1、“探究感应电流的产生条件”教学设计 江苏省涟水中学 杨锐一、教材分析 探究感应电流的产生条件是高中物理新课程（选修3-2）第四章第二节的内容，是电磁学的核心内容之一，在整个高中物理中占有相当重要的地位。本节内容揭示了磁和电的内在联系，通过探究实验的方法归纳出了“磁生电”的规律，在教材中起到了承前启后的作用，是学生今后学习法拉第电磁感应定律、楞次定律和交变电流产生的基础。在教材的编排上本节从初中知识点闭合电路的部分导线切割磁感线产生电流入手，再设计学生探究实验，对现象进行分析归纳，最后总结出产生感应电流的条件，这样的编排符合学生的认知规律。教材中对法拉第坚信磁能生电，并历经十年的不懈努力，最后终
2、于发现电磁感应规律的物理学史料的介绍，是一个很好的德育切入点，同时也体现了教材对学生人文思想和科学精神的熏陶。电磁感应现象是电学部分的重点也是难点，尤其是为迈克尔法拉第（Michael Faraday，公元1791公元1867）电磁感应定律和楞次定律的学习提供了铺垫。电磁感应现象的发现不仅在科学和实践上具有重要意义，而且其指导思想以及发现过程中表现出的科学态度与意志力对学生有重要的启迪与和教育，这些在教学中有意识地加以体现。 二、学情分析学生在初中已经学习过电磁感应现象及闭合电路的部分导线切割磁感线能产生电流，但是对于产生感应电流的本质原因尚不清楚，因此，在教学中从学生的已有知识出发，引导学生
3、自主学习、探究实验、产生问题、协作交流等学习方法，从而解决问题，得出产生感应电流的条件的结论。三、设计思想 为了积极响应新课标的教学要求，根据教材分析和学情分析，计划分两课时进行，第一课时以探究感应电流产生条件为主，第二课时以电磁感应的应用为主。本节课是第一课时，按“一探究三验证”组织教学，利用学生在初中学习的基础上，通过魔术让学生带着疑问走进课堂，在课堂中解决问题的同时，又产生新的疑问，驱使学生作进一步的猜想验证、分组实验、自主探究、合作交流、归纳总结等过程，最后又让学生带着新的疑问走出课堂，以利于学生的课后学习发展。在课堂教学中积极发挥学生的主体地位，注重学生的探究过程和知识的建构过程，让
4、学生体验科学探究的一般过程，领悟科学探究的方法。在整个教学中力求做到以知识为载体，渗透对学生物理思想、物理方法和科学精神的培育，使学生在学习知识的同时，领悟研究问题的一般思维过程和方法，进而来提升学生的科学素养。四、教学目标1、知识与技能知道电磁感应现象。理解感应电流产生的条件。运用感应电流产生的条件解决简单问题。2、过程与方法培养实验方法探究的能力。启发学生观察实验现象，从中分析归纳通过磁场产生电流的条件。通过实验的观察和分析，培养学生运用所学知识，分析问题、总结规律的能力。3、情感态度与价值观通过磁和电的联系的学习，让学生了解物理学中的“对称”思想，进行有效的辩证唯物主义教育。 通过采取学
5、生分组实验探究问题，使学生能主动获取知识，参与学习，动手实践，提高学生综合能力水平，还可以培养他们团结协作的能力。对表现好的同学给予及时的表扬，体现人性化的管理，注重道德情操的培养。通过实验中要求学生仔细观察实验现象，真实记录，并分析实验中出现的问题，不能为了实验结果而做实验，让学生认识到实事求是的可贵与重要，潜移默化的交给学生严谨的科学态度。通过自制教具探究问题，能潜移默化的培养学生的自己动手解决问题的能力。通过对法拉第的介绍，让学生知道名人血泪艰辛的成长经历和对待科学的锲而不舍、持之以恒的精神，让学生体会与反思，激发学生的学习热情，坚定学生的学习信念。通过让学生了解我国的电力发展史，让学生
6、知道我国的电力发展的科研实力，从而可以增强学生的民族自豪感和民族自尊心，以此来激发学生的爱国情愫，树立远大的理想和抱负，振奋民族精神。五、教学重点与难点1、教学重点（1）学生实验探究的过程；（2）对产生感应电流条件的归纳总结。2、教学难点（1）教师对学生探究式学习的操控；（2）学生对实验现象及三幅图的对比分析总结磁通量的变化。六、教学策略与手段本课以探究式教学模式为主，结合问题法、演示法、启发法、归纳法、多媒体辅助法等教学方法。（1）本节课流程设计：魔术引入（产生疑问）提出问题作出猜想设计实验学生探究分析归纳得出结论（解决问题）。（2）对探究实验通过学生讨论得出方案并进行展示，教师指导，便于学
7、生的探究。七、课前准备电磁炉、灯泡、线圈、灵敏电流计，蹄形磁铁，条形磁铁，大小螺线管各一个，电源，滑动变阻器，导线，开关、自制线圈、多媒体课件，学生分组实验器材。八、教学过程活动一：认识电磁感应现象1.魔术欣赏魔术：将如下图所示的连有线圈的小灯泡放在纸盒箱上，发现小灯泡发光。【设计意图】通过魔术创设趣味学习情境更能引起学生的注意，观察到的意想不到的现象更能引发学生的思考，使学生产生疑问，又想知道其中的奥秘，从而让学生带着问题顺利地走进课堂，激发学生学习兴趣和强烈的求知欲望，体现从生活走向物理的教学观念。衔接过渡：通过呈现魔法箱下面的电磁炉，激起学生猜想：小灯泡发光可能与磁场有关。2.“磁生电”
8、的前夜 介绍：1820年之前，电和磁都是独立发展的，直到1820年4月奥斯特发现电流周围存在磁场，才揭开电和磁是相互联系。衔接过渡：由奥斯特的电流磁效应引起对称性的思考，既然“电能生磁”，那么“磁能不能生电”呢？如果能，如何实现？激起学生对初中“磁生电”知识的回忆。【设计意图】让学生了解物理学中的“对称”思想，进行有效的辩证唯物主义教育。 3.知识回顾 (1)电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象称为电磁感应现象。(2)感应电流：电磁感应过程中产生的电流称为感应电流。衔接过渡：请大家利用初中学过的知识（闭合电路中一部分导体切割磁感线产生感应电流），判断下图中图一、图二两种情况线圈中是否有感应电流
9、。活动二：探究感应电流产生条件1.提出问题师生互动图一图二图三图四提出问题1：利用初中知识判断图一和图二线圈中是否产生感应电流？学生活动：利用初中学过的知识判断，并让学生利用图四器材当场验证是否有感应电流产生。提出问题2：是不是切割就一定会产生感应电流呢？猜想图三情况下线圈中是否有感应电流产生？学生活动：讨论猜想，并利用图四器材当场验证。提出探究问题：产生感应电流的本质原因到底与什么因素有关呢？【设计意图】通过演示实验，使学生的新旧知识产生冲突，学生初中所学：闭合电路的部分导线切割磁感线产生电流，这里又是如何产生电流的呢？产生新的疑问，驱使学生做以下新的探究寻求真理。在教法上这里采用了先“破”
10、的手法，为以下的再“立”奠定基石。2.作出猜想小组讨论提出问题1：观察上面三幅图，讨论、猜想产生感应电流的条件可能与哪些因素有关？学生活动：（1） 小组讨论（2） 汇报猜想结果。（3） 用实验验证猜想并作出判断。（4） 学生总结得出产生感应电流的条件可能与通过闭合回路的磁通量的变化有关。提出问题2：磁通量与哪些因素有关呢？ 学生活动：回忆磁通量概念并作出回答。提出问题3：如何改变磁通量？磁通量的变化与多个因素有关，研究时应采取什么实验方法?列出可能情况。学生活动：小组讨论并作出回答。改变磁通量的方法有以下几种情况：（1）B 、不变，S变化（2）S 、不变，B变化（3）B、S不变， 变化衔接过渡
11、：如果能通过实验一一验证以上几种情况，回路中都能产生感应电流，那么可以说明，我们的猜想是科学的，可靠的。3实验验证控制变量法 1）师生合作实验分析B 、不变，S变化情况提出问题：如何设计一个当B 、不变，S变化情况下，检测回路中是否产生感应电流的实验？学生活动：小组讨论得到前面的矩形线圈垂直进入磁场情况符合条件。教师点评：通过前面的实验，我们知道矩形线圈垂直进入磁场时，线圈中会产生感应电流，所以这种情况已经得到验证。2）生生合作分组实验S、 不变，B变化情况学生器材分配：组一组二实验反馈表：改变B的操作方式有无感应电流（1）小组讨论方案分组讨论：利用手中器材设计一个S、 不变，B变情况下螺线管
12、中是否产生感应电流的方案。思考： 利用手中器材如何获得磁场？ 利用手中器材如何检测螺线管中是否有感应电流？ 利用手中器材如何改变螺线管中的磁场强弱？任务一：小组合作讨论出方案；任务二：完成学案上电路连接；任务三：完成实验反馈表中的改变B的操作方式这一栏；任务四：请学生分组到台前汇报方案。（2）小组实施方案任务一：小组合作完成实验电路连接。任务二：小组实验并完成实验反馈表中实验现象这一栏。任务三：请学生分组到台前操作演示该组实验，并总结结论。（3）小组归纳结论在S、不变的情况下，当 B改变时，闭合回路中就会产生感应电流。3）师生合作演示实验B 、S不变，变化情况提出问题：如何设计一个当B 、S不
13、变，变化情况下，检测回路中是否产生感应电流的实验？学生活动：小组讨论得到实验方案让一个矩形线圈在磁场中转动，改变。师生合作：在学生协助下，利用自制的线圈在蹄形磁铁中转动，学生观察实验现象。学生归纳：在B、S不变的情况下，当改变时，闭合回路中会产生感应电流。【设计意图】学生分组实验采取了由学生自主讨论方案分组汇报动手操作分组展示总结结论，使学生能主动获取知识，参与学习，动手实践，提高学生综合能力水平，还可以培养他们团结协作的能力。对表现好的同学给予及时的表扬，体现人性化的管理，注重道德情操的培养。实验中要求学生仔细观察实验现象，真实记录，并分析实验中出现的问题，不能为了实验结果而做实验，让学生认
14、识到实事求是的可贵与重要，潜移默化的交给学生严谨的科学态度。通过自制教具能更好的探究当改变时闭合回路中是否产生感应电流的实验，潜移默化的培养学生的自己动手解决问题的能力。4得出结论归纳感应电流产生的条件通过重现前面的验证实验，让学生归纳出产生感应电流的条件：（1）回路要闭合；（2）磁通量要发生变化。活动三：魔术揭秘 通过多媒体展示电磁炉的内部结构，让学生利用本节课学习的知识，讨论得出小灯泡发光的原因：电磁炉中通有交变电流的线圈产生周期性变化的磁场，使放在电磁炉上方的线圈中的磁通量发生改变，产生感应电流，使灯泡亮起来。【设计意图】学生利用所学知识顺利解决问题，揭秘魔术让学生体会到成功的喜悦，让学
15、生学会从物理走向生活，在教法上做到“首尾呼应”。活动四：电磁感应现象发现的意义1、法拉第的贡献。 通过多媒体展示法拉第的贡献。【设计意图】通过对法拉第的介绍，让学生知道名人血泪艰辛的成长经历和对待科学的锲而不舍、持之以恒的精神，让学生体会与反思，激发学生的学习热情，坚定学生的学习信念。2、了解中国电力的发展史,请学生谈谈电力的发展对我们生活的影响？【设计意图】通过让学生了解我国的电力发展史，让学生知道我国的电力发展的科研实力，从而可以增强学生的民族自豪感和民族自尊心，以此来激发学生的爱国情愫，树立远大的理想和抱负，振奋民族精神。 活动五：课堂小结学生小结本节课学到的内容。板书设计： 4.2 探究感应电流的产生条件 1、实验探究： 2、产生感应电流的条件：