由“纸上谈兵”转变为“实战演练”的尝试

来源:用户上传      作者: 冯全霞

　　中图分类号：G633.7 文献标识码： C 文章编号：1672-1578（2015）02-0260-02
　　案例背景
　　“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”。
　　初中物理是九年义务教育必修的一门课程，而这门课程又是一门以实验为基础的学科。以前一些老师为了应付考试，把物理课中的实验变为了讲实验、看实验、背实验及做实验题目。随着信息技术的快速发展，物理教学中还出现了以多媒体替代动手操作的现象；本该是学生实验的，被一些教师当作演示实验简单向学生演示草草了事。现行的物理新教材，为了培养学生的动手能力、观察能力和思维能力，还专门配了一本关于学生实验的学习活动卡，最大限度地为学生营造优良的物理学习环境。
　　从心理学的角度讲，体验是人类的一种心理感受，只有以体验为前提，才能有效地进行认识活动。比如，同样是记忆，未曾经历体验过的记忆犹如过客，而在体验基础上的记忆则如同经过消化后摄取的营养。而教育者的任务，恰恰不单纯是让学生知道某个问题，记住某个结论，而是创造条件让学生去体验某种事实、体验某个问题、体验某项过程、体验某一结论。成功的体验会使学生增强信心，失败的体验对于学生也同样重要。
　　于是，在物理教学上，我就不断地进行尝试。有条件对学生进行实战演练的，绝不只是纸上谈兵。在这种尝试中我也深深地感受到了实战演练带给学生们的冲击和震撼。
　　案例呈现
　　课题： 8.2电流的磁场 （上海教育出版社 初中物理 九年级第二学期）
　　课型：新授课
　　教学目标：
　　1、知识与技能
　　（1）知道电流周围存在磁场。
　　（2）理解右手螺旋定则，并会用它来判断通电螺线管的磁极或通电螺线管上的电流方向。
　　2、过程与方法
　　（1） 经历通电螺线管的磁场分布情况的实验探究过程，体会实验在得出科学规律中的重要作用。
　　（2）通过观察实验现象，归纳实验结论的过程，提高学生研究物理问题的能力。
　　3、情感、态度与价值观
　　（1）通过探究实验，增强协作意识，养成勇于质疑、大胆想象和尊重事实的科学态度。
　　（2）通过根据通电螺线管的磁极判定电流方向或根据电流方向确定通电螺线管的磁极的练习，提高学生的识图、作图能力和空间想象能力。
　　教学重点难点
　　重点：电流的磁场。
　　难点：右手螺旋定则的使用。
　　教具准备：
　　教师演示器材：电脑、实物投影、直导线、空心圆柱体、通电螺线管、干电池4节、电键、小灯泡、导线、铁屑、条形磁铁、小磁针8个。
　　学生分组实验器材：电源（干电池4节）、电键、小灯泡、连接导线若干、直导线、空心圆柱体、铁屑、小磁针8个、通电螺线管。
　　教学过程：
　　引入新课
　　情景Ⅰ
　　提出问题：当把小磁针放在磁体的周围时，观察到什么现象？其原因是什么？（创设问题情境，激活学生思维）
　　学生思考并回答
　　现象：小磁针发生偏转。
　　原因：因为磁体周围存在着磁场，小磁针受到磁场的磁力作用而发生偏转。
　　情景Ⅱ
　　魔术：听话的小磁针（巧设魔术情境，激发学生探究欲望）
　　我在讲台上放了一个小磁针，小磁针周围没有磁体，然后我神秘地告诉同学说这个小磁针非常听话，我想让小磁针朝哪个方向转它就朝哪个方向转。（其实直导线和两节干电池及连接导线被隐藏在小磁针的后面，只有一根导线的一端没有和直导线连接，其他的都是连接好的）。
　　学生很质疑却又非常期待：真的吗？
　　这时，我将没接的鳄鱼夹导线接在了直导线的另一端。用一只手就可完成这一动作，而另一只手还故作玄虚地表现出让小磁针听话的样子。
　　果不其然，学生看到小磁针转动的方向跟我说的是一样的。在学生唏嘘不已时，我已把接在电源上的两根导线换了一下位置。接着，我又很神气地说，“我还可以让它朝跟刚才相反的方向转哦”，这时候大多数同学都相信并静静地等待着见证奇迹的时刻。当然看到小磁针正如我所说的那样转了，学生们沸腾了。好奇心促使他们很想知道为什么？这时候我便抛出了下面的问题，也就此揭开了新课的序幕。
　　提出问题：小磁针周围没有磁体，小磁针为什么也发生了转动？
　　学生思考并回答
　　回答一：小磁针周围虽然没有磁体，可能存在着能产生磁场的物质。
　　回答二：小磁针周围虽然没有磁体，但可能存在着能产生磁力的物质。
　　老师小结：通过以上同学的回答，就说明小磁针周围虽然没有磁体，但有相当于磁体的物质存在，它也可以产生磁场，对小磁针产生了磁力的作用。
　　魔术揭秘：
　　（把隐藏的东西展示给大家看），原来小磁针周围虽然没有磁体，但却有一根直导线，而且直导线被通了电。直导线把电源给短路了，通过直导线的瞬时电流很大。那么也就是说通了电的直导线周围产生了磁场。
　　新课学习
　　学生活动Ⅰ 重温奥斯特实验（创设实验情境，引导学生进行有目的、有方向的体验）
　　实验注意事项：
　　1、长直导线要南北方向放置。（排除地磁场的影响）
　　2、小磁针放在导线正下或正上方，电流要尽量的大（效果更明显）
　　[说明]
　　由于地磁场的存在，要使磁针明显偏离原来方向，导线中必须通较强的电流，这样强的电流一般可以采取触接电池两极引起短路获得。因此，实验相当于电源外部短路，长时间通电，电源将受到损坏，所以，只要看清小磁针的位置，就应立即断开电源，以免损坏电源。
　　[步骤] 　　1.将小磁针平行放置在导线下方，导线通电时磁针发生偏转。
　　2.切断电流时，磁针又回到原位。
　　3.改变电流方向，磁针向相反方向偏转。
　　4.切断电流时，磁针又回到原位。
　　结合简单的物理学史以小故事的形式介绍奥斯特当年发现电流周围存在磁场的情况。并对学生进行情感、态度、价值观的教育，告诉学生“机遇总是青睐有准备的头脑”。
　　一、奥斯特实验说明：
　　1.通电导线周围存在磁场。
　　2.通电导线周围的磁场方向和电流的方向有关。
　　学生活动Ⅱ 实验探究“通电螺线管的磁场情况”。（围绕目标，实施探究）
　　用ppt展示工厂中电磁起重机工作的场景图片，介绍核心部件，通电螺线管。
　　演示：螺线管的绕制方法
　　学生操作：绕制螺线管
　　提出问题：通电螺线管的磁场情况会是怎样的呢？
　　磁场是一种既看不见又摸不着的物质，怎样让磁场现身呢？
　　友情提示：
　　同学回忆条形磁铁的磁场，磁感线可以描述磁场，而小磁针或铁屑粉可以形象直观地显示磁场情况。
　　学生分组实验：探究“通电螺线管的磁场情况”。
　　在探究过程中出现了一个问题，如何在电路中既要有较大的电流，又不要电源短路。后来学生经过热烈讨论得出，在电路中串联一个电阻小一点的小灯泡，便可解决以上问题。
　　当学生用铁屑粉探究出通电螺线管周围磁场情况跟条形磁铁情况相似时，他们脸上洋溢的兴奋与激动令人难忘。
　　实物投影比较用铁屑粉探究的通电螺线管与条形磁铁的磁场，并用多媒体展示这两种磁场的图片，清晰地得到结论。
　　二、通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场相似；通电螺线管的磁场方向跟电流方向有关。
　　提出问题：既然通电螺线管的磁场方向跟电流方向有关，那么它们之间是什么关系呢？
　　学生带着问题用小磁针激情满怀地来探究
　　学生活动Ⅲ
　　探究通电螺线管周围的磁场方向跟电流方向之间的关系。（针对目标探究规律）
　　探究活动在愉悦的、积极的气氛中进行着。
　　用flash动画展示通电螺线管电流变化与磁极变化之间的关系，从而引出右手螺旋定则。
　　三、安培定则（右手螺旋定则）：
　　判定方法：用右手握住通电螺线管，让弯曲的四指指向电流的方向，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的北极（即通电螺线管内部的磁场方向）。
　　课堂练习（加强理解）
　　利用练习帮助学生更好地学会使用右手螺旋定则。
　　用ppt展示给同学
　　小结（突出本节重点内容）
　　1、强调“猜想――实验――进一步猜想――再实验――归纳总结”的研究问题的方法
　　2、回顾奥斯特实验、通电螺线管周围的磁场情况及安培定则
　　3、通过本节课的学习，你有哪些收获？还有哪些疑问？
　　分别叫几位同学来完成
　　作业布置（巩固知识）
　　1、有针对性小练习一份
　　2、用给定的配套材料（漆包线、线架框、铁芯），
　　探究通电螺线管磁性的强弱，看谁的通电螺线管能
　　吸起更重的铁钉。
　　板书设计：（突出重点，内容简洁明了）
　　8.2.2 电流的磁场Magnetic field of current
　　一、奥斯特实验表明：
　　1.通电导线周围存在磁场。
　　2.通电导线周围的磁场方向和电流的方向有关。
　　二、通电螺线管
　　1、螺线管：用导线绕成的螺旋形线圈叫做螺线管。
　　2、通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场相似；
　　通电螺线管的磁场方向跟电流方向有关。
　　三、安培定则（右手螺旋定则）：
　　1、作用：判定电流方向与磁极方向之间的关系
　　2、判定方法：用右手握住通电螺线管，让弯曲的四指指向电流的方向，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的北极（即通电螺线管内部的磁场方向）。
　　案例说明：
　　奥斯特发现电流周围存在磁场的实验是初中阶段比较重要的一个实验。由通电螺线管周围的磁场情况得到的安培定则对学生来说又是一个难点。学习活动卡上将这两个实验安排为演示实验，但为了增加学生的体验，启发学生的思维，提高学生的动手操作能力，我经过思考把这节课变成了以学生体验为主的实验教学。
　　为了加深印象并激发兴趣，我用“小魔术”――听话的小磁针来引入新课。接着提问：小磁针为什么会动？让学生猜测并找原因，再进行魔术揭密，引出新课。接着展示奥斯特实验的实物图，师生共同讨论该实验的注意事项，学生亲自体验奥斯特实验并分析归纳得出结论：电流周围存在磁场。教师结合简单的物理学史以小故事的形式介绍奥斯特当年发现电流周围存在磁场的情况。并对学生进行情感、态度、价值观的教育，告诉学生“机遇总是青睐有准备的头脑”。
　　磁场是一个非常抽象的概念，通电螺线管周围的磁场是怎样的？我先提出问题并引导学生回忆条形磁铁的磁场情况，磁感线可以描述磁场，而小磁针或铁屑粉可以形象直观地显示磁场情况。在老师的点拨下，学生有方向性地去探究任务，用铁屑粉、小磁针等这些直观的物体，把看不见的磁场显示出来。通过亲身体验，学生归纳得出通电螺线管的磁场与条形磁体的磁场相似，通过实验也得出通电螺线管周围的磁场与电流方向之间的关系。学生通过活动、探索及老师的点拨发现通电螺线管周围的磁场与电流方向之间满足右手螺旋定则，从而引出安培定则。在经历科学探究的过程中，学生在尝试中体验，在成败中思考，在过程体验中提升了各种能力。
　　在探究通电螺线管的磁场情况的实验电路中，学生自己讨论后得出电路中可串联一个灯泡，这样他们便可通过灯泡的亮与灭来判断电路中电流的有无，也与教材中不允许电路短路相吻合；这样做的好处既符合中学生的认知发展水平，使学生的思维能力平稳地由形象思维向抽象思维过渡；也增加了可视性，有利于教师对班级的调控。
　　事实证明：这样一堂课学生思维活跃，学生探索实验的主动性和积极性非常高，探究活动的效果非常明显，学生通过自己的努力得到的结论令他们自己非常开心。在实战演练中带给学生的各种思维的碰撞、心灵的震撼是让他们终身都难以忘怀的。
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