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《電生磁》教學(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)秀范例
【教學(xué)內(nèi)容】
電流的磁效應(yīng)；探究通電螺線管周圍的磁場(chǎng)。
【教材分析】
電流的磁效應(yīng)是學(xué)習(xí)電磁現(xiàn)象的重要基礎(chǔ)。因此，要盡可能讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到電流及其周圍的磁場(chǎng)是同時(shí)存在而密不可分的。為了說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題，在做奧斯特實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，要讓學(xué)生親手做實(shí)驗(yàn)，把小磁針?lè)旁谥睂?dǎo)線附近，通過(guò)觀察導(dǎo)線通電時(shí)和斷電時(shí)小磁針發(fā)生的變化，幫助學(xué)生加深對(duì)知識(shí)的理解，初步認(rèn)識(shí)電與磁之間存在某種關(guān)系。
通電螺線管的磁場(chǎng)是本節(jié)的重點(diǎn)之一，因此，要讓學(xué)生自己去探究，用自己的語(yǔ)言表述出通電螺線管的極性與電流方向之間的關(guān)系，以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、空間想象能力和語(yǔ)言表達(dá)能力。探究結(jié)束后，讓學(xué)生自己歸納、判斷通電螺線管的極性和電流方向的方法，再在師生相互交流的氣氛中引導(dǎo)學(xué)生得出安培定則。
【學(xué)情分析】
學(xué)生已研究了簡(jiǎn)單的磁現(xiàn)象，知道了磁體周圍存在磁場(chǎng)以及磁極間的相互作用規(guī)律；知道磁場(chǎng)是有方向性的，并且能使放入其中的磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；對(duì)條形磁鐵的磁場(chǎng)有了一定的感性認(rèn)識(shí)。
【教學(xué)重點(diǎn)】
認(rèn)識(shí)電流的磁效應(yīng)，通電螺線管外部磁場(chǎng)分布，通電螺線管極性與電流方向的關(guān)系。
【教學(xué)難點(diǎn)】
探究通電螺線管的磁場(chǎng)極性與電流方向的關(guān)系并總結(jié)得出簡(jiǎn)單的判斷方法。
【教學(xué)目標(biāo)】
1．知識(shí)和技能
（1）認(rèn)識(shí)電流的磁效應(yīng)，初步了解電和磁之間有某種聯(lián)系。
（2）知道通電導(dǎo)體周圍存在著磁場(chǎng)，通電螺線管的磁場(chǎng)與條形磁鐵相似。
（3）會(huì)判斷通電螺線管兩端的極性或通電螺線管的電流方向。
2．過(guò)程和方法
（1）觀察和體驗(yàn)通電導(dǎo)體與磁體之間的相互作用，初步了解電和磁之間有某種聯(lián)系。
（2）探究通電螺線管外部磁場(chǎng)的方向與電流方向的關(guān)系。
3．情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過(guò)奧斯特的圖片、事跡介紹，感悟奧斯特善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，勇于進(jìn)行科學(xué)探索的精神；通過(guò)體驗(yàn)電和磁之間的聯(lián)系，形成樂(lè)于探索自然界奧秘的習(xí)慣。
【課程資源】
教具準(zhǔn)備：電腦平臺(tái)、實(shí)物投影儀、學(xué)生電源、螺線管演示器、小鐵釘、長(zhǎng)直導(dǎo)線一根、干電池3節(jié)（帶電池座）、小磁針4個(gè)、導(dǎo)線若干、多媒體課件、鐵屑、紙杯（內(nèi)裝 9 V 電池、小電磁鐵組成的電路）。
學(xué)具準(zhǔn)備：鐵釘、鉛筆（或木筷）、鐵屑一小包、小磁針?biāo)膫�(gè)、長(zhǎng)直導(dǎo)線一段、干電池三節(jié)（帶電池座）、塑料圓筒一個(gè)、導(dǎo)線若干。（分12個(gè)學(xué)習(xí)小組）
【教學(xué)流程圖】
魔術(shù)引入課題──探究奧斯特實(shí)驗(yàn)──介紹奧斯特實(shí)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行物理史教育──由現(xiàn)象設(shè)疑，如何增強(qiáng)通電導(dǎo)體的磁場(chǎng)──學(xué)生探究活動(dòng)：纏繞螺線管──學(xué)生探究活動(dòng)：檢驗(yàn)螺線管通電后產(chǎn)生磁場(chǎng)──學(xué)生探究活動(dòng)：探究螺線管的磁場(chǎng)分布──學(xué)生探究活動(dòng)：探究改變螺線管磁場(chǎng)的方法──師生探討得出安培定則──學(xué)生課堂練習(xí)──知識(shí)回顧──布置作業(yè)。
【教學(xué)過(guò)程】
一、創(chuàng)設(shè)情景，引入新課（創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣和求知欲）
教師：上課之前，老師先給大家表演一個(gè)魔術(shù)──紙盒吸鐵，然后提問(wèn)學(xué)生：此盒中可能是什么？你猜想的依據(jù)是什么？
教師斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，再去接觸鐵屑，由不能吸引鐵屑引起學(xué)生思維沖突，此時(shí)教師將紙盒打開(kāi)，讓學(xué)生明白，剛才產(chǎn)生的磁可能跟電有關(guān)。
二、探究新課，釋疑解惑（經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程，獲得相關(guān)知識(shí)和積極的情感體驗(yàn)）
1．探究奧斯特實(shí)驗(yàn)──通電導(dǎo)體周圍有磁場(chǎng)
教師提問(wèn)：我們?cè)鯓优袛嘁粋�(gè)物體是否具有磁性呢？
學(xué)生回答：看他能否吸引鐵屑。利用磁體間的相互作用來(lái)檢驗(yàn)。
教師：一個(gè)電池能吸引鐵屑嗎？我們?cè)鯓幼霾庞锌赡墚a(chǎn)生磁呢？
學(xué)生回答：要有電流……要形成一個(gè)電路，電路閉合才有電流。
教師：我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)什么樣的實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)?zāi)愕牟孪耄?/p>
小組討論后交流。
教師：根據(jù)學(xué)生所述對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行演示。
學(xué)生實(shí)驗(yàn)，并將觀察到的現(xiàn)象向全班交流。
過(guò)渡：其實(shí)我們今天研究的問(wèn)題早在1820年丹麥偉大的物理學(xué)家?jiàn)W斯特在一次偶然的實(shí)驗(yàn)中就發(fā)現(xiàn)了電和磁之間是有聯(lián)系的，他是怎樣做這個(gè)實(shí)驗(yàn)的呢？我們一起來(lái)看看視頻吧！
2．播放奧斯特實(shí)驗(yàn)的操作方法。對(duì)學(xué)生進(jìn)行物理學(xué)史的教育
教師提問(wèn)：看了這個(gè)實(shí)驗(yàn)后，大家覺(jué)得與我們剛才做的實(shí)驗(yàn)相比，有哪些不同嗎？
視頻中的小磁針偏轉(zhuǎn)的角度那么大，而我們實(shí)驗(yàn)的時(shí)候卻那么小，可能是什么原因形成的？
學(xué)生思考后回答。
教師：在實(shí)驗(yàn)中利用短路獲得較強(qiáng)的電流來(lái)增加磁性。在一般情況下是不允許的，在實(shí)際生活中我們用什么辦法來(lái)增強(qiáng)通電導(dǎo)體的磁場(chǎng)呢？
設(shè)置問(wèn)題過(guò)渡：
人們?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐中把導(dǎo)線彎成各種形狀，發(fā)現(xiàn)把導(dǎo)線繞成一圈一圈的螺線管狀，磁場(chǎng)就會(huì)強(qiáng)得多，這樣在生產(chǎn)生活中用途就大，下面我們也來(lái)制作一個(gè)螺線管，怎樣做呢？
3．探究通電螺線管的磁場(chǎng)
探究1：制作螺線管
教師：針對(duì)教材內(nèi)容演示螺線管的纏繞方法。
教師提問(wèn)：下面請(qǐng)同學(xué)們利用桌上的器材制作兩個(gè)螺線管，為了纏繞方便，請(qǐng)大家一個(gè)纏繞在鉛筆上，一個(gè)纏繞在鐵釘上，比一比，看誰(shuí)繞得即快又好。
教師：你認(rèn)為可能有幾種纏繞的方法？
學(xué)生制作螺線管教師巡查，學(xué)生展示。（對(duì)展示的予以肯定和鼓勵(lì)）
教師：你認(rèn)為可能有幾種纏繞的方法？
探究2：通電螺線管吸引鐵屑
教師：很好，大部分同學(xué)都非常成功地繞好了螺線管，下面請(qǐng)每個(gè)小組給螺線管通電，然后去吸引鐵屑，看哪一個(gè)螺線管吸引的鐵屑最多。
學(xué)生實(shí)驗(yàn)。教師巡查，不能吸引的小組討論解決，可以請(qǐng)其他小組的同學(xué)幫忙（通過(guò)吸引鐵屑的多少讓學(xué)生內(nèi)心明了用鐵釘?shù)膶?shí)際意義）。
探究3：通電螺線管外部磁場(chǎng)的分布情況
教師設(shè)問(wèn)：剛才同學(xué)們的探究已經(jīng)證實(shí)了通電螺線管能產(chǎn)生磁場(chǎng)，它的磁場(chǎng)以前研究的哪種磁體的磁場(chǎng)相似？說(shuō)出你的猜想及猜想的依據(jù)。
學(xué)生回答。
我們用什么方法來(lái)研究它的磁場(chǎng)分布情況呢？（教師播放幻燈片，讓學(xué)生通過(guò)對(duì)比找出判定辦法。）
教師：要求學(xué)生按照教材圖示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并在圓圈中畫出小磁針，把小磁針的N級(jí)涂黑。
教師：演示用鐵屑研究螺線管磁場(chǎng)分布的實(shí)驗(yàn)。
教師將用鐵屑做的演示螺線管磁場(chǎng)的分布投影到銀幕上并播放螺線管的磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)對(duì)比圖，引導(dǎo)學(xué)生分析通電螺線管的磁場(chǎng)形狀。即：通電螺線管外部的磁場(chǎng)與條形磁體的磁場(chǎng)相似。
探究4：通電螺線管的極性與電流方向的關(guān)系
教師提問(wèn)：如何改變螺線管的極性？
引導(dǎo)學(xué)生思考：在電路不變的情況下，將螺線管掉頭，看看螺線管中哪些因素發(fā)生了變化？
學(xué)生：實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)自己的判斷是否正確。
教師：我們知道通電螺線管兩端的極性跟螺線管中的電流方向有關(guān)，有什么樣的關(guān)系？我們能不能找到一種判定的方法呢？（出示投影），下面請(qǐng)大家看畫面中螞蟻和猴子是怎么說(shuō)的，我們能否受到某種啟示呢？
學(xué)生合作學(xué)習(xí)：學(xué)生看螞蟻和猴子說(shuō)的話，小組討論。
教師給予適當(dāng)提示：如果我們自己沿著電流方向走，北極在哪一邊？你能用右手來(lái)概括通電螺線管的北極與電流方向的規(guī)律嗎？
教師：偉大的物理學(xué)家安培通過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)在我們的右手上找到了規(guī)律，人們?yōu)榱思o(jì)念他，把他總結(jié)的規(guī)律規(guī)定為安培定則下面我們來(lái)一起學(xué)習(xí)一下吧！
安培定則：右手握螺線管，讓四指彎向螺線管中電流的方向，則大拇指所指的那一端就是通電螺線管的N極。并教會(huì)學(xué)生安培定則歌：右手握住螺線管，四指順著電流轉(zhuǎn)，拇指指向N極端。出示投影，讓學(xué)生熟記安培定則歌。
學(xué)生練習(xí)：將長(zhǎng)直鋁導(dǎo)線纏繞在黑色的膠管上，假設(shè)電流從螺線管的左流入右流出，應(yīng)該怎樣判斷？如果電流從螺線管的右邊流入左邊流出呢？再改變螺線管的纏繞方向試試看？
教師投影，檢驗(yàn)學(xué)生掌握情況。
三、交流小結(jié)、隨堂練習(xí)、總結(jié)評(píng)估（幫助鞏固知識(shí)，讓物理走向應(yīng)用、走向社會(huì)）
1．今天你學(xué)到了哪些知識(shí)？你有哪些新的體會(huì)。
2．布置作業(yè)：
（1）反饋練習(xí)：動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理：①②③
（2）知識(shí)拓展：研究你家或附近住宅樓的電動(dòng)門是如何工作的，主要靠什么控制門鎖。進(jìn)一步幫助學(xué)生理解通電螺線管在生活中的應(yīng)用。
（3）走進(jìn)生活：研究牽牛花、菜豆的莖纏繞的方向與生長(zhǎng)的方向之間的關(guān)系。觀察葡萄、絲瓜的卷須的纏繞方向與生長(zhǎng)的方向之間的關(guān)系。看看與我們研究的磁場(chǎng)與電流方向之間有沒(méi)有某種聯(lián)系。
【板書設(shè)計(jì)】
第三節(jié) 電生磁
一、電流的磁效應(yīng)
1．通電導(dǎo)體周圍存在磁場(chǎng)。
2．磁場(chǎng)的方向跟電流的方向有關(guān)。
二、通電螺線管的磁場(chǎng)
1．通電螺線管外部的磁場(chǎng)與條形磁體的磁場(chǎng)相似。
2．通電螺線管兩端的極性跟螺線管中電流的方向有關(guān)。當(dāng)電流的方向變化時(shí)，通電螺線管的極性也發(fā)生改變。
3．安培定則歌──右手握住螺線管，四指順著電流轉(zhuǎn)，拇指指向 N 極端。
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