2.4 互感和自感 教学设计（表格式）

教学设计
课题 《 互感和自感》
课型 新授课□ 章/单元复习课□ 专题复习课□ 实验探究课□ 习题/试卷讲评课□ 课题研究课□ 学科实践活动课□ 其他□
教学内容分析
“自感”是人教版选择性必修二第2章《电磁感应》第4节的内容，是电磁感应现象的重要实例，同时也是楞次定律规律应用的重要体现，它揭示了感应电动势的产生与方向，是电磁感应现象中较难的知识。本节课是法拉第电磁感应定律的实际应用，可加深学生对产生电磁感应现象条件的理解。同时通过设计、推导与实验来引导学生观察通断电自感现象，对培养学生抽象思维能力和综合运用所学知识分析解决实际问题的能力有着至关重要的作用。因此，对自感现象的研究，既是对电磁感应规律的巩固和深化，也为以后学习交流电、电磁波奠定了知识基础。同时，互感、自感现象知识与人们日常生活、生产技术有着密切的关系，因此，学习该部分知识有着重要的现实意义。
学情分析
1. 学生的兴趣 高二的学生对自然、生活现象的因果认知已表现出浓厚的兴趣，具有强烈的好奇心。他们不满足于单纯的观察实验现象，而是希望通过自己的思维过程，分析现象背后的因果关系。 2. 学生的知识基础 在此之前，学生已经学习了分析电路结构，知道了判断产生电磁感应的条件、判断感应电流的方向，以及感应电动势的大小的计算等电磁感应的规律，已经学会对互感现象的分析，也没有意识到当线圈通过变化的电流时，线圈本身也会产生电磁感应现象。学习中对自感现象的解释以及分析相关的自感现象的特点是学生遇到的最大挑战。 3. 学生的认知特点 （1）学生在学习自感现象之前，所接触到电磁感应现象都是比较理想化的情况，与实际生活中的联系比较少，而自感现象需要理解与运用楞次定律与法拉第电磁感应定律解决生活中遇到的问题。学习本节内容，需要学生从“理想思维”过渡到“现实思维”。 （2）虽然学生对楞次定律与法拉第电磁感应定律有一定的理解，但由于楞次定律与法拉第电磁感应定律羞涩难懂，所以在自感现象的教学过程中对会存在一定的难度。
学习目标
1. 物理观念 知道自感现象。 2. 科学思维 （1）通过分析电路结构和实验探究，体会比较研究这一物理学常用的重要方法。 （2）通过对实验的观察讨论和体验，解释实验中发生的物理过程，具备观察、分析和推理能力。 3. 科学探究 （1）能够利用电磁感应有关规律分析断电、通电时自感现象的原因。 （2）学会用自感现象解释生活中遇到的实际问题。 4. 科学态度与责任 （1）让学生学会在生活中寻找物理，根据学习的内容与知识，学会自我思考，自我理解，以此解决生活中的相关问题。 （2）体会物理是一门以实验为基础的学科，锻炼学生从物理实验中寻求物理规律的能力。
学习重点难点
教学重点：通断电自感现象的理解 教学难点：自感现象产生的原理
教学辅助支持
PPT课件、自感与互感演示器
教学活动设计
教学环节和教学内容教师活动学生活动设计意图【创设情境 导入新课】 课堂物理实验演示： 创设电车火花的场景，导入新课 激发学生的好奇心：为什么火车在行驶过程中，会有电火花产生呢？ 提问学生： 暗示电路中有了线圈的存在，便可以使一个电路成为点燃装置惊讶地发现可以点燃小火炬 （观察实验，兴奋，思考）利用简单的电路点燃小火炬，设置悬念，激发学生的学习兴趣，引发学生认知冲突，让学生带着问题进入课堂。【回顾知识 提出问题】 问题： 在之前的学习中，产生电磁感应的条件是什么呢？ 线圈自身电流的变化可以激发自身产生电动势么？ 回顾知识，提出问题 提出产生电磁感应的条件是穿过闭合回路中的磁通量发生变化时，会在闭合回路产生感应电动势或者感应电流。 线圈自身电流的变化是否可以使自身也产生一个感应电动势呢？回答穿过闭合回路的磁通量发生变化。 激发学生的思考，有助于引导下方实验的进行。【实验探究 揭示理论】 提出实验猜想，引导学生设计实验 如何设计电路观察到线圈的电磁感应现象呢？ 演示实验：小灯泡的通断电自感现象。 【实验探究 揭示理论】 提出自感现象的相关概念，并揭秘线圈产生自感电动势的原因。 结合通断电自感现象，运用理论解释原理。 提出猜想，设计实验 假设线圈自身电流的变化是可以使自身产生感应电动势？ 此时应该设计什么样的电路来观察电路中线圈的电磁感应现象呢？ 当线圈自身产生感应电动势时，在通断电瞬间，对两灯泡的发光情况有什么影响呢？ 阐述：通断电瞬间，两灯泡的发光情况不一致了，很显然线圈自身电流的变化可以使得线圈自身产生一个感应电动势。 但是感应电动势是如何产生的呢？ 当线圈有电流时，根据电流的磁效应，则会产生相应的磁场。假设流经线圈的电流瞬间变大，此时其激发产生的磁场会如何呢？没错也会相应变大，线圈自身内部的磁通量因此发生一定的变化，此时则会产生一个感应电动势。 提问：通电瞬间，观察到灯泡A1延迟变亮，很显然，线圈中产生的感应电动势对电流的变化起到什么作用呢？ 断电瞬间，为何灯泡A2还会闪亮一下后熄灭呢？是谁在起作用？假设线圈可以产生感应到电动势，则通断电瞬间两灯泡的发光情况会不相同。 期待回答：延迟/阻碍电流的变化。 线圈断电时产生的感应电动势。演示小灯泡的通断电自感现象，让学生直观的观察到通电自感现象，加深学生对自感现象的理解。 结合通断电自感现象，提问进行理论分析，让学生直观地观察通断电自感现象，加深学生对自感现象的理解。而将通电自感与断电自感现象放在同一个电路板上展示，更好地帮助学生理解自感现象的本质。 同时通过实验探究，理论分析，现象解释，层层递推，帮助学生更好地构建知识体系。【结合实例 揭秘原理】 通过使用自制教具演示生活中常见的电车火花现象，揭示断电自感的危害 结合电车火花的实例，揭秘课程的开始，电路点燃小火炬的秘密。 提出问题： 讲解电车火花产生的原因，提出生活中有很多电动机的内部有非常大的线圈，线圈在断电的瞬间可以产生一个非常大的感应电动势，进而击穿空气产生电火花，给人们的生活带来极大的不便。 结合课程开始，揭秘电路如何点燃小火炬，即开关火花的作用。同时提出生活中常用油浸开关来避免开关火花的产生；并提醒学生在遇到煤气泄漏等情况时，应迅速打开门窗通风，切记动现场的任何开关。 思考 观察 领悟 引导学生将所学到的知识解释生活中常见的物理现象，并学会学以致用，加深学生对自感现象的理解。 【学以致用 深化巩固】 日光灯原理演示仪，提出自感现象在生活中的应用。 讲解日光灯管是如何在启动器，镇流器的共同作用下正常稳定的工作。 提出镇流器从传统的电感镇流器到电子镇流器的发展，让学生学会利用课外时间在生活中发现物理，分析现象。思考、善于发现问题的能力引导学生将所学到的知识解释物理现象，加深学生对自感现象的理解。
板书设计
教学反思与改进
1.通过联系新旧概念建构物理观念 观念不是知识，虽然观念的形成需要知识作为基础，但是知识的积累不会必然带来观念的发展．物理观念的形成需要学生在学习的过程中对知识点进行提炼升华，因此核心素养导向的物理教学要求教学活动不能停留在仅让学生记住一些物理学事实，而是要关注通过事实抽象提出的物理观念，舍弃繁琐却无法穷尽的“知识点”，精选核心学科的“大观念”( big ideas) ，并联系学生的真实生活情境展开深度学习．本节课中，教师精心设计了互感现象和自感现象的过渡，不仅在课程结构和逻辑上更加完整，也让学生体会到互感和自感之间的联系． 同时教师多次强调互感和自感现象是一种特殊的电磁感应现象，帮助学生在此过程当中建构电磁感应整体的“大观念”，为学生在今后形成“相互作用观念”奠定良好的基础． 2. 通过利用已知方法分析未知问题培养科学思维 科学思维的培养十分依赖于情境的创立，惟有将知识学习与真实情境联系起来，并以“问题引导”的方式而学习，知识的迁移性才可能增加，科学思维也才能发展。因此，本课主要利用课堂演示实验来创设情景，杜绝直接告诉学生答案的粗暴方式，精心设计接近学生思维发展区的各个问题，逐步引导学生对新知识的深入探索，重视过程教学和方法指导．同时教师十分注重知识之间的联系，在对新问题进行分析时十分注重利用学生已学的分析电磁感应问题的方法来分析互感和自感的新现象，培养学生利用科学思维对新问题进行分析和解决． 3. 在科学探究中发现学生“表现的‘出口’” 科学探究是我国新课程改革十余载的一大亮点，在课程标准中科学探究不仅是一种教学模式，也是一种教学内容，正如杜威所说“知识的学习是探究活动的‘副产品’”，所以科学探究的设计关注的不仅是使学生通过科学探究活动获得知识，而且要使学生通过探究活动学会如何进行探究． 在通电自感的教学中，传统课堂都会借助通断电自感示教板进行演示实验，直接向学生介绍示教板并讲解其原理，平铺直叙地将学习内容一览无遗地展现在学生面前． 教师在探究过程当中应当充分发挥学生的主体作用，让学生的素养得到充分的表现．因此，本节实验则突出引导学生自主设计实验器材进行探究，给予学生充分思考的空间，将演示实验同学生的自主探究结合在一起，锻炼学生问题解决、实验设计以及实验改进等综合实践能力，让他们经历探究的坎坷，体会探究的乐趣。 4. 在教学过程中渗透正确的科学态度与责任 在本节课中教师应利用“互感和自感现象的应用”这一部分知识加强知识与生活的联系，例如讲解收音机当中的磁性天线、变压器、燃气灶的点火装置和灯具的镇流器等等，体现“物理与生活息息相关” “科技改变生活”等理念．另一方面，物理学的发展史是人类认识自然、战胜谬误的历史，是一代接一代科学家艰苦奋斗的历史．在本节课的学习中，学生会接触到新的物理量，即自感系数，而自感系数的单位来自于学生并不熟悉的物理学家约瑟夫·亨利，这时要向学生介绍他未申请专利，将其研究成果和发明创造无偿贡献给社会的高尚情操．