人教版 (新课标)选修32 探究电磁感应的产生条件教案设计

探究电磁感应的产生条件教学设计

教学目标

    1.知识与技能

    理解电磁感应现象的本质。

    会应用感应电流产生的条件解释与电磁感应现象有关的问题。

操作研究电磁感应现象的实验，提高实验操作技能。

    2.过程与方法

   在探究“电磁感应现象”的过程中，初步学会“实验一分析一猜想一实验验证一归纳结论”的科学探究方法。

   在研究电磁感应现象本质的过程中，学习抽象与概括的思维方法.

   在收集关于“电磁感应现象”的历史资料的过程中，学习收集、处理信息的方法。

    3.情感态度与价值观

   了解法拉第发现电磁感应现象的过程，体会科学家探索自然规律的科学态度和科学精神。

   在探究电磁感应现象的过程中，体验成功的喜悦，体会合作的快乐。

教学重点和难点分析

    电磁感应现象的本质是这一节课的教学重点;从实验现象的多样性中抽象出电磁感应现象的本质是教学难点.

教学媒体

    电磁感应实验器材、计算机、网络、教科书。

教学过程设计

    1.创设问题情境，激发探究动机，引导学生发现问题

    这一节的教学建立在实验基拙上，可以结合学生原有认知结构，呈现多变的实验现象，创设问题情境，使得学生发现值得探究的问题。具体设计如下:

    【事件1】引导学生回忆初中学过的电磁感应知识:闭合电路的部分导体作切割磁感线运动，该回路中就有电流产生，并演示这一实验.

    【事件2】教师改变实验操作，加深学生的感性认识.方案如下:(1)磁铁不动，导体顺着磁感线运动;(2)导体不动，分别沿着磁感线方向和垂直于磁感线方向移动磁铁;(3)磁铁和导体同时运动(包括二者在垂直于磁感线方向上有相对运动和无相对运动);(4)把蹄形磁铁移走，换一个条形磁铁插入或拔出回路.学生面对多变的实验现象会发现并提出问题:为什么有的情况下，即使闭合电路的部分导体不作切割磁感线运动，回路中也产生电流呢?产生电流的本质原因是什么?

    【教学设计说明】通过改变初中物理的一个演示实验，为学生提供具体生动的感性材料，增强感性认识的同时，使得学生发生认知冲突，萌发探索、发现新知的欲望.

    2.构建知识平台，铺设探究之路

    【事件3】教师在演示实验的基拙上，利用多媒体模拟实验，让学生进一步观察比较各个实验现象，并提出一系列问题:在每一个实验过程中是什么发生了变化?磁场变了没有?回路变了没有(例如回路包围的面积是否有变化)?是否产生了电流?

    【事件4】把事先设计好的表格(见附录一中的表1)投到屏幕上，让学生针对一系列问题分组讨论，各抒己见.

    【事件5】待学生达成共识一一回路中产生电流时，有的回路所包围的面积发生了变化，有的回路所处的磁场发生了变化，教师进一步提出问题:上述各种直观的变化最终会引起哪一物理量发生变化?

    【教学设计说明】教师提出的问题能够启发学生将一系列变化与“磁通量变化”联系起来，从而将学生的认识引向深化.

    【事件6】学生联系磁通量的变化，进一步讨论各个实验现象的联系，寻找共性。

    【事件7】师生共同总结，达成共识:不论是导体运动，还是磁铁运动，或是二者同时运动，或是条形磁铁插入或拔出回路，都可以在回路中产生电流。回路中产生电流时，穿过它的磁通量都发生了变化，只是引起磁通量变化的原因不同，有的是由于回路面积发生变化，有的是回路所处的磁场发生变化。此时，学生已经能够把电流的产生与磁通量的变化联系起来，从而为下一步探究电磁感应现象的本质构建起知识平台。

表1感应电流产生条件分析表

【教学设计说明】学生发现问题后，教师若直接让学生独立探究，由于原有认知结构的局限和科学抽象思维能力水平不高，学生将遇到较大的困难.这就需要教师站在稍徽超前于学生智力发展的边界上，通过提问来引导学生探究.

    3.猜想与假设

    【事件8】学生提出问题:除了导体或磁铁运动可以引起回路的磁通量发生变化外，还有什么方法可以改变回路的磁通量?同时学生会猜想:只要穿过回路的磁通量发生变化，就能产生电流么?

    4.设计实验方案

    【事件9】学生分组设计改变穿过回路的磁通量的实验方案.

    【事件10】每个小组找一个中心发言人汇报本组设计的实验方案，师生共同讨论各组方案的合理性、可行性及存在的问题。

    【事件11】教师提供学习资源，例如校园网上教师制作的专题网页、有关网站、课本上有关的知识等让学生浏览，了解更多的方案，简单易行的可以借鉴.学生通过参考多种学习资料，最终形成自己的实验方案.

    【事件12】教师强调实验注意事项，提供必要的实验器材。

    【教学设计说明】“设计实验方案”是这一节教学需要突出的探究要素之一，教师应该鼓励学生设计出尽可能多的方案，不能仅局限于课本.每个小组设计出方案后，教师不要轻易给予肯定或否定，可以让学生亲自进行实验验证.对于课堂上不能实施的方案，教师可以在课外，为学生创造条件实施.

    5.进行实验与收集证据

    【字件13】学生设计记录表格，分组实验，观察和记录实验现象。在实验过程中，教师巡查，发现问题及时指导。

    6.分析与论证

    【事件14】教师提出认知任务一一寻找各个实验现象之间的联系，归纳出共性，得出产生感应电流的条件.

    【事件15】学生分组交流讨论，归纳探究结果.教师积极参与其中，认真倾听，给予指导.

    【事件16】待小组讨论完毕，教师组织学生进行小组间交流。每个小组找一个中心发言人汇报本组的探究结果，教师鼓励学生之间进行互评，并给予激励性评价。

    【事件17】师生共同总结:(1)部分导体作切割磁感线运动，回路中产生电流;导体不动，磁铁运动，使得导体相对磁场作切割磁感线运动时，回路中也有电流产生。这两种情况下，都是由于回路的面积发生了变化，从而导致穿过它的磁通量发生了变化。(2)磁体插入或拔出某一回路，该回路中产生电流;通过原线圈的电流发生变化，则副线圈中有电流产生。这两种情况下，都是由于回路所处的磁场发生了变化，从而使得穿过它的磁通量发生了变化.……分析归纳实验现象得出以下结论:不论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生。

    【教学设计说明】“分析与论证”也是这一节教学需要突出的探究要素之一鼓励学生交流讨论，分析多变的实验现象，发现共性，抽象出电磁感应现象的本质，在这一过程中，培养学生分析论证能力和交流合作能力。

    7.知识深化

    【事件18】师生共同讨论:电磁感应现象中能量的转化。

    【教学设计说明】引导学生从能量角度认识电磁感应现象，将新知识整合到原有认知结构中，使新旧知识建立联系.

    8.学习效果检测

    【事件19】教师使用多媒体投影或其它手段出示练习题，或提前将检测题发布在校园专题网上.

    【事件20】学生练习，并把存在的疑点当堂反馈给教师，或通过专题网提交给教师。

    【事件21】教师针对学生普遍存在的疑点给予解释，至于个别问题，教师课后利用专题网发送给学生或个别面谈。

    9.学生自评

    【事件22】在这一节课的终了，留出时间让学生自评。自评内容包括:这一节课你学到了哪些知识?最大的收获是什么?在探索电磁感应现象过程中你感受最深的是什么?学到了什么样的物理研究方法?

    【事件23】学生把自评通过校园网提交给教师或通过书面表达反馈给教师.教师结合课堂上所了解的学生的表现给予合理的评价，一并存入学生的成长记录文件夹或档案袋中。

    10.课外学习指导

    【事件24】布置课外作业一一要求学生在课外搜集有关法拉第发现电磁感应现象的历史资料和电磁感应现象在生产、生活中的应用实例，发布在校园网上实现资源共享或形成书面文字，同学之间交流讨论。

    【教学设计说明】学生在搜集资料的过程中，一方面，可以体会科学家探索自然规律的科学态度和科学精神，另一方面，可以认识物理学与实际生活的紧密联系.

    八、总结

    结合电磁感应现象的知识特点和学生的认知水平，教学设计着重突出了提出问题、猜想与假说、设计实验方案和分析与论证等4个探究要素。整个教学过程注重为学生创设发现问题与提出问题的情境;重视将教学活动建立在学生认知发展水平和已有的知识经验基础上，帮助学生建立新旧知识间的联系;强调学生学习过程是在教师引导下自我建构、自我生成的过程。