《磁現象和磁場》教學設計

1、磁現象和磁場設計者：張山竹 張欣 張曉北 智彤彤一、概述· 選自：高中物理選修3-1 · 第三章 磁現象與磁場；所需課時：2課時· 學習內容：整節(jié)課主要側重要學生對生活中的一些磁現象的了解如我國古代在磁方面所取得的成就、生活中熟悉的地磁場和其他天體的磁場（太陽、月亮等），故本節(jié)課首先應通過學生自己總結生活中與磁有關的現象。· 這節(jié)課的價值以及學習內容的重要性：電流磁效應現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。二、教學目標分析1、知識與技能1）、讓學生自己總結

2、生活中與磁有關的現象，了解現實生活中的各種磁現象和應用，培養(yǎng)學生的總結、歸納能力。2）、通過實驗了解磁與磁、磁與電的相互作用，掌握電流磁效應現象。使學生具有普遍聯系事物的能力，培養(yǎng)觀察實驗能力和分析、推理等思維能力。3)、通過直觀的多媒體手段讓學生熟悉了解地磁場和其他天體的磁場及與之有關的自然現象。2、過程與方法1)、讓學生參與課前的準備工作，收集課外的各種磁有關的現象和應用。2)、在電流磁效應現象的教育中，本節(jié)課采用類似科學研究的方式，還原物理規(guī)律的發(fā)現過程，強調學生自主參與。3)、學生對物理現象進行分析、比較、歸納，采用老師與學生雙向交流感知現象下的物理規(guī)律的普遍聯系。3、情感態(tài)度價值觀1

3、)、對奧斯特的電流磁效應現象的教育中，要讓學生知道奧斯特的偉大在于揭示電和磁的聯系，打開了科學中一個黑暗領域的大門。也讓學生懂得看似簡單的物理現象在它發(fā)現的最初過程中是如何的艱難。2)、通過知識的學習，培養(yǎng)學生學科學、愛科學、用科學的精神，樹立起事物之間存在普遍聯系的觀點。通過學習中國古代對磁的應用，加強愛國主義教育。3)、強調學生通過自主參與類似科學研究的學習活動，獲得親身體驗，產生積極情感。三、學習者特征分析1、知識與技能：磁場的基本知識在初中學習中已經有所接觸，學生在生活中對磁現象的了解也有一定的基礎。2、過程與方法：通過實驗演示及講解讓同學了解磁場與磁現象。3、情感態(tài)度：學生對磁場在現

4、實生活中的應用是比較感興趣的，故通過多媒體手段讓學生能了解地磁場、太陽的磁場和自然界的一些現象的聯系（如黑子、極光等），滿足學生渴望獲取新知識的需求。四、教學策略選擇與設計1、這是磁場章節(jié)的第一節(jié)課，教學過程應重在顯示學生對磁這一知識的了解和對磁知識的生活的體驗。為此，本節(jié)課采用以問題為主線、實驗為基礎的教學策略。問題情景的創(chuàng)設，是思維的啟動點和切入口，而實驗是物理研究的理論支持。 2、電流磁效應的研究是本節(jié)課的重點，在設計中可讓學生自己討論研究的思想，在這基礎上再提出奧斯特的實驗及其研究過程中出現的困難。然后自然得過渡到磁場對電流的作用上來。 3、在天體磁場的教學中，本設計注意用多媒體手段，

5、將大量的圖片、影象資料傳遞給學生，讓學生了解中國古代對地磁的應用及其它天體磁場的認識，提高課堂的趣味性和教學效果。五、教學資源與工具設計一）課前調查、準備教師提出問題：1、你對生活中有關磁的現象和應用了解多少，能否舉出你所熟悉的一些現象和應用呢？任務：在課前請同學通過網絡去獲知磁有關的知識二）實驗演示，引入新課1、利用磁鋼堆硬幣積木。實施過程：在木凳的下方可事先藏一小塊磁鋼，在木凳的上方在磁鋼的磁化作用下可堆起四層高的硬幣積木。2、演示“磁懸浮”小實驗師：以上兩實驗的現象是如何出現的呢？具體的奧妙在那里呢？學生非常新奇，對實驗中出現的現象猜測各種原因，激起學生學習磁知識的興趣三）實驗探索、新課

6、教學師：在初中我們已接觸了一些磁有關的知識，生活中有哪些與磁有關的現象和應用？同學之間可互相討論。（因課前有準備，學生相對比較活躍，要充分把學生所知道的知識表述出來）師：對磁的認識和應用，早在我國古代就開始了多媒體投影補充說明磁有關的現象和應用：1、天然磁石（成分：Fe3O4）2、司南的照片東漢王充在論衡中寫道：“司南之杓，投之于地，其柢指南”3、磁懸浮列車上海磁懸浮列車專線西起上海地鐵龍陽路站，東至上海浦東國際機場,列車加速到平穩(wěn)運行之后，速度是430公里/小時。這個速度超過了F1賽事的最高時速，車廂里上下顛簸很小，左右搖擺得相對還大一些。4、飛鴿依靠地磁場識路等從學生最熟悉的磁知識著手，引

7、出磁的一些概念：磁鐵吸引鐵質物質5、實物投影指南針的指向磁性：磁體能吸引鐵質物體的性質磁極：磁體中磁性最強的區(qū)域。從中引出N、S極的定義。讓學生從磁鐵使鐵質物體磁化聯系到電能使鐵質物體磁化，從而來說明電與磁的關系，引出奧斯特電流磁效應現象。六、教學過程這一部分是該教學設計方案的關鍵所在。教師引導語：投影介紹奧斯特的生平實驗演示奧斯特的電流磁效應：教師說明：在奧斯特研究的最初，他受到力總是沿著物體連線方向這個觀念的影響，總是在沿電流的方向放置磁針，使磁針在導線的延長線上，均以失敗告終。1820年4月，在一次講課中，他偶然把導線沿南北放置在一個帶玻璃罩的指南針的上方，通電時磁針轉動了老師在此說明奧

8、斯特的生平和發(fā)現電流磁效應的歷程，讓學生知道每一次科學新發(fā)現是艱難的，需要付出的是前期不斷的努力和對科學的執(zhí)著、自信。實驗說明：通電導線會產生磁場，對磁針產生力的作用。提問：既然電流對磁鐵有力的作用，那么磁鐵是否也應該對通電導線有力的作用呢？學生回答：應該有。但可能有部分學生因沒有普遍聯系的觀點而不知如何進行邏輯推理。演示實驗：安培在此三個月后發(fā)現磁場對電流的作用提問：綜上所述，磁鐵與磁鐵的力，磁鐵和電流的力，它們是如何產生的呢？是通過什么去實現這力的作用呢？學生：磁場因磁場是一種抽象的物質，學生對其了解較少，故可能有一些疑問。多媒體演示磁場是力發(fā)生的媒介，讓學生對磁場的作用有更形象的理解。師

9、問：司南、信鴿傳書等都是利用了地磁場對它們的受力作用，那么地磁場是如何產生，又是如何分布的呢？同學們對此的了解有多少？（先請學生說說自己對此的認識，可分組討論，最后由代表發(fā)言）師：總結學生的觀點，后通過視頻說明：地磁場的分布及與地磁南北極與地理南北極的方向關系視頻介紹：地磁場形成的一種原因。投影介紹地磁場的衰減及其可能的原因介紹磁偏角的概念及其發(fā)現的實際意義指南針所指的南北（磁場的南北極）與地理上的南北極并不完全一致，兩者之間存在著偏角，即磁偏角。師指出：沈括在夢溪筆談中指出：“常微偏東，不全南也”。這是世界上最早的關于磁偏角的記載。師問：除了地球有磁場外，其他天體是否也有磁場呢？有些學生的課

10、外知識較廣，可請個別學生把自己對其他天體的磁場的認識闡述一下。師投影介紹：地球的磁場不是獨立的，太陽、月亮等天體都有磁場，并且太陽光、太陽黑子、極光形成都與太陽磁場有關。視頻介紹：太陽黑子的形成視頻介紹：太陽風、極光的形成原因教學過程流程圖“磁懸浮地球儀”引課介紹磁場與我們的生活密切相關明確磁場相關概念介紹物理學家奧斯特及研究思想學生實驗探究：電流的磁效應學生觀察實驗：電流與磁體的相互作用教師演示實驗：通電平行直導線相互作用 分析說明以上相互作用均是通過磁場產生，明確磁場的性質以及特點介紹地磁場的基本性質，觀看視頻，了解地磁場的保護作用教學反饋小結及作業(yè)布置7、 教學評價設計通過學生表現，對其

11、進行評價八、幫助和總結本教案設計保留了傳統教案的一些優(yōu)點，采用了問題討論式探究的模式，通過精心創(chuàng)設情景，一路與學生一起摸索，相互討論，得出結論，再引發(fā)新的問題，從而加深學生對磁場這一知識的理解和掌握。另外，這節(jié)課通過大量的圖片介紹古代和現代對磁的應用，了解我國古代在磁方面所取得的成就。并通過直觀的多媒體手段讓學生熟悉地磁場分布，使學生從中了解磁偏角的概念、讓學生能了解太陽的磁場和自然界的一些現象的聯系，如黑子、極光等，這不僅提高了學生知識面，還可以激發(fā)學生學習物理的興趣。在整節(jié)課中，充分尊重學生的思維發(fā)現，讓他們自主尋找問題的根源，注重情感教育和德育滲透教學過程教師活動學生活動設計意圖創(chuàng)設問題

12、情境，導入新課。老師做演示實驗，具有磁鐵的小車靠近磁鐵就會運動起來，不讓學生看到磁鐵，給學生猜想為什么小車會運動，從而導入新課。觀察顯現并且進行思考回答。目的是調動學生學習積極性。新課教學1、 回顧小學學習過的關于磁的知識。2、 讓學生通過實驗來回顧磁鐵的性質（條形磁鐵做實驗，用磁鐵吸引一個小實驗盒中的鐵、鋁、鎳、橡皮筋、鋼釘、大頭針等）提問：*磁鐵能吸引什么？*磁鐵各處的吸引力大小是否一樣？*鐵和鋼靠近磁鐵后有何性質，是否具有磁性？*指南針能指南北，實驗中看看磁鐵是否能指南北？3、歸納出磁性，磁極和磁化的概念。（也就是簡單的表面磁現象）4、指南針可以指南北，我們實驗中的磁鐵做出來的是不是在指

13、南北啊？做實驗指南北，該如何改進實驗器材？把磁鐵做成磁針，放在幾乎沒有摩擦力的支架上，紅端總是指向北方，叫做北極，白端總指向南方，叫做南極。5、引導學生思考為什么指南針能指南北。 用指南針演示指南北，指南針指南北有條件：不受到別的外界因素的干擾。 用木棍和氣流來影響指南針，受到外界干擾后不能指南北，說明磁鐵周圍存在著物質干擾磁針，這種物質我們把它叫做磁場。磁場 磁針6、磁場看不見摸不著，該如何去研究磁場呢？類比于如何去研究風來研究磁場。打開電吹風做實驗，讓學生猜想風是向哪吹（利用自制的可以吹循環(huán)風教具），引入風向線的概念，以及使用風向線有什么好處。學生思考歸納得出研究風的方法。作用風布條推測同

14、理也可利用磁針來研究磁場作用磁場 磁針推測學生在老師引導下思考，由實驗回顧總結磁的一些簡單現象，從生活中如何去判斷風這種看不見的物質的經驗去考慮如何研究磁場這種看不見摸不著的物質。明確本節(jié)課的目的。試驗強化學生的認識，加深學生的思考，類比歸納使得學生由不同的現象中得出相似的研究方法，學會把無形的物質變得具體化。小組合作交流，實驗探究總結磁場的性質。1、以條形磁鐵為研究對象。老師先做演示實驗，在磁鐵周圍擺放小磁針，做小磁針指向實驗，磁鐵周圍存在著磁場，看到磁場總把磁針N極指向特定的方向，得出物理學規(guī)定的磁場方向：N極受力方向2、讓學生分組用條形磁鐵做實驗，將小磁針擺放在磁鐵周圍，畫出各個小磁針受

15、力方向（學生分配到的磁針有多有少，各不相同），老師在自己的演示板上將各點磁場方向連接起來，得出磁感線的概念（用來描繪磁場的曲線）。讓學生在自己的實驗板將磁感線也畫出來，看看能不能得到圓滑的磁感線，不能得到是什么原因（磁針太少）。3、越多的磁針，所畫磁感線就越精確，那么讓學生用鐵屑去代替磁針，來做將鐵屑均勻灑在磁鐵周圍的實驗（注意事項：鐵屑要從高處分散灑下，用手指輕敲擊演示板，讓鐵屑能夠充分運動），用一小磁針來辨明磁場方向，便可以得到磁感線的圖。用PPT展示得到的圖片（既有條形磁鐵也有蹄形磁鐵）。4、PPT比較條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁感線，看看有什么相同之處。得出結論：磁感線從N出S入。做幾個小練

16、習學會標注磁感線方向。 小結：任何兩條磁感線都不想交，磁感線只是幫助我們描述磁場，是假象的，實際并不存在，而磁場是實際存在的，磁場分布在磁鐵周圍的整個空間里。親自動手操作，得出磁場的性質，磁感線的概念，學會畫磁感線，知道磁感線的方向。讓學生自主探，給學生最大的自由度，培養(yǎng)學生的發(fā)散性思維，調動學生學習的積極性。通過實驗培養(yǎng)學生分析、歸納、總結的能力。地磁場學習了磁場的內容，再回頭看看一些簡單的磁現象。磁針在磁鐵周圍空間里不能準確的指南北，在沒有別的磁場干擾的空間里又能指南北，是不是說磁針就必須指南北啊？還是說有其他的磁場對它產生影響？如果有其他磁場對它產生影響，這個磁場只能夠是什么產生的？地球是一個巨大的磁鐵。用自制的有磁性的自制“地球儀”來讓學生思考探究，同時得出地理南極是地磁場北極的結論。由磁現象中的指南針一直指南北的問題進行思考，結合所學磁場知識得出地球存在地磁場，同時由現象得出地球南極是地磁場北極的結論。由知識去解釋現象，真正做到將知識化為己用。磁鐵的相斥相吸為何會