用——本节课通过多媒体教学、实验等不同的教学手段来提高课堂效率.

二、教学目标

基于对新课标的解读以及对教学内容的思考，教学目标定为以下三个方面.

1.知识与技能

（1）初步了解电和磁存在某种关系，认识电流的磁效应.

（2）知道通电导体周围存在着磁场，通电螺线管的外部磁场与条形磁铁相似.

（3）会判断通电螺线管的极性或通电螺线管的电流方向.

2.过程与方法

（1）学生通过提出问题、猜想假设、设计实验、合作探究、分析交流等探究环节，进一步了解、学习用科学探究方法解决物理问题.

（2）学生通过对实验现象及结果的讨论，初步学习从物理现象和实验中归纳简单的科学规律，解释具体问题.

（3）在经历自主学习与合作学习过程后，提高学生的自主性与团队意识.

3.情感态度与价值观

（1）学生经过物理实践探究活动，体会物理实验的乐趣，以及物理学家发现物理规律的探索精神.

（2）通过探究实验培养学生主动与他人合作、交流的愿望，敢于发表自己的见解.

（3）体会现实物理世界是丰富多彩的同时，让学生在以后的学习、生活中更加热爱物理，热爱世界.

三、教学重点

1.了解通电螺线管周围的磁场特征.

2.理解安培定则并学会运用.

通过实验，使学生初步了解与掌握用科学探究的方法解决具体问题，并在此基础上培养学生的科学素养.

四、教学难点

安培定则的理解.

本节内容中，安培定则是在对实验现象进行总结分析后得出的.但这个阶段的学生逻辑思维与理性思维还是形成过程中，用已有知识分析实际问题的能力不足，将会在安培定则的理解方面形成一定的困難.

本节内容以实验为主，但学生在对探究过程的理解，团队协作能力，知识技能基础等方面都存在着一定的差异，探究实验是否能够顺利进行，教师的组织、引导与启发将起着关键性作用.因此，教师如何组织、引导学生完成整个探究实验过程，也是本次教学活动的一个难点.

五、教学资源

计算机多媒体、实物展示台、自制教具等.

六、教学过程

教学过程如图1所示.

1.新课引入环节，教师为学生演示“小火车过山洞”实验，如图2所示.实验装置说明：整个实验装置由强磁铁（2组），5号电池（1节）和裸铜线（20 m）组成.将两组强磁铁吸附在电池的两端组成“小火车”，并使两组强磁铁最外侧磁极相同；“山洞”由一根20 m长裸铜线按一定方向绕制而成，相邻两线圈间隔应小于每组强磁铁长度.

实验现象说明：将两端吸附磁铁的电池从线圈左侧推入，待两组强磁铁都与铜线圈接触后，“火车”便会迅速穿过线圈“山洞”.

新奇的演示实验在吸引学生注意力的同时，能够引起学生思维困惑，从而激发学生学习兴趣，为学习本节课内容创设物理情境.

2.教师指导学生，完成奥斯特通电导线实验，如图3所示.

实验装置说明：整个实验装置由1号电池（1节），导线（1根）和小磁针（1个）组成.

实验现象说明：将小磁针放置在导线正下方，用导线两端接触电池正负极，并迅速断开，发现小磁针发生偏转；再用导线反向接触电池正负极，并迅速断开，发现小磁针的偏转方向相反.

[HJ1.85mm]

在学生完成实验后，引导学生观察实验现象并思考，让学生知道电与磁存在某种关系，为后续学习打下基础.

3.本环节由三个实验组成，实验将在教师指导下，学生分组完成.实验分别为“实验一：探究通电螺线管外部磁场特征”、“实验二：探究影响通电螺线管磁场方向因素”及“实验三：探究螺线管中电流方向与外部磁场方向的关系”，如图4所示.[TP1CW23.TIF，BP#]

实验装置说明：实验装置由实验平台、单刀双掷开关、电池组、电路板、小磁针、螺线管（2个，绕向不同）、导线（4根）组成.电路板可以通过不同箭头指示灯亮起情况，指示出螺线管中正面电流方向，方便学生对实验现象进行归纳总结.

实验现象说明：开关向两端闭合，若向上的指示灯亮起，通电螺线管吸引小磁针S极；若向下的指示灯亮起，通电螺线管吸引小磁针N极.换另外一根螺线管再进行上述实验，实验结果一致.

教师带领学生完成对实验结果的归纳分析，并给出“安培定则”的科学定义.

三个实验联系紧密，逐步深入.前面实验起到“抛砖引玉”的作用，为后面实验的进行奠定理论基础.在实验前，教师将指导小组同学，通过查找资料、讨论等方式确定探究方案，包括研究方法、研究步骤等.在实验结束后，教师引导学生对实验结果进行归纳、总结、分析.

4.教师与学生一同解密“火车过山洞”的奥秘，实验原理剖面图如图5所示.

当电池与强磁极组成的“火车”进入由裸导线顺时针绕成的“山洞”后，两强磁极与导线接触，两磁极之间的导线将有电流通过；此时这部分“山洞”将会有“左N右S”的感应磁场产生.左侧感应磁场的N极与“火车”自身强磁铁N极相互排斥，右侧感应磁场的S极与“火车”自身强磁铁的N极相互吸引.于是，“火车”就在“前面吸引，后面排斥”的共同作用下向右运动.教师带领学生逐步分析，使学生在学习安培定则之后，能够学以致用.