1、3.1磁現(xiàn)象和磁場教學設(shè)計和田地區(qū)第二中學 王芹第10頁 共10頁3.1磁現(xiàn)象和磁場教學設(shè)計 和田地區(qū)第二中學 王芹課程標準的要求列舉磁現(xiàn)象在生產(chǎn)、生活中的應用。了解我國古代在磁現(xiàn)象方面的研究成果及其對人類文明的影響。關(guān)注磁相關(guān)的現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展。教材中的地位磁現(xiàn)象和磁場是普通高中課程標準實驗教科書（人民教育出版社 課程教材研究所，物理課程教材研究開發(fā)中心編著）選修3-1中第三章磁場的第一節(jié)課。主要介紹基本磁現(xiàn)象、電流的磁效應、磁場的基本性質(zhì)和地磁場的基本知識。既是對初中學習磁場知識的延伸，也是今后學習本章知識的基礎(chǔ)，故本節(jié)課的教學具有深遠意義。從整個章節(jié)的知識安排來看，本節(jié)是此章的知識預備階段，

2、是本章后期學習的基礎(chǔ)，是讓學生建立學習磁知識興趣的第一課，也是讓學生建立電磁相互聯(lián)系這一觀點很重要的一節(jié)課，為以后學習電磁感應等知識提供鋪墊。電流磁效應現(xiàn)象和磁場對通電導線作用的教育是學生樹立起事物之間存在普遍聯(lián)系觀點的重要教學點，是學生在以后學習物理、研究物理問題中應有的一種思想和觀點。教學對象分析知識上：磁場的基本知識在初中學習中已經(jīng)有所接觸，學生在生活中對磁現(xiàn)象的了解也有一定的基礎(chǔ)，但磁體之間的相互作用畢竟是抽象的，大部分學生可能知道電與磁有聯(lián)系，但并沒有用一種普遍聯(lián)系的觀點去看待電與磁的關(guān)系，也沒有一種自主的能力去推理實驗現(xiàn)象和理論的聯(lián)系。學生對于磁場具有什么性質(zhì)、常見的磁現(xiàn)象和地磁場

3、還了解不多，要繼續(xù)學習。能力上：在靜電場的學習中也建立了“場”的基HYPERLINK o 中國教育出版網(wǎng) 本觀念，對于“場”的性質(zhì)的研究方法及描述方法也積累了一定的經(jīng)驗。這些因素都為利用類比展開教學提供了條件。教學目標知識與技能1、了解電流磁效應的發(fā)現(xiàn)過程。2、知道磁體與通電導線間有相互作用力。3、通過與電場的類比，知道磁場的物質(zhì)性和基本性質(zhì)。過程與方法1、以實驗為基礎(chǔ)，通過實驗培養(yǎng)學生的觀察、分析及總結(jié)的能力。2、利用電和磁性質(zhì)的類比教學，培養(yǎng)學生的比較、推理能力。3、利用電流與磁體間有相互作用力，能學以致用制作一個簡易揚聲器。情感態(tài)度與價值觀了解我國古代在磁現(xiàn)象方面的研究成果及其對人類文明

4、的影響，增強民族自豪感。了解電流磁效應的發(fā)現(xiàn)過程，讓學生體會“探索電與磁之間有聯(lián)系”的過程中是如何的艱辛，體會奧斯特發(fā)現(xiàn)的重要意義。通過電磁秋千的演示、參與制作揚聲器，激發(fā)學生的求知欲與創(chuàng)新欲。關(guān)注與磁相關(guān)的現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展，讓學生在實際生活的應用中體會科學知識的價值，促進學生自主學習。教學重點難點【教學重點】了解電流磁效應的發(fā)現(xiàn)過程。知道磁體與通電導線間有相互作用力，并學以致用。【教學難點】磁場的物質(zhì)性和基本性質(zhì)教學方法教法：類比法、實驗法、啟發(fā)等教學方法學法：觀察、實驗、交流、討論、歸納教具準備 多媒體課件、自制電磁秋千、釹鐵硼磁、播放器、漆包線、紙片、卡片、雙面膠、透明膠帶、絕緣膠帶、PVC

5、管、剪刀、開關(guān)、電池、導線若干、條形磁鐵、小磁針、電流表教學流程圖“電磁秋千”引課介紹電流磁效應的發(fā)現(xiàn)過程及奧斯特發(fā)現(xiàn)的意義分析說明以上相互作用均是通過磁場產(chǎn)生，明確磁場的性質(zhì)了解地磁場介紹我國古代在磁現(xiàn)象方面的研究成果及其對人類文明的影響介紹與磁相關(guān)的現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展學生制作揚聲器小結(jié)作業(yè)布置課時安排 1課時教學過程教學環(huán)節(jié)教學活動 設(shè)計意圖教師活動預設(shè)學生活動創(chuàng)設(shè)情境引入新課創(chuàng)設(shè)情境引入新課重現(xiàn)蕩秋千的情景師：同學們，生活中看似平常的現(xiàn)象，其實隱藏了很多簡單的物理知識。例如，我們小時候，玩秋千時，媽媽把我們放在秋千座板上，輕輕一推（雙手做動作），我們就隨著秋千輕輕晃起來。這是因為推力改變了秋千

6、的運動狀態(tài)。今天老師把秋千搬到課堂來了，我們一起來玩一玩。學生傾聽讓學生有一種輕松、溫馨的感覺（搬出秋千）介紹器材師：這里是用兩根很細的導線做地擺繩，下面是用銅導線繞制的線圈，將它們和電流表、電池組、開關(guān)串聯(lián)起來。 師：現(xiàn)在老師利用這個裝置給大家變個小魔術(shù)，我不用手推秋千，它會動起來喲！（關(guān)上門窗，防止空氣對流造成干擾）請同學們屏氣凝神，仔細觀察，魔術(shù)現(xiàn)在開始。【演示電磁秋千】師：咦，我并沒有用手推它，它卻動起來了。【設(shè)問】難道是有雙我們看不見的手在推它？這雙手是誰伸出的呢？這雙手可不是我的喲。【揭秘】哈哈，秘密在這里，我在這里放了塊磁鐵，是否和它有關(guān)呢，我們通過磁現(xiàn)象和磁場的學習來找找答案吧

7、！（板書課題和小標題）學生：思考、猜測設(shè)計電磁秋千吸引學生眼球，激發(fā)學習興趣；讓學生知道是因為有力作用在線圈上從而使線圈運動。師生互動展開新課（一、磁現(xiàn)象）師生互動展開新課（二、電流的磁效應）師生互動展開新課（二、電流的磁效應）磁現(xiàn)象師：仔細觀察的同學可能發(fā)現(xiàn)了，剛才線圈運動時電流表的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，說明線圈通電了。很明顯現(xiàn)在是未通電。【演示1】拿磁鐵靠近線圈，觀察有什么現(xiàn)象發(fā)生？【問1】即未通電、有磁體，線圈沒動，這說明了什么？（請一名學生回答）總結(jié)：磁體對銅導線沒有力的作用【演示2】閉合開關(guān)，同學們觀察有什么現(xiàn)象發(fā)生？（斷開開關(guān)）【問2】與現(xiàn)象一的區(qū)別是什么？說明線圈運動和誰有關(guān)？【演示3

8、】拿走磁鐵，閉合開關(guān)，同學們觀察有什么現(xiàn)象發(fā)生？ 【問3】與現(xiàn)象二的區(qū)別是什么？這說明什么？（請一名學生回答）【問4】由這三種現(xiàn)象同學們可以得出磁體對誰有力的作用？（請一名學生回答）師：非常好，磁體對通電導線有力的作用。要是你早生200多年，或許物理學史將會被你所改寫！因為當時的人們探索電與磁之間的聯(lián)系經(jīng)歷了很長的時間。（搬下實驗裝置）答：線圈沒動，電流表未偏轉(zhuǎn)（提示學生觀察電流表）答：磁體對銅導線沒有吸引力。答：電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)，線圈運動答：線圈通電；電流或通電線圈答：電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)，線圈未動答：無磁鐵；線圈運動與磁鐵有關(guān)答：磁體對通電導線有力的作用設(shè)計意圖：通過實驗培養(yǎng)學生的觀察、分析及總結(jié)

9、的能力。為學習安培力做鋪墊。二、電流的磁效應回顧物理學史師：在18世紀以前，很多物理學中的分枝基本上是相對獨立發(fā)展的，比如電、磁等；后來一些頗具慧眼的哲學家提出了“各種自然現(xiàn)象之間存在相互聯(lián)系和相互轉(zhuǎn)化”的思想，而且人們發(fā)現(xiàn)電荷間的相互作用與磁體間的相互作用非常相似，都是同性相斥，異性相吸。這種相似性引發(fā)了人們思考，電和磁是否存在某種聯(lián)系呢？因此一大批科學家開始投入到探索電與磁聯(lián)系的行列中。例如安培、庫侖等人進行大量研究后，并沒有取得實質(zhì)性進展，盡管18世紀中葉人們就發(fā)現(xiàn)雷電能使刀叉磁化，萊頓瓶放電能使縫衣針磁化，但是最終他們還是認為電和磁互不相關(guān)，從而放棄了探索。但是，有一名物理學家并沒有輕

10、易的改變自己的信念，他孜孜不倦地經(jīng)過十幾年的努力，于1820年4月終于發(fā)現(xiàn)了電與磁之間的聯(lián)系，他就是丹麥物理學家奧斯特。學生傾聽讓學生體會奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應的歷史背景回顧奧斯特發(fā)現(xiàn)的過程：師：這是實驗裝置，同學們要注意了，小磁針的擺放是很講究的，為什么奧斯特經(jīng)歷了這么長時間才發(fā)現(xiàn)電與磁有聯(lián)系呢，就是與小磁針的擺放位置有關(guān)。師：奧斯特總是把小磁針放在導線的延長線上，閉合開關(guān)后大家猜猜結(jié)果會怎樣？師：請一名同學來做做看，證實一下大家的猜測是否正確。（教師放好小磁針，請同學們仔細觀察）師：咦，小磁針沒有明顯變化，難道是導線沒連接好嗎？ （提示斷開開關(guān)，讓學生檢查一下，再次操作）師：看來大家猜測是正

11、確的。（停頓一下）同學們是不是會問為什么不放到其他位置試試？這是因為當時人們見到的力都是沿著物體的連線方向。比如：1687牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，兩個物體間引力的方向是沿著它們的連線；1785年庫侖發(fā)現(xiàn)了庫侖定律，兩點電荷間作用力的方向也沿著它們的連線。看來奧斯特受前人的研究影響很大。所以前人的研究對我們來說是一種寶貴財富，但從另外一個角度來說也成為一種束縛。答：實驗均以失敗告終；小磁針不動；學生：閉合開關(guān)（提醒學生立即斷開開關(guān)）讓學生體會思維定勢給實驗研究帶來的障礙和創(chuàng)新思維的重要性。【重溫奧斯特實驗】師：直到1820年4月的一天晚上，奧斯特在做講座時，突然來了靈感。（有沒有同學愿意扮演奧斯

12、特做實驗，悄悄告訴學生注意事項）下面我們就回顧一下當時這令人振奮的瞬間：【教師旁白】現(xiàn)在讓我們回到1820年4月的那天晚上，奧斯特在做講座時，突然，來了靈感。他將一根導線沿南北方向放在了小磁針的上方。（學生若找不到哪邊是南北，提示不受其他干擾的情況下，小磁針靜止時的方向即為南北方向）給導線通電，發(fā)現(xiàn)，哇，小磁針居然轉(zhuǎn)動了。他又驚又喜，激動的差點從講臺上摔倒。可是當時的聽眾并沒有在意這個現(xiàn)象（教師看向同學們）。師：謝謝這位同學的精彩表演。（提醒斷開開關(guān)）師：剛才在實驗中觀察到什么現(xiàn)象？師：這說明什么？師：非常好，也就是說通電導線對磁體有力的作用。這種作用我們稱為電流的磁效應。（板書小標題：二、電

13、流的磁效應（奧斯特）師：但是奧斯特當時并沒有急于向世界宣布這一發(fā)現(xiàn)，而是連續(xù)進行了3個多月的研究，做了60多個實驗結(jié)果，最終于1820年7月發(fā)表論文正式向科學界宣布發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應，體現(xiàn)了他嚴謹性的科學態(tài)度。學生表演（其他學生可以提示）答：沿南北方向放置的導線通電時，小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。答：通電導線能使小磁針偏轉(zhuǎn)。演雙簧，使學生印象深刻，體會奧斯特嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。【問】同學們，有沒有注意到：剛才小磁針轉(zhuǎn)動時，俯視看是順時針還是逆時針？看來剛才好多人都穿越了，所以請仔細觀察，因為很多偉大的發(fā)現(xiàn)如果稍不留意就會錯過了。（再演示一遍）答：順時針或逆時針通過實驗培養(yǎng)學生觀察、分析的能力。 師生互動展開

14、新課（二、電流的磁效應）【問】能不能改變小磁針的轉(zhuǎn)動方向？若能，怎么改變？師：那你來演示一下師：非常好，證實你的答案是正確的師：說明小磁針受力的方向與電流的方向有關(guān)。師：同樣的現(xiàn)象，不同的人觀察有不同的收獲，這取決于我們對事物的觀察能力以及思考程度。（實驗器材高度降低）答：改變電流的方向?qū)W生演示奧斯特發(fā)現(xiàn)的意義師：所以奧斯特是偉大的觀察者和思考者，他的這一偉大發(fā)現(xiàn)，首次揭示了電與磁的聯(lián)系，具有劃時代的意義。在這一重大發(fā)現(xiàn)之后，一系列的新發(fā)現(xiàn)接連出現(xiàn)。兩個月后安培發(fā)現(xiàn)了電流間的相互作用。阿拉果制成了第一個電磁鐵等。師：因此法拉第對奧斯特有這樣的評價：他突然打開了科學中一個黑暗領(lǐng)域的大門，使其充滿

15、光明。如果沒有奧斯特的發(fā)現(xiàn)，法拉第發(fā)現(xiàn)磁生電也許就會推遲，人類進入電氣化時代有可能也會推遲。由此我們可以看出奧斯特的發(fā)現(xiàn)意義非常重大。學生傾聽讓學生體會奧斯特的發(fā)現(xiàn)的重要意義。 師生互動展開新課（三、磁場）師生互動展開新課（三、磁場）三、磁場師：剛才實驗中通電導線對小磁針產(chǎn)生力的作用時有沒有接觸？電磁秋千中磁體對通電線圈產(chǎn)生力的作用時有沒有接觸？師：我們前面學習的電荷間的相互作用也不接觸，電荷間的相互作用是通過什么物質(zhì)產(chǎn)生的？師：電場是看不見摸不著的一種特殊物質(zhì)，由此我們可以猜測磁體與通電導線間的相互作用也是通過了一種看不見、摸不著的特殊物質(zhì)產(chǎn)生的，我們把這種物質(zhì)叫做磁場。（板書小標題：三、磁

16、場1、概念）師：磁場是存在于磁體或電流周圍的一種看不見、摸不著的特殊物質(zhì)。所以推動電磁秋千的那雙看不見的手就是磁體產(chǎn)生的磁場。師：奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應，即發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場。（板書）師：我們知道電荷周圍會產(chǎn)生電場，電場的性質(zhì)是對放入其中的電荷產(chǎn)生力的作用。【問】由概念我們可以看出磁體或電流周圍會產(chǎn)生磁場，大家類比猜想一下，磁場的性質(zhì)是什么呢？（請一名同學回答）（板書：2、性質(zhì)：）總結(jié)：磁體間、磁體與電流間、電流間的相互作用是通過什么產(chǎn)生的？答：沒有答：沒有答：電場答：磁場答：對放入其中的磁體或電流產(chǎn)生力的作用（答不全的其他學生可補充）答：磁場與電場類比，知道磁場的物質(zhì)性和基本性質(zhì)。師生互

17、動展開新課（四、地球的磁場）四、地球的磁場師：仔細觀察的同學可能發(fā)現(xiàn)了，當斷電后，小磁針又回到了原來的位置。【問】學習了磁場的性質(zhì)后，誰能來解釋這是為什么？（請一名同學回答）師：非常好，地球?qū)嶋H上就是一個巨大的磁體，它的周圍存在著磁場，叫地磁場，它對小磁針有力的作用。（板書小標題：四、地球的磁場）師：地球的地理兩極與地磁兩極并不重合。磁北極位于地理南極附近，磁南極位于地理北極附近，因此，磁針并非準確指向地理南北，其間有一個夾角叫磁偏角。磁偏角的數(shù)值在地球上不同地方是不同的。最早北宋沈括的夢溪筆談一書中就對磁偏角有了相關(guān)記載。可見我國古代早就對磁有了深入的探索。答：因為地球是大磁體，它對小磁針有

18、力的作用（若學生答不出，教師引導）了解地磁場師生互動展開新課（磁的應用）師生互動展開新課（磁的應用）磁的應用師：在古代，人們發(fā)現(xiàn)了天然磁石可以吸引鐵器的現(xiàn)象，并發(fā)現(xiàn)了磁體的指南性而制成了指南針的原型司南，在公元前3世紀的戰(zhàn)國時期韓非子一書中就有記載，所以指南針最早為中國發(fā)現(xiàn)，后演變成羅盤用于航海事業(yè)上，如15世紀鄭和利用它和觀星象7次下西洋，成為世界地理發(fā)展史上的光輝記錄。師：了解了我國古代在磁方面的研究成果，誰能舉例說明磁在現(xiàn)代生產(chǎn)生活中有哪些應用？我先舉例：電磁爐（有激情的說）還有？師：看來大家都非常善于觀察生活，我在這里再補充一下：展示磁在交通工具中的應用：磁懸浮列車圖片、醫(yī)學影像學中的

19、應用：核磁共振儀圖片師：（展示超導電磁彈射器模型圖片）這是超導電磁彈射器模型。中國未來在002型核動力航母上將直接采用目前最為頂尖的電磁彈射起飛，這將極大增加艦載機作戰(zhàn)半徑和載彈量，對中國航母未來的威懾力起到至關(guān)重要的作用。答：磁卡、磁盤、磁懸浮列車、揚聲器、門吸、電動機、發(fā)電機、變壓器了解我國古代在磁現(xiàn)象方面的研究成果及其對人類文明的影響，增強民族自豪感。關(guān)注與磁相關(guān)的現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展，讓學生在實際生活的應用中體會科學知識的價值。學以致用師：看到人們利用磁的相關(guān)知識發(fā)明了很多東西，同學們有沒有興趣也制作一個東西？今天老師想和大家一起制作一個生活中應用范圍非常廣泛的揚聲器。揚聲器中有線圈、磁鐵，當給線圈通電后，在磁鐵附近的通電線圈就會受到磁鐵給它的力而振動，通過振動就可以發(fā)出聲音。今天我們就利用所學制作一個簡易揚聲器。老師制作了一個簡短的視頻給大家提供一點思路。【播放視頻】發(fā)放材料和工具師：同學們完全可以發(fā)揮你的想象，制作成其他樣子。注意事項：請同學們注意不要將剪刀和強磁鐵靠的很近，也不要將強磁掰開，注意安全。師：視頻的第一步我已幫大家完成，請大家將漆包線全部纏繞完，漆包線是外層涂有絕緣漆的導線，線頭處的絕緣漆已幫大家處理