《磁通量》作業(yè)設(shè)計(jì)方案

《磁通量》作業(yè)設(shè)計(jì)方案一、作業(yè)設(shè)計(jì)的目標(biāo)這節(jié)關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁通量的知識(shí)可重要啦。作業(yè)設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)呢，首先是讓同學(xué)們搞清楚磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)概念，就像知道力的大小有個(gè)衡量標(biāo)準(zhǔn)一樣，磁感應(yīng)強(qiáng)度就是用來(lái)衡量磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的。其次呀，要讓同學(xué)們理解磁通量是怎么回事，它就像描述穿過(guò)某個(gè)面的磁感線的多少的一個(gè)量。最后呢，希望通過(guò)作業(yè)能讓同學(xué)們學(xué)會(huì)運(yùn)用這些知識(shí)去解決一些跟磁場(chǎng)相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題，比如說(shuō)計(jì)算在某個(gè)磁場(chǎng)中磁通量的大小啦，或者判斷磁場(chǎng)強(qiáng)弱之類的。我之前有個(gè)學(xué)生叫小明，他老是把磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁通量的概念搞混，覺(jué)得都是跟磁場(chǎng)有關(guān)的很抽象的東西。所以這節(jié)作業(yè)設(shè)計(jì)得好的話，像小明這樣的同學(xué)就能把這兩個(gè)概念分得清清楚楚，在解決磁場(chǎng)問(wèn)題的時(shí)候就不會(huì)一頭霧水啦。二、作業(yè)類型與內(nèi)容1、基礎(chǔ)型作業(yè)-概念鞏固-抄寫(xiě)課本上關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義，抄兩遍，并且用自己的話簡(jiǎn)單解釋一下。比如說(shuō)磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量，那同學(xué)們?cè)诔瓕?xiě)的時(shí)候就要把這個(gè)核心意思寫(xiě)出來(lái)。-填空：磁通量的計(jì)算公式是$\varPhi=BS\cos\theta$（其中$\varPhi$表示磁通量，$B$表示磁感應(yīng)強(qiáng)度，$S$表示面積，$\theta$表示磁場(chǎng)方向與平面法線方向的夾角），當(dāng)磁場(chǎng)方向與平面垂直時(shí)，磁通量$\varPhi=$______（答案：$BS$）。這能幫助同學(xué)們記住磁通量計(jì)算的關(guān)鍵公式。-簡(jiǎn)單計(jì)算-已知一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度$B=0.5T$，一個(gè)矩形線圈的面積$S=0.2m^{2}$，磁場(chǎng)方向與線圈平面垂直，求穿過(guò)這個(gè)線圈的磁通量。根據(jù)磁通量公式$\varPhi=BS$，同學(xué)們要算出磁通量是多少。（答案：$\varPhi=0.5\times0.2=0.1Wb$）這能讓同學(xué)們初步掌握磁通量計(jì)算的方法。2、拓展型作業(yè)-繪圖作業(yè)-讓同學(xué)們畫(huà)一個(gè)簡(jiǎn)單的磁場(chǎng)示意圖，在圖中標(biāo)出磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。就像畫(huà)箭頭表示磁場(chǎng)方向一樣，然后可以用不同的疏密程度表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。小明畫(huà)這個(gè)圖的時(shí)候，一開(kāi)始箭頭方向都畫(huà)錯(cuò)了，后來(lái)經(jīng)過(guò)糾正，他就畫(huà)得很好啦。通過(guò)這個(gè)繪圖作業(yè)，同學(xué)們能更直觀地理解磁感應(yīng)強(qiáng)度這個(gè)矢量的概念。-畫(huà)一個(gè)有磁場(chǎng)穿過(guò)的傾斜平面，標(biāo)注出面積$S$、磁場(chǎng)方向、平面法線方向，然后根據(jù)磁通量公式$\varPhi=BS\cos\theta$表示出磁通量。這可以加深同學(xué)們對(duì)磁通量概念中各個(gè)物理量關(guān)系的理解。-解釋現(xiàn)象-讓同學(xué)們解釋為什么在蹄形磁鐵兩極之間的磁場(chǎng)中，靠近磁極的地方磁感應(yīng)強(qiáng)度比較大。這就需要同學(xué)們聯(lián)系磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念，因?yàn)榇艠O附近磁場(chǎng)線比較密集，而磁感應(yīng)強(qiáng)度是描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量，磁場(chǎng)線密集的地方磁場(chǎng)強(qiáng)，也就是磁感應(yīng)強(qiáng)度大。這樣的作業(yè)能讓同學(xué)們學(xué)會(huì)運(yùn)用知識(shí)去解釋磁場(chǎng)中的常見(jiàn)現(xiàn)象。3、探究型作業(yè)-實(shí)驗(yàn)報(bào)告-布置一個(gè)探究影響通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度關(guān)系的小實(shí)驗(yàn)。讓同學(xué)們寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟、觀察到的現(xiàn)象等。小明和他的小組伙伴們?cè)谧鲞@個(gè)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)當(dāng)改變電流大小或者磁場(chǎng)強(qiáng)弱的時(shí)候，通電導(dǎo)線的受力大小會(huì)發(fā)生變化。最后要根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析磁感應(yīng)強(qiáng)度對(duì)通電導(dǎo)線受力的影響，這能培養(yǎng)同學(xué)們的動(dòng)手能力和探究精神。-例如：-實(shí)驗(yàn)器材：蹄形磁鐵、電源、導(dǎo)線、滑動(dòng)變阻器、小磁針、輕質(zhì)導(dǎo)線等。-實(shí)驗(yàn)步驟：-按照電路圖連接好電路，將輕質(zhì)導(dǎo)線放在蹄形磁鐵的磁場(chǎng)中，導(dǎo)線與磁場(chǎng)垂直。-閉合開(kāi)關(guān)，通過(guò)滑動(dòng)變阻器改變電流大小，觀察輕質(zhì)導(dǎo)線的擺動(dòng)幅度并記錄。-保持電流不變，改變蹄形磁鐵的磁場(chǎng)強(qiáng)度（可以通過(guò)改變磁鐵的間距等方法），再次觀察輕質(zhì)導(dǎo)線的擺動(dòng)幅度并記錄。-觀察到的現(xiàn)象：電流越大，輕質(zhì)導(dǎo)線擺動(dòng)幅度越大；磁場(chǎng)越強(qiáng)，輕質(zhì)導(dǎo)線擺動(dòng)幅度越大。-分析：根據(jù)$F=BIL\sin\theta$（$F$為通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力，$I$為電流，$L$為導(dǎo)線長(zhǎng)度，$\theta$為電流方向與磁場(chǎng)方向的夾角），當(dāng)$\theta=90^{\circ}$時(shí)，$F=BIL$，在其他條件不變時(shí)，$F$與$B$成正比，所以可以得出磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力越大。-調(diào)查報(bào)告-讓同學(xué)們調(diào)查一下生活中哪些地方用到了磁場(chǎng)以及和磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量相關(guān)的知識(shí)，比如發(fā)電機(jī)、變壓器等。然后寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單的調(diào)查報(bào)告，分析調(diào)查結(jié)果，說(shuō)說(shuō)這些知識(shí)在這些設(shè)備中的重要性。小明在調(diào)查發(fā)電機(jī)的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，發(fā)電機(jī)里的磁場(chǎng)強(qiáng)弱（也就是磁感應(yīng)強(qiáng)度）對(duì)發(fā)電效率有很大影響。通過(guò)這個(gè)調(diào)查作業(yè)，同學(xué)們能將課堂知識(shí)和生活實(shí)際聯(lián)系起來(lái)。三、作業(yè)難度分層1、對(duì)于學(xué)習(xí)能力較弱的同學(xué)-重點(diǎn)做基礎(chǔ)型作業(yè)。在概念鞏固方面，可以多給他們一些例子幫助理解，比如把磁感應(yīng)強(qiáng)度比作力氣大小，力氣大的人能對(duì)物體施加更大的力，磁感應(yīng)強(qiáng)度大的磁場(chǎng)對(duì)電荷或者電流的作用就強(qiáng)。在計(jì)算作業(yè)中，可以先讓他們把公式記住，多做一些簡(jiǎn)單的代入練習(xí)，允許他們?cè)谧龅臅r(shí)候參考課本公式。2、對(duì)于中等學(xué)習(xí)能力的同學(xué)-在完成基礎(chǔ)型作業(yè)的基礎(chǔ)上，要認(rèn)真做好拓展型作業(yè)。在繪圖作業(yè)中，要求線條清晰、標(biāo)注準(zhǔn)確；在解釋現(xiàn)象時(shí)，要能條理清晰地把原理說(shuō)清楚。3、對(duì)于學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)的同學(xué)-要高質(zhì)量地完成基礎(chǔ)型、拓展型作業(yè)，并且在探究型作業(yè)中有更深入的探索。在實(shí)驗(yàn)報(bào)告作業(yè)中，除了記錄基本的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果，還可以嘗試分析實(shí)驗(yàn)誤差產(chǎn)生的原因并提出改進(jìn)方法；在調(diào)查報(bào)告作業(yè)中，可以對(duì)這些設(shè)備中磁場(chǎng)相關(guān)知識(shí)的發(fā)展趨勢(shì)提出自己的看法。四、作業(yè)評(píng)價(jià)方式1、教師評(píng)價(jià)-對(duì)于基礎(chǔ)型作業(yè)，主要看概念抄得對(duì)不對(duì)，解釋得是否合理，填空是否正確。如果概念抄得工整又準(zhǔn)確，解釋也到位，就在作業(yè)后面寫(xiě)個(gè)“非常棒”。要是有錯(cuò)誤，就圈出來(lái)讓同學(xué)改正。在計(jì)算作業(yè)方面，檢查計(jì)算過(guò)程是否正確，公式運(yùn)用是否準(zhǔn)確。-對(duì)于拓展型作業(yè)，在繪圖作業(yè)中，評(píng)價(jià)圖形的準(zhǔn)確性、標(biāo)注的完整性。如果畫(huà)得特別好，像磁場(chǎng)方向箭頭都對(duì)，各個(gè)物理量標(biāo)注得很詳細(xì)，就給予表?yè)P(yáng)。在解釋現(xiàn)象作業(yè)中，看解釋是否完整、準(zhǔn)確。如果能把磁極附近磁感應(yīng)強(qiáng)度大的原理說(shuō)得很透徹，就給加分。-對(duì)于探究型作業(yè)，在實(shí)驗(yàn)報(bào)告作業(yè)中，評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的完整性、結(jié)果的準(zhǔn)確性以及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析的合理性。如果實(shí)驗(yàn)步驟詳細(xì)，結(jié)果正確，分析合理，就給予高度評(píng)價(jià)。在調(diào)查報(bào)告作業(yè)中，看調(diào)查數(shù)據(jù)是否真實(shí)、分析是否深入。如果能從調(diào)查數(shù)據(jù)中得出有意義的結(jié)論，并且對(duì)磁場(chǎng)知識(shí)的發(fā)展有獨(dú)特的見(jiàn)解，就給予肯定。2、學(xué)生自評(píng)-引導(dǎo)同學(xué)們對(duì)自己的作業(yè)進(jìn)行自我評(píng)價(jià)。在基礎(chǔ)型作業(yè)完成后，讓他們自己檢查概念有沒(méi)有抄錯(cuò)，計(jì)算有沒(méi)有失誤。在拓展型和探究型作業(yè)中，讓同學(xué)們思考自己的作業(yè)有沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)，比如繪圖有沒(méi)有把關(guān)鍵物理量標(biāo)出來(lái)，調(diào)查報(bào)告有沒(méi)有把問(wèn)題分析清楚。3、學(xué)生互評(píng)-組織同學(xué)們互相交換作業(yè)進(jìn)行互評(píng)。在互評(píng)過(guò)程中，同學(xué)們可以互相學(xué)習(xí)。比如在繪圖作業(yè)中，看到別人畫(huà)得好的地方，像磁場(chǎng)示意圖標(biāo)記得很規(guī)范，就可以學(xué)習(xí)。在調(diào)查報(bào)告作業(yè)中，也可以互相交流調(diào)查的方法和分析的思路。這樣能讓同學(xué)們從別人的作業(yè)中發(fā)現(xiàn)自己的不足，同時(shí)也能提高他們的合作意識(shí)。五、作業(yè)時(shí)間安排1、基礎(chǔ)型作業(yè)預(yù)計(jì)花費(fèi)30分鐘。這里面概念鞏固部分大概15分鐘，簡(jiǎn)單計(jì)算部分大概15分鐘。這樣同學(xué)們有足夠的時(shí)間去認(rèn)真抄寫(xiě)概念，仔細(xì)計(jì)算磁通量等問(wèn)題。2、拓展型作業(yè)預(yù)計(jì)花費(fèi)40分鐘。繪圖作業(yè)可能需要25分鐘左右，畢竟要畫(huà)得準(zhǔn)確、標(biāo)注得詳細(xì)是需要時(shí)間的。解釋現(xiàn)象作業(yè)大概15分鐘，同學(xué)們要組織好語(yǔ)言把原理說(shuō)清楚。3、探究型作業(yè)預(yù)計(jì)花費(fèi)60分鐘。實(shí)驗(yàn)報(bào)告作業(yè)需要比較多的時(shí)間，從準(zhǔn)備材料到做實(shí)驗(yàn)，再到記錄和分析，大概需要40分鐘。調(diào)查報(bào)告作業(yè)20分鐘，包括整理調(diào)查數(shù)據(jù)和撰寫(xiě)簡(jiǎn)單的報(bào)告。六、趣味創(chuàng)新作業(yè)1、游戲類作業(yè)-設(shè)計(jì)一個(gè)“磁場(chǎng)知識(shí)大闖關(guān)”的游戲作業(yè)。把同學(xué)們分成小組，每個(gè)小組輪流回答關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁通量的問(wèn)題，回答正確得一分，回答錯(cuò)誤不得分。問(wèn)題可以是像“已知$B=1T$，$S=0.3m^{2}$，$\theta=60^{\circ}$，求磁通量是多少”之類的。這個(gè)游戲可以讓同學(xué)們?cè)谳p松愉快的氛圍中復(fù)習(xí)磁場(chǎng)知識(shí)，同時(shí)也能鍛煉他們的團(tuán)隊(duì)合作能力。小明所在的小組在這個(gè)游戲中可積極了，為了贏得比賽，他們把知識(shí)點(diǎn)都復(fù)習(xí)得很透徹。2、情境類作業(yè)-創(chuàng)設(shè)一個(gè)情境：假如你是一個(gè)磁場(chǎng)研究實(shí)驗(yàn)室的研究員，你要向新入職的同事解釋磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁通量這兩個(gè)概念。同學(xué)們要寫(xiě)出解釋的內(nèi)容，包括用一些簡(jiǎn)單的例子來(lái)說(shuō)明。這可以讓同學(xué)們把抽象的概念用通俗易懂的方式表達(dá)出來(lái)，在有趣的情境中運(yùn)用知識(shí)。小明在這個(gè)作業(yè)里把磁感應(yīng)強(qiáng)度比作風(fēng)的強(qiáng)弱，把磁通量比作吹過(guò)某個(gè)窗戶的風(fēng)量，解釋得特別形象。七、知識(shí)整合作業(yè)1、制作思維導(dǎo)圖-讓同學(xué)們制作關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁通量這一章節(jié)的思維導(dǎo)圖。要把磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念、計(jì)算公式、影響因素，磁通量的概念、計(jì)算公式、與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系等都整理到思維導(dǎo)圖里。這樣可以幫助同學(xué)們建立知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，把零散的知識(shí)點(diǎn)整合起來(lái)。小明做的思維導(dǎo)圖可清晰了，他把磁感應(yīng)強(qiáng)度放在中心，然后用分支連接到磁通量等相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，還在旁邊寫(xiě)了很多注釋，把這一章節(jié)的知識(shí)都清楚地呈現(xiàn)出來(lái)了。2、案例分析-給出一些生活中的案例，比如電磁爐、磁懸浮列車等，讓同學(xué)們分析這些設(shè)備運(yùn)用了哪些關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁通量的知識(shí)。這能讓同學(xué)們學(xué)會(huì)從實(shí)際案例中提取磁場(chǎng)知識(shí)，加深對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用。小明在分析電磁爐的時(shí)候，詳細(xì)地說(shuō)明了電磁爐是利用交變磁場(chǎng)產(chǎn)生渦流，這里就涉及到磁場(chǎng)的強(qiáng)弱（磁感應(yīng)強(qiáng)度）等知識(shí)，做得非常好。八、個(gè)性化作業(yè)1、對(duì)于對(duì)數(shù)學(xué)感興趣的同學(xué)-除了常規(guī)的計(jì)算作業(yè)，可以讓他們推導(dǎo)一下$F=BIL\sin\theta$這個(gè)公式。讓他們從安培力的基本定義出發(fā)，通過(guò)力的分解等知識(shí)進(jìn)行推導(dǎo)。這樣可以發(fā)揮他們的數(shù)學(xué)特長(zhǎng)，同時(shí)也能加深他們對(duì)這個(gè)公式的理解。小明就很喜歡這個(gè)作業(yè)，他通過(guò)自己的推導(dǎo)，對(duì)這個(gè)公式的理解更深刻了。2、對(duì)于對(duì)寫(xiě)作感興趣的同學(xué)-可以布置一篇關(guān)于“如果沒(méi)有磁場(chǎng)，我們的世界會(huì)怎樣”的小作文。讓他們發(fā)揮想象，描述在沒(méi)有磁場(chǎng)的情況下，我們的地球、生物、科技等方面會(huì)受到哪些影響。小明在作文里寫(xiě)道，如果沒(méi)有磁場(chǎng)，候鳥(niǎo)可能就無(wú)法導(dǎo)航，地球的大氣層可能會(huì)被太陽(yáng)風(fēng)剝離，寫(xiě)得非常生動(dòng)。九、作業(yè)反饋與改進(jìn)1、定期收集同學(xué)們對(duì)作業(yè)的反饋。可以在課堂上留出幾分鐘時(shí)間，讓同學(xué)們說(shuō)說(shuō)做這些作業(yè)的感受，有沒(méi)有遇到什么困難，覺(jué)得哪些作業(yè)很有趣，哪些作業(yè)太難或者太簡(jiǎn)單。小明就提過(guò)，他覺(jué)得推導(dǎo)公式的作業(yè)很有挑戰(zhàn)性，但是很有趣，不過(guò)在做磁通量計(jì)算的時(shí)候有時(shí)候會(huì)忘記夾角的影響。2、根據(jù)同學(xué)們的反饋，及時(shí)調(diào)整作業(yè)內(nèi)容和難度。如果大部分同學(xué)覺(jué)得某個(gè)作業(yè)太難，就可以適當(dāng)降低難度，增加一些提示；如果同學(xué)們覺(jué)