13.3 《电磁感应现象—划时代的发现》教学设计

《电磁感应现象—划时代的发现》教案
【课程分析】
电磁感应这一章作为联系电场和磁场的纽带,不仅是电场和磁场知识的综合和扩展,也是以后学习交流电、电磁振荡和电磁波的基础。电磁感应的发现，在科学技术上具有划时代的意义，由于它提示了电和磁之间的深刻联系及规律，使得人类进入了一个充分利用电能的新时代，使人类文明迈进了一大步，因此，本章无论是在知识内容上、还是在社会实践中都具有极其重要的意义。
《电磁感应现象---划时代的发现》是电磁感应中的重要一节。这一节教学内容安排为两块：第一块为电磁感应现象发现的过程；第二块为学习产生电磁感应的条件和。第一块电磁感应现象发现的过程的学习，让学生学习到要有锲而不舍的精神；并且这个版块也是考试中甚至高考中物理学史经常会考到的知识点。第二块中教材要求运用磁通量的变化的概念来描述电磁感应现象产生的条件，这也是后继学习的基础。这就要求教师指导学生做好实验，帮助学生建立概念，掌握规律。教材的重点是研究“产生感应电流的条件”，难点是如何在初中“闭合电路的一部分切割磁感线”的基础上，通过进一步实验，使学生归纳出“闭合回路的磁通量发生变化”。虽然本节课的名称叫《电磁感应现象—划时代的发现》，但这节课并不是一节“现象”课，而是一节“规律”课。
本节课虽然在初中已经学习过并且有一个“浅显”的结论，二本节课中，在第一版块“电磁感应现象”的发现的过程通过学生课前自主学习，课内讨论的方式，体现出学生是课堂的主题。在第二版块中 通过提出假设----设计方案----合作探究----分析总结，通过设问、假设，让学生亲自设计实验方案、组内组间合作学习，从中寻找和探索产生感应电流的条件，生生、师生共同讨论、分析归纳实验得出的结论。整节课主要采用自我评价和他人评价（包括教师和同学）的方式，重视过程评价和结果评价相结合。
【学情分析】
学习者是高中二年级的学生。虽然学生对闭合电路的部分导线切割磁感线能产生电流，在初中已有一定的认识，但在空间想象、问题本质的分析等方面还较为薄弱。通过前面几章内容的学习、初中电磁感应知识的基础及平时积累的经验，对“电磁感应现象”内容已有认知基础，并对实验教学比较感兴趣。但是对于探究实验设计、探究结论对学生来说还有一定的难度。并且这个学习过程中还想应考察学生的以下能力：
1.具有一定的空间想象能力；
2.具有一定的观察、分析、比较、概括能力
3.具有一定的识图、连接实物电路的技能。
因此在教学前，老师应该做好提前的问题预设。
【学法分析】
新课标下强调课堂中要加强“自主学习”、“合作学习”“探究学习”，反对“被动学习”、“机械学习”和“他主学习”。要求学生明确学习目的，认真思考，老师引导学生不断提出问题，分析问题，最后在老师的指引下，解决问题 本节课两个板块，针对各自不同的板块，设计的教学方法不同。
其次新课标中要求多采用先进的教学手段，那么本节课中，由于试验中产生的都是微弱电流，教师可此采用传感器，将实验中线圈的电流通过DIS系统呈现到电脑图像中。采用DIS一是可以很好地将实验电流通过图像呈现出来，便于学生观察，其次先进的仪器设备可以加强学生对知识的求知欲，好奇心。
一、“电磁感应现象的发现过程”采用课前自学，课中小组讨论合作，共同完成相应任务，强调学生“自主学习”、“合作学习”。
二、“电磁感应现象”条件产生的过程这个版块教学中，我从三个认知层次入手，设计这个板块的教学思路。
1.情景引入整体感知。通过手机无线充电的生活例子，为什么没有导线，手机里边也能充满电能？
2.提出问题、分析总结原因认识本质。通过DIS呈现三个实验的电流图像，学生观察什么情况下线圈中会出现感应电流，总结分析结论。这个过程中先让学生合作探究这个实验，分组合作讨论结果。最终老师调查学生分组完成情况，并且最后通过DIS呈现这个实验，和学生共同完成实验，总结分析结论，最后重要的一点，要及时把学生探究过程中出现的问题和亮点都要及时反馈给学生。
3.及时反馈巩固提高。学生在总结出产生电磁感应现象的原因后，；老师及时公布适当的练习题，让学生通过习题加深对结论的理解。
4.学以致用，课外延伸。通过传感器加上一个矩形线圈，可以通过在地磁场中旋转产生感应电流，可以激发学生的好奇心。这也体现了物理从生活中来，也走进生活中。
实验器材：微电流传感器、DIS系统、原副线圈、线芯、电池、微安表、、条形磁铁、蹄形磁铁、开关、滑动变阻器、导线若干。
【教学目标与核心素养】
1物理观念.了解电磁感应现象曲折的发现过程，学习法拉第坚持理想信念、不畏艰辛、勇于探索的科学精神。
2科学探究.经历感应电流产生条件的探究活动，提高分析论证能力。
3科学态度与责任.通过模仿法拉第的实验，归纳得出产生感应电流的条件。学会通过现象分析归纳事物本 质特征的科学思维方法，认识实验观察能力与逻辑思维能力在科学探究过程中的重要作用。
【教学重难点】
1.了解电磁感应现象曲折的发现过程，学习法拉第坚持理想信念、不畏艰辛、勇于探索的科学精神。
2.经历感应电流产生条件的探究活动，提高分析论证能力。
【教学流程】
一、情景创设，提出问题。
教学投影:
观察图片，没有导线为什么手机也能冲上电？
设计意图：
手机无线充电，它的本质就是电磁感应现象，通过最新的科技前沿，与生活实际激发学生的学习兴趣。以诱导学生思考。
简要实录：通过这个例子提出两个问题：一是怎样才能产生感应电流；二是：电磁感应现象是怎样被发现的。
自主学习，团队讨论，完成任务
课件投影:
请大家自学电磁感应现象的发现过程，完成下列问题？完成后小组讨论，都学习到了什么？
新课题的提出：_____发现了电流的磁效应，即“电能转化为磁”，根据事物间的相互转化，法拉第在1822年提出了自己的新课题：“______________”
利用磁得到电的现象叫做_______________；在电磁感应现象中产生的电流叫做_______
__________第一个发现了电磁感应现象。
对于困难，我们要敢于面对，需要有_____________________精神！
设计意图：
本版块知识为了解性内容，所陈闲的内容为物理学常识，其中思维考察较少，因此要求学生自学，可以培养学生的自学能力，然后分组讨论总结，也可以培养学生的总结问题能力。
简要实录：
学生自学后让学生反馈学习成果，往往学生在总结问题在1、2、3问题都没有问题，但往往会忽略情感态度的收获。
自主探究获得新知
课件投影：
分组合作完成下列实验，总结结论
磁铁的运动 表针的摆动方向 磁铁的运动 表针的摆动方向
N极插入线圈 S极插入线圈
N极停在线圈中 S极停在线圈中
N极从线圈中抽出 S极从线圈中抽出
结论：只有磁铁相对线圈运动时，_______________
1、
操作 现象
开关闭合瞬间
开关断开瞬间
开关闭合时，滑动变阻器不动
开关闭合时，迅速移动变阻器的滑片
结论：只有当线圈A中__________，线圈B中才有电流产生。
2.
设计意图：
通过小组自主合作探究，完成实验操作以及实验数据的分析，这样可以体现新课改的理念
简要实录:
教师提出问题，学生合作探究
学生在合作探究中教师应该在学生中走动，及时发现学生的问题，及时反馈。
观察学生在合作探究中暴露出的一些合作问题,如分工不明确、操作不规范、团队协作有问题等等。
最后教师初步的了解学生分组试验完成情况，以及结论总结完成率。
教师通过传感器用DIS呈现实验，完成实验，学生对照现象，共同完成总结
教师向学生反馈学生合作探究中出现的问题。
学生归纳总结本组实验中得到的结论：感应电流的产生条件：
闭合回路
闭合回路中磁通量发生变化。
教师补充，大家更要学习到团队协作精神的重要性。
课外延伸，让物理走进生活
课件投影：
如何利用电磁感应产生的条件，验证地球周围具有磁场
设计意图：
加强物理与生活的联系是新课标的要求，提出这个问题，可以很好地抓住学生的眼球，激发学生发现问题题、分析问题解决问题的能力。
简要实录：
利用线圈旋转发现线圈终会有电流产生，那么说明线圈的磁通量发生了变化，那么线圈的磁通量来自哪？来自于我们生活中的地球。
本实验中由于线圈中的电流非常微弱，所以可以用微电流传感器、和DIS系统完成实验操作
及时反馈巩固提高
课件投影：
.下列哪些情况下线圈中会产生感应电流( )
2、在匀强磁场中有两条平行的金属导轨，磁场方向与导轨平面垂直，导轨上有两条可沿导轨自由移动的导电棒ab、cd，这两个导电棒ab、cd的运动速度分别为v1 、v2，如下图所示，ab棒上有无电流通过，则一定有(　)
A．v1>v2
B．v1C．v1≠v2
D．v1＝v2
3.如图所示，垂直于纸面的匀强磁场局限在虚线框内，闭合线圈由图示位置穿过虚线框运动到虚线框外对称的位置。线圈在运动过程中什么时候有感应电流？什么时候没有感应电流 为什么？
设计意图：
通过习题巩固所学知识
简要实录：
学生先独立完成，其中教师走进学生了解学生的学习情况
六、法拉第生平简介学习，加强物理文学修养
法拉第（Faraday Michel 1791-1867）是十九世纪电磁学领域中最伟大的实验物理学家。他出生在伦敦附近一贫穷的铁匠家庭，从小只受到一点读、写、算的初步教育，十三岁时就到伦敦一家书店当装订书的学徒，这使他有机会接触到各类书籍，他从阅读科学书籍中获得了丰富的知识。他发现了电磁感应现象，这在物理学上起了重要的作用。1834年他研究电流通过溶液时产生的化学变化，提出了法拉第电解定律。这一定律为发展电结构理论开辟了道路，也是应用电化学的基础。1845年9月 13日法拉第发现，一束平面偏振光通过磁场时发生旋转，这种现象被称为“法拉第效应”。光既然与磁场发生相互作用，法拉第便认为光具有电磁性质。1852年他引进磁力线概念。他主张电磁作用依靠充满空间的力线传递，为麦克斯韦电磁理论开辟了道路，也是提出光的电磁波理论的先驱，他的很多成就都是很重要的、带根本性的理论。他制造了世界上第一台发电机。所有现代发电机都是根据法拉第的原理制作的。法拉第还发现电介质的作用，创立了介电常数的概念。后来电容的单位“法拉”就是用他的名字命名的。法拉第从小就热爱科学，立志献身于科学事业，终于成为了一个伟大的物理学家。
【课后反思】
本节课的教学设计思路打破了以往的传统设计，在教学器材上很新颖的引入传感器和DIS，在教学方法上应用了自主学习、合作学习、探究学习的方法。这节内容以探究感应电流产生的条件来展开，注重新旧知识的衔接，力求发展学生动手、动脑的能力，让学生在自主探索、合作交流中初步领悟这种学习物理知识的重要方式，以此来体现新课程标准所倡导的在实验探索中求知，在合作交流中学习，实现三维度的教学目标。通过这一次的教学实践，使我重新感受到了基础的魅力，再次树立了课堂教学应成为生生、师生共同参与，相互作用，创造性地实现教学目标的新观念。同时也亲身体会到了只有优化课堂教学设计，才能提高课堂教学效益。
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