电生磁 教案.doc

电生磁修齐中学 谢益新一、教学目标设计（认知、能力、情感）1、知识与技能（1）认识电流的磁效应（2）知道通电导体周围存在着磁场；通电螺线管的磁场与条形铁相似。（3）理解电磁铁的特性和工作原理。2、过程与方法 （1）观察和体验通电导体与磁体之间的相互作用，初步了解电和磁之间的某种联系。 （2）探究通电螺线管外部磁场的空间分布情况。 (3)制作电磁铁，并探究其磁场强弱与什么因素有关。3、情感态度与价值观通过认识电与磁之间的相互联系，使学生乐于探索自然界的奥秘。了解物理知识在生产和生活中的应用，形成物理有用的观念，从而提高学习物理的兴趣和自觉性。二、材内容及重点、难点分析（特点及相应对策）1、认识电流的磁效应对电流的磁效应的认识教材上的处理是比较简单，只安排通电导线下方的一个小磁针在通电时发生偏转来说明电流磁场的存在，对其它地方如：上面、前、后是否存在磁场及磁场的方向如何只字不提，这样一来学生对电流的磁场的认识只是片面的，不完整的，不利于学生对后续问题的认识和理解。这也是由于传统教学的手段的局限，对这个问题不易于讲清楚的一种无奈的选择。而现在有了多媒体课件有了巧妙的设计方案，把实验放到空间站上去做，并发明了超级小磁针，能轻松的解决传统教学上的难题，让学生通过看摸拟探究实验演示，清楚全面地了解通电导线的磁场空间分布情况，同时还对用超级小磁针探究空间的磁场的方法有了一定的认识，为后续的学习做了很好的铺垫。2、知道通电导体周围存在着磁场；通电螺线管的磁场与条形铁相似。教材中对通电螺线管的磁场的介绍是采用实验探究的方式，探究是在平面上进行的，在通电螺线管的周围放一圈的小磁针，通断电流，通过小磁针的指向改变和最终指向，来了解通电螺线管的磁场情况，然后用条形磁铁的磁场与之对比，这个设计对培养学生的探究能力是有帮助的。但是，美中不足的是通电螺线管的磁场是以空间分布的，还是由于传统教学手段的原因，限制了让学生探究通电螺线管的磁场的空间分布情况的想法。本课的多媒体课件采用先进的多媒体技术和巧妙的设计，让学生探究通电螺线管的磁场的空间分布情况成为可能，让磁场的本来面目在学生们的努力探究下清楚地、直观地展现出来。3、理解电磁铁的特性和工作原理。教材中安排学生用实物动手做电磁铁，并用它来探究电磁铁的特性和工作原理，这是培养学生动手能力的一个很好的设计。在这部分本课设计采用把学生分成两组，进行比赛，分别用实物做电磁铁和用电脑摸拟做电磁铁，然后再分别探究它的特性和工作原理，最后交流成果。采用这样的设计有两个目的，一是培养学生的动手能力和进行科学探究的能力，二是想通过对比体现电脑摸拟实验不但可能，还在很有优势。比如：实物实验容易受实验器材，学生的各人能力以及自然环境等因素的影响，往往实验效果并不理想，而电脑摸拟实验能够通过巧妙的设计在符合物理规律的前提下，消除各种干扰因素使物理现象明显、物理过程更加清晰，对学生学习知识更加有利。当然，我们并不一概反对让学生做实物实验，而是在教学的大多数情况下先让学生理解知识，再让学生用所学的知识指导实践效率更高些。三、教学对象分析（学生特点及相应对策，学法研究）初二的学生形象思维较强而理性思维不足，还有部分学生的空间想象能力较差，特别是女生在这方面表现得更为突出，另外一方面女生的实际动手能力也明显比男生差。由于以上原因，加强直观形象教学在初中阶段被公认为是提高教学效益有效手段，因此本课设计时在这方面做了大量的工作。利用多媒体课件把通电导线、通电螺线管的空间磁场分布情况，通过探究过程给学生展示出来，既让学生了解了磁场的本来面目，又让学生了解科学探究过程，和方法，为学生接下来的实际探究打下基础。学生是通过：先是在电脑上看探究（通电导线的磁场），然后是在电脑上学探究（通电螺线管的磁场），最后是在实物上做探究（电磁铁），这样的循序渐进过程中学会科学探究的。四、教学策略及教法设计（什么策略或方法，如何运用，达到什么目的）1、演示法：这是最重要的方法之一，在本课中多次用到，最初是引入（电和磁可能存在某种联系），接着是通电导线空间磁场的探究演示，然后是通电螺线管的空间磁场探究演示，这些演示对突破磁场的空间分布情况这一难点和对科学探究的方法介绍都起到了很大的作用。2、实验探究法：这是新教材重点要向学生介绍的学习方法，让学生学会科学探究是本课的一个重点内容：本课在三个重要的环节都用到了这种方法，先是通电导线空间磁场的探究演示、接着是通电螺线管的空间磁场探究演，最后是电磁铁的磁性特点和工作原理探究。 3、分层教学法：这种方法贯穿在整个课件制作的各个环节，由于考虑到时间的关系，本课只是在通电螺线管的空间磁场探究和电磁铁的磁性特点和工作原理探究这两部分用到，这两部分只用到了“演示”、“提示探究”还有一个“自由探究”没有用到，这是为学生网上自学提供的。这样的设计主要考虑到学生的差异，让全体学生在课堂上都能在自己能力水平上对知识进行学习，并跟上教学进度。 4、小组讨论法：本方法用在每一次的探究实验之后，主要是让学生与学生之间互相交流学学习方法、学习成果。5、对比法：本方法在本课中三次用到，第一次是在一开始引入时，通过对比利用电和磁的相似之处引出课题；第二次是在认识通电螺线管的磁场，通过与条形磁铁的磁场进行对比让学生易于了解通电螺线管的磁场，第三次是用在最后，探究电磁铁的特性和工作原理用电脑摸拟实验与实物实验进行对比，体现摸拟实验的优势。五、教学媒体设计（什么媒体，何时运用）多媒体大屏幕投影，始终展示教学进程，开始时显示演示部分，学生探究时显示某些学生的探究过程，比赛时用小窗口同时显示某些学生的制作探究过程。电脑网络教室，学生通过电脑运行、操作课件完成学习任务。六、教学过程设计与分析教学过程（一）引入教师：同学们，请看电脑课件的演示“带正、负电荷的物体间的相互作用、磁体南、北极间的相互作用的对比实验演示”这反映了什么规律？设计思路及多媒体应用分析利用多媒体课件演示电和磁之间的相似之处引出它们之间的联系，这样做的好处是明显的：直观并能节约时间，提高效率。学生：同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引；同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。教师：如此相似的规律在电和磁之间还有很多，这是不是在向人们暗示着电与磁会存在某种联系呢？如果有那又是什么样的联系呢？这就与我们今天这节课的内容有关。（二）新课教学教师：人们在最初并没有意识到电和磁之间有什么联系，直到有一天奥斯特的发现改变了人们的想法，奥斯特发现了什么？又是怎样发现的呢？(板书)1、电流的磁效应：1、奥斯特的实验：演示奥斯特的实验 (断电)（通电）（电流换向）教师：同学们，通过刚才的实验我们看到了什么物理现象？反映什么物理规律？学生：通电导线周围有磁场，电流方向影响磁场方向。教师：电流和其周围的磁场是不是同时存在，电流周围的磁场的形状又是什么样的的呢？今天我们就用多媒体课件来探究电流周围的磁场究竟是什么样子的。为了提高实验的效果，我们在课件里是把实验器材搬到空间站进行实验，请大家选择“演示”模块观看模拟探究实验。学生：选择“演示” 模块观看模拟探究实验。学生可以观察到整个实验的模拟动画过程。（要求学生观察小磁针在不同位置时的指向，并做好记录）（插图）探究1电流周围的磁场的形状（1）小磁针放在导线下方，通、断电时指示不同方向；在通电情况下，在下方移动小磁针。（2）小磁针放在上方，重复刚才的实验。（3）小磁针在一个与导线垂直的平面上沿圆周移动。（4）在导线另一处重做第（3）步（5）同时显示刚才小磁针在不同位置时的指向，接着用箭头代替小磁针，显示导线周围的空间磁场情况。探究2电流的方向与其周围的磁场方向是否有关？实验提示：改变电流方向重做上面的实验 教师：刚才大家看了摸拟探究实验，现在请大家讨论一下通过刚才的实验，看到什么物理现象，得出什么结论？请一名同学代表来总结发言。学生：通电导体的周围有磁场，磁场的方向与电流的方向有关。导线周围的磁场的形状是圆形的。教师：我们刚才做的实验叫奥斯特实验，它证明了通电导体的周围有磁场，磁场的方向与电流的方向有关。这种现象叫电流的磁效应。（板书）2、通电螺线管的磁场教师：奥斯特发现了电流的磁效应以后，整个科学界为之振奋，人们开始研究通电导线的磁场，经研究发现当把导线绕成螺线管的形状时，它的磁场很有特点，（出示螺线管模型）它的磁场究竟有什么特点呢？ 这是我们接下来要解决的问题。（板书）2、通电螺线管的磁场学生：阅读课文后，根据自己的实际情况选择“演示”、“提示探究”二个组中的一组，然后二个组同时进行实验。第一组：选择“容易”模块学生可以观察到整个实验的模拟动画过程。（插图）演示过程：（1）把若干个小磁针放在垂直的平面上，围着螺线管排成圆形（2）观察通、断电的情况下小磁针的指向变化情况。（3）把若干个小磁针放在水平的平面上，围着螺线管排成圆形（4）重做第（2）步（5）同时显示以上两种情况下小磁针的排列情况，并用箭头代替小磁针以显示通电螺线管周围磁场的空间分布情况（6） 显示条形磁铁的磁场分布情况图（7）改变电流方向，重做以上实验。第二组：选择“中等”模块（学生在提示下模拟实验，并得出结论。）提示如下：探究3通电螺线管的磁场会是什么样的呢?（1）提出问题在我们熟悉的各种磁体的磁场中，通电螺线管的磁场可能与哪种磁体的相似呢?通电螺线管的极性与电流方向之间有什么关系？ （2）猜想与假设通电螺线管的磁场可能与条形磁体的相似。通电螺线管的极性与螺线管中电流方向有某种关系。 （3）进行实验与收集证据（采用适当的课件直观的模拟实验）实验提示：1、把若干个小磁针放在的穿过通电螺线管的某个平面上，并围着螺线管排成圆形，通断电，并观察小磁针的指向，由此推断通电螺线管的磁场的空间分布情况，并思考它与我们学过的什么物体的磁场相似。2、改变电流方向再做以上实验，并比较磁场方向与前面实验的方向的异同。（4）分析与论证通电螺线管的磁场与条形磁体的相似。通电螺线管的极性与螺线管中电流方向有关系。（结合课本P55图8.2-6讲述通电螺线管的极性与螺线管中电流方向的关系） 教师：刚才两个小组都进行了实验，现在请大家讨论一下刚才实验的结论是什么？每个小组派一名代表来发言。学生：（第一组）通电螺线管的磁场与条形磁体的相似。通电螺线管的极性与螺线管中电流方向是有关系的。（第二组）与他们的相同教师：通电螺线管的磁场与条形磁体的相似。通电螺线管的极性与螺线管中电流方向是有关系的。怎样的关系呢？一般来讲由于导线的缠绕方向和电源的正负极的方向的不同，磁极的方向也不一样，共有四种情况，下面请大家按一、二、三、四组分别在课件上对标有1、2、3、4这四种情况中的一种进行探究，任务：1、判断磁极2、磁场方向与电流方向的关系12（插图）34学生操作：在电脑上探究，然后讨论，形成统一的看法教师：请各组的一名代表说说你们研究成果（导线缠绕方向、电源方向、磁极）学生：一组：导线缠绕方向顺时针，电源方向右正左负，磁极右北左南二组：导线缠绕方向顺时针，电源方向右负左正，磁极右南左北三组：导线缠绕方向逆时针，电源方向右正左负，磁极右南左北四组：导线缠绕方向逆时针，电源方向右负左正，磁极右北左南教师：请大家根据上面四种情况归纳出通电螺线管的极性的判断方法提示：蜜蜂说：我顺着电流方向时，我的左边是北极猴子说：我用右手顺着电流方向抱着螺线管时，我的前方是北极你说呢？科学家说：用右手握住螺线管让四指弯向通电螺线管中的电流方向，张开的拇指所指向的这端为就是通电螺线管的北极教师：通电螺线管在实际中是大有作为的，其中最简单的应用就是电磁铁。（板书）3、电磁铁演示实验：一个带铁心与不带铁心的通电螺线管比较磁场的强弱。实验表明，带铁心的通电螺线管磁场比较强，铁心的作用只是增强了通电螺线管的。电磁铁就是一个带铁心的通电螺线管。请大家阅读课文，根据自己的实际情况，选择在电脑上模拟制作电磁铁还是自己动手制作一个真正的电磁铁。大家可以比一比看哪一组做的既快，结论又准确。 学生：根据自己的实际情况自由分成两个组，然后两个组同时进行实验电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关？（第一组）：在电脑上模拟制作电磁铁学生在提示下模拟实验。并得出结论。模块的提示如下：探究4：电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关?（1）提出问题：电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关? （2）猜想与假设：可能跟电流的强弱有关，可能跟线圈的匝数有关，还可能 （3）进行实验与收集证据（采用适当的课件直观的模拟实验）组成实验装置（课件摸拟实验介绍：学生从课件器材库中选出所需的实验器材，并从方法库中选择方法组成电磁铁和实验装置，并用该装置完成对电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关的探究。）进行实验闭合开关，调节滑动变阻器，使电流发生变化，观察电磁铁吸引大头针的多少。调节线圈的匝数，闭合开关，保持电流不变，观察电磁铁吸引大头针的多少。 （第二组）：自己动手制作一个真正的电磁铁 学生按照课本的提示进行实验，并探究教师：请两个组的同学代表分别说说实验结果学生：电磁铁磁性的强弱与流过线圈电流的强弱、线圈的匝数有关。电流越强，磁性越强；电流越弱，磁性越弱。线圈匝数越多，磁性越强；线圈匝数越少，磁性越弱。教师：插入铁心的通电螺线管就构成一个电磁铁，它在生产中有广泛的应用。指出电磁铁的磁性有无可以由通、断电来控制，磁性强弱可以调节，这是它的优点，因而被广泛应用于工业生产中，电磁起重机、自动控制系统中的电磁阀门，都是由电磁铁控制的，还可以让学生试着举出其他一些应用电磁铁的例子。（板书）4、电磁铁的用途：（1）钢铁厂的电磁起重机（2）银行金库里的报警器的重要元件电磁开关（3）发射火箭时，当按下发射按钮，就是电磁铁控制的电磁开关接通火箭的发动机点火的。（三）小结：用课件调出前面的内容，让学生说这节课学到了什么。（四）练习：课外作业，课本P1、2、3电流的磁效应是学习电磁现象的重要基础，通过真实教具演示这一现象，使学生确信电流周围存在磁场。电流周围的磁场的形状是个难点，在传统的教学手段中不易说得清楚，所以，在教材中没有提及，但由于它对学生理解通电螺线管的磁场具有重要意义，所以在此采用多媒体的形式演示“电流周围的磁场的形状”的探究过程。为了突破这个难点我们用课件摸拟空间站的环境，用一个能在空间以任意角度旋转的超级小磁针作为研究工具。由于没有了重力的影响，小磁针就能指示出通电导线周围的磁场方向。先让学生观看探究实验是让学生了解实验探究的的方法，为下面的探究做好铺垫。让学生分成两组是分层教学的需要，让两组同时进行既可以节约时间又能让选择“中等”模块的学生体验实验探究的过程而选择“容易”模块的学生也能了解探究的过程，跟上学习进度。让学生讨论，并发言，能培养学生的语言表达能力，也是学生之间，师生之间相互交流的过程。通电螺线管的极性的判断是本节课的另一个重点和难点。这里设计让学生分成四组对螺线管的四种情况分进行研究，然后各组进行交流，通过分析、比较最后得出通电螺线管的极性的判断方法。这是为了培养学生的合作学习能力和分析、比较、判断、总结能力。电磁铁部分是本节课的又一个重点内容这里设计让学生分两进行对比实验能激发学生的学习积极性，培养学生的动手能力。同时还想体现电脑摸拟实验的优势。说电磁铁的用途是为了让学生知道他们所学的知识是有用的，体现从生活走进物理，从物理走向生活。让学生知道物理是有用的，激发学习兴趣。培养学生的归纳能力和语言表达能力七、版书设计电生磁1、电流的磁效应（奥斯特实验）（1）通电导体的周围有磁场，磁场的方向与电流的方向有关。这种现象叫电流的磁效