《几种常见的磁场》一课的教学设计

江苏省高中物理教

学设计

第五章第三节

江苏省宿迁中学：关雷

《几种常见的磁场》一课的教学设计

教育背景与设计理念

新一轮课程改革的基本理念之一就是在课程实施中倡导以“主动?探究?合作”为特征的探究性学习方式。为了在课堂教学设计以及以此为基础和前提下

实施的课堂教学中渗透探究性学习方式，<<普通高中物理课程标准（实验）>>强调指出：“高中物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考。通过多样化的教学方式，帮助学生学习物理知识与技能，培养其科学探究能力，使其逐步形成科学态度与科学精神。”

为了体现新课程所倡导的崭新的教学理念，我按照素质教育的要求、突破传统教学中“知识本位”的惯性，本着“以人为本”的教学思想，为此，我在设计（包括实施）中力图体现以下教学理念：一是以学生发展为本；二是比结论更重要的是过程；三是把思考还给学生。

学情分析：学生通过前面《静电场》整章的学习，已经对电荷周围的电场分布有了基本的掌握，在《磁场》前两节的学习，对磁感应强度也比较清楚，已经基本具备了学习这一节内容的必备知识。但对电流周围的磁场分布以及如何使用传感器研究磁感应强度这一知识点比较欠缺，在教学中需作出讲解。

教材分析：教材是落实课程标准、实现教学目标的重要载体，新教材的特点之一是“具有基础性、丰富性和开放性。”即学习内容是基础而丰富的，呈现形式是丰富而开放的。本节教材配有小实验，思考与讨论，简明扼要的文字说明，贴近生活的图片生动而形象，开阔眼界的科学漫步。教材对安培分子环流假说的表述比较浅，在处理时要将这部分内容情境化，将静态知识动态化，利于学生理解透彻。

教学用具：

教师的教具：电脑、投影屏幕；教学课件；磁传感器，学生分组实验器材10套（学生电源，通电直导线，环形导线，小磁针，铁屑，）等。

本节课教学目标：

1、知识与技能：

⑴知道用磁感线可以形象地描述磁场的方向，知道磁感线上任意一点的切线方向就是该点的磁场方向

⑵知道条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流和通电螺线管的磁感线分布情况

⑶会用安培定则判定直线电路、环形电流和通电螺线管的磁场方向

2、过程与方法：

通过安培定则的应用以及“叉”“点”概念的引入，培养学生的空间分析能力利用电场和磁场的类比教学，培养学生的比较推理能力

3、情感态度与价值观目标：

引入虚拟的磁感线教学，对学生进行物理问题变抽象为形象的方法论教育

本课教学重点难点：

1、教学重点：

知道条形磁铁、蹄形磁铁、直线电流、环形电流和通电螺线管磁感线分布情况

2、教学难点：

会用安培定则判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向

教学过程：

第一部分：导入新课

首先通过课件展示一张阿尔法磁谱仪的照片，因为学生没有见过所以给学生一疑问从而调动学生的好奇心。从心理学的角度来讲这是把学生从无意注意转移到有意注意上来，将学生引入新课的轨道。从国际空间站上有中国科学家研制的永磁体系统激发学生进一步探究磁场分布的兴趣，很自然引发学生思考生活中有哪些常见的磁体以及他们周围的磁场是如何分布的，使刚上课学生的注意力很快集中到所学习的内容，又能使学生产生深厚的兴趣和求知欲，引起学生积极的思维活动。磁铁在平时生活中比较常见，学生对条形磁铁，T行磁铁和U型磁铁这些名词并不陌生，通过图片给学生介绍生产生活中用到的各种磁体，必然会引起学生对变压器的极大兴趣，激发出学生对磁体周围磁场的分布的好奇心和求知欲，增强了感性认识，使本节教学更贴近学生的实际生活，体会到物理与生活的紧密联系，提高学习物理的兴趣。

第二部分：磁感应线

获得知识的过程是曲折的、充满矛盾的、活生生的、永无止境的过程，而不是平铺直叙、垂手可得。对于磁场，老师要引导学生回忆我们在学习电场的时候是如何用电场线来描述电场强度的，这个时候让学生思考一会在找学生站起来回答，在这个过程中教师适时补充

与完善。在此，对于学生的回答，老师可以把学生回答的内容写道黑板上。

第三部分：探究通电直导线周围磁场分布

过度设问：奥斯特发现电流的磁效应后，引导出电磁学的一系列新的发现。那么电流的磁场是如何分布的呢？对于这个问题很多同学通过看书也能回答上来，但眼神中明显流露出不确信。这时教师要引导学生进行实验。

在实验之前，老师要带领学生看一下桌子上面放有哪些实验器材，并且教师用一套器材简单的给学生演示一下，这样学生在接下来的实验中能更快更好的探究。同时教师用课件展示这个实验过程中需要注意的几个问题。这时必然会引发学生强烈的动手欲望，迫切的想利用眼前的实验来探究结果，引起猜测、探究的强烈愿望，使学生思维由置疑到质疑，达到学生思维的最优化。

学生分组实验探究

实验探究学生亲眼看到细铁屑反映了直导线磁场的分布：简单介绍实验器材，提出实验注意事项，设计实验方案、得出实验结论。通过实验不仅提高了学生的科学探究意识和能力，培养了相互合作的团队精神，享受到了成功的喜悦，增强了学习物理的兴趣，活跃了课堂气氛。

第四部分：探究安培定则

一个好的问题是开启学生思维的钥匙，是学生思维的源泉。教师要在教学的不同环节设置不同形式的问题。试探性的问题，可使学生学习的新知和原有的经验结合，利于知识的建构；过渡性问题，能承上启下，过渡自然，使学生的思维有连续性，不致造成思维的混乱。设置总结性的问题，不仅使学生解出正确答案，还知道了答案得出过程，培养学生的分类思想和归纳能力；发散性问题，使学生对概念和规律的认知在原有认知的基础上得以拓展，培养学生创造性解决问题的能力，因此，教学设计中精心设计问题对于学生的思维发展是十分重要的。

提出问题：同学们，你们在做实验的时候记下了电流的方向和磁感应线的方向，你们想过没有这两者之间有没有社么联系？要求学生推测并说出推测根据。面对问题学生展开了思考、猜想、讨论，积极地表达自己的想法，课堂气氛热烈，由于学生想法并不一致，很自然产生了动手探究，一见分晓的愿望，这时教师带领学生演示，同学们纷纷伸出自己的小手跟着老师比划起来，结果很明显。老师这时提出第二个问题：既然大家知道了电流方向和磁感应线方向之间的关系，那么你能不能画出来呢？这就引发第二轮的思考、讨论，从而得出变压器的可能的工作原理。

在丰富有趣的实验中，新旧知识得以重新整合，学生对直导线周围的磁场分布的认识有了新的提高，认识更完整、更清晰、更深刻。在这边还要向学生介绍什么是环形导线，为下面讲通电螺线管周围磁场分布埋下伏笔。接下来就可以引导学生探究环形导线的磁场分布规律，这个探究过程可以交给学生来完成，通过前面通电直导线的探究学生可以自己独立的探究环形导线的磁场分布规律。

通过实验学生得到了环形导线磁场分布的规律，至此班级气氛异常激动，喜悦之余，至此也未下一节讲解做好了有力的铺垫。

第五部分：利用磁传感器对磁场进行探究

前面的研究都是从定性的角度来模拟磁感线的分布情况，我们能否从定量的角度分析呢？随着信息技术的发展，我们已经可以用磁传感器通过计算机对磁场进行研究了。这就是一种磁传感器，可以测出的是沿其轴线的磁感应强度，并且还能大致确定磁场的方向。现在我们就用它来测量通电螺线管内不同位置的磁感应强度。

运用传感器把信号输入电脑这是很方便的办法，这也是区别与实验探究的更快捷的方法，学生要学会运用现代科技成果，这对于学生实验方法的提升也是个帮助。

第六部分：教学反思

这节教学设计有成功的地方，也还有值得改进的地方。成功的地方有以下几点：1、教学思路清晰，教学知识结构“磁感线”、“通电直导线周围磁场分布”、“环形导线周围磁场分布”，“安培定则”，“用传感器探究磁场”安排合理。2、教学方法多样，有集体教学、个别提问、小组讨论等；教学以问题为线索，层层深入、引人入胜，有设问、创设情景引发问题，以探究为手段，设计生动有趣的实验丰富激活课堂。3、教学特色：紧紧抓住主题、牢牢吸引学生，注重知识的温故而知新，包括提出问题能力、理论推断能力等多方面能力的培养，课堂和谐有序、思维活动活跃，以学生为主体，课内、课外成为一个有机的整体，目标意识强，体现新课程理念，符合新课程标准。亮点之处：1、大胆采用学生分组实验探究规律。2、整节课放的比较开，学生的主体与教师的主导充分得到了体现。不足之处：时间上有点紧，教学目标的达成不够充足。