1、4.1划时代的发现教学设计一、课时安排1课时二、教材分析1820年奥斯特发现电流的磁效应，使整个科学界受到了极大的震动，这一发现揭示了长期以来认为性质不同的电现象与磁现象之间的联系，法拉第赞扬道：“它突然打开了科学中一个黑暗领域的大门，使其充满光明。” 法拉第坚信：磁与电之间也应该有类似的“感应”。 法拉第于1821年提出“由磁产生电”的大胆设想，并开始了十年艰苦的探索。 在这十年中，他失败了，再探索，再失败，再探索终于于1831年取得了成功！法拉第发现的电磁感应使人们对电和磁内在联系的认识更加完善，宣告了电磁学作为一门统一学科的诞生，为电磁学的发展作出了重大贡献。因此这节课是在课堂教学中对学
2、生进行科学方法和科学精神教育的好素材。三、教学目标（一）知识与技能1.学习电流的磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史；2.学习电磁感应、感应电流的定义，理解产生感应电流的条件。（二）过程与方法1.通过阅读使学生掌握自然现象之间是相互联系和相互转化的；2.通过学习了解科学家们在探究过程中的失败和贡献，从中学习科学探究中提出问题、观察实验、分析论证、归纳总结等要素在研究物理问题时的重要性。（三）情感、态度与价值观1.领会科学家对自然现象、自然规律的某些猜想在科学发现中的重要性。2.以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。四、教学重难点1.教学重点：体会人类探究自然规律的科学态度和科学
3、精神。2. 教学难点：感悟科学发展的历程，体验科学家的科学探究方法与研究思路。五、教学方法1讲授法：教师讲授奥斯特发现电磁感应现象的历史背景；2问题探究法：教师组织有效的问题引导学生探究；六、教学过程（一）请你回忆1.在初中物理学习中，你做过的哪些实验说明电现象与磁现象之间是有联系的？2.通过初中物理的学习，你认为电路中产生感应电流的条件是什么？（二）探究新知（1）奥斯特梦圆“电生磁”（课件演示电流的磁效应）学生活动：在以下问题的引导下，请你阅读教材中有关奥斯特发现电流磁效应的内容，思考并回答：问题1：奥斯特寻找电与磁的联系之前，科学研究领域存在怎样的历史背景？（19世纪20年代之前，电和磁的
4、研究始终独立地发展着。18世纪中叶，人们发现雷电能使刀叉、钢针磁化等现象，但包括库仑在内的众多物理学家仍然认为电和磁是互不相关的。18世纪末，人们开始思考不同自然现象之间的联系。哲学家康德提出了各种自然现象之间相互联系和相互转化的思想。奥斯特坚信电与磁之间可能存在着某种联系。）问题2：奥斯特在什么思想的启发下，发现了电流的磁效应的？（哲学家康德提出了各种自然现象之间相互联系和相互转化的思想。）问题3：1803年奥斯特总结了一句话内容是什么？（“人们的物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及人们所知道的任何其他现象的零散的罗列，人们将把整个宇宙容纳在一个体系中。” ）问题4：1820年4
5、月，奥斯特意外发现了什么？（奥斯特在1820年4月的一次演讲中，碰巧在南北方向的导线下面放置了一枚小磁针。当电源接通时，小磁针发生了转动。说明电流对小磁针产生了作用，证明电流在其周围产生了磁场。这就是发现电流磁效应的过程。）问题5：电流磁效应的发现有何意义？谈谈自己的感受。（电流磁效应的发现揭示了电现象和磁现象之间存在的某种联系。奥斯特的思维和实践突破了人类对电与磁认识的局限性。电流磁效应的发现引发了科学认识领域的思考，推动了电磁学的发展。）（2）法拉第心系“磁生电”（课件演示电磁感应现象）学生活动：引导学生阅读教材有关法拉第发现电磁感应的内容，并回答以下问题：问题1：奥斯特发现电流磁效应引发
6、了怎样的思考？法拉第持怎样的观点？（引发了对称性的思考：既然电流能够引起磁针的运动，那么为什么不能用磁铁使导线中产生电流呢？法拉第认为，既然奥斯特的实验表明有电流就会有磁场，那么有了磁场就一定会有电流。）问题2：法拉第的研究是一帆风顺的吗？法拉第面对失败是怎样做的？（法拉第的研究并不是一帆风顺的。经历了好多次失败，但法拉第始终没有放弃。直到 1831年8月29日，他苦苦寻找了10年之久的“磁生电“的效应终于被发现了。）问题3：法拉第在1822年12月、1825年11月、1828年4月作过三次集中的实验研究均以失败告终，失败的原因是什么？（法拉第认为，既然奥斯特的实验表明有电流就有磁场，那么有了
7、磁场就应该有电流。他在实验中用的都是恒定电流产生的磁场。）问题4：史料记载“1831年8月29日这一天，法拉第在接通电池的一刹那，偶然看到检流计指针动了一下，接着便回到了原位，然后就一直停住不动”法拉第因此发现了电磁感应现象。又有史料记载“瑞士物理学家科拉顿设计了一个利用磁铁在闭合线圈中获取电流的实验：将一块磁铁在螺线管中移动，使导线中产生感应电流。为了排除磁铁移动对检流计指针偏转的影响，他把检流计放到隔壁房间中去，用长导线把检流计和螺线管连接起来。实验开始了，科拉顿把磁铁插到线圈中去以后，就跑到隔壁房间中去，但他十分痛心地看到检流计的小磁针静止在原位。”科拉顿没能发现电磁感应现象，请你分析一
8、下，科拉顿没能看到电磁感应现象的原因是什么？（因为电磁感应现象是在变化或运动的过程中出现的，当科拉顿赶到隔壁房间去时，检流计指针针已经动过了，所以他没能看到电磁感应现象。）问题5：法拉第经过10年的努力终于发现了利用磁场产生电流的途径，认识到必须在变化、运动的过程中才能利用磁场产生电流。法拉第当时归纳出五种情形，请说出这五种情形各是什么？（变化的电流、变化的磁场、运动的恒定电流、运动的磁铁、在磁场中运动的导体。它们都与变化和运动有关。）问题6：什么是电磁感应？什么是感应电流？（利用磁场产生电流的现象，叫电磁感应现象。所获得的电流叫感应电流，也叫感生电流。）问题7：通过学习你从奥斯特、法拉第等科
9、学家身上学到了什么？（坚定信念和执著追求，正确的指导思想，勇敢地面对失败，成功属于坚持不懈的有心人，不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。）（三）拓展知识学生活动：请你阅读教材栏目“科学足迹”，体会科学家们不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志，学习科学家们的人格魅力。（四）活学活用1.奥斯特实验要有明显的效果，通电导线必须_放置。 2.1831年8月29日，_发现了电磁现象；把两个线圈绕在同一个铁环上，一个绕圈接到_，另一个线圈接入_，在给一个线圈_或_的瞬间，发现了另一个线圈中也出现了_.3.恒定的匀强磁场中有一个圆形闭合线圈，线圈平面垂直于磁场方向，当线圈在此磁场中做下列哪种运动时，穿过线圈的磁通
10、量发生了变化（ ）A.线圈沿自身所在的平面做匀速运动；B.线圈沿自身所在的平面做加速运动；C.线圈绕任一直径做匀速转动； D.线圈绕任一直径做变速转动。（五）课堂小结划时代的发现感应电流奥斯特梦圆 “电生磁”法拉第心系“磁生电”电磁感应现象法拉第的发现电流磁效应发现的意义 电流磁效应奥斯特的意外发现哲学思想对人们认识的指导学生活动：请你小结本节课的内容七、板书设计八、教学反思本课的教学，把科学史与学生现实相结合，以科学家研究时的迷失与最后的成功为主线，以物理知识及其历史进程中所蕴含的科学思维方法为基础，运用科学史情景进行探究教学，借鉴历史的发现过程，采用教师讲授科学家的艰辛和引导阅读教材或者史料以及活动相结合的形式，以问题为主线，以“问题解决”为基石，使学生在解决问题的过程中掌握知识，形成自主学习能力。把教师讲授知识变为学生自主探究学习，让学生感悟科学发展的历程，体验他们研究的思路与方法，培养学生的科学方法和科学精神。
