《磁现象和磁场》教学设计

1、磁现象和磁场设计者：张山竹 张欣 张晓北 智彤彤一、概述 选自：高中物理选修3-1 第三章 磁现象与磁场；所需课时：2课时 学习内容：整节课主要侧重要学生对生活中的一些磁现象的了解如我国古代在磁方面所取得的成就、生活中熟悉的地磁场和其他天体的磁场（太阳、月亮等），故本节课首先应通过学生自己总结生活中与磁有关的现象。 这节课的价值以及学习内容的重要性：电流磁效应现象和磁场对通电导线作用的教育是学生树立起事物之间存在普遍联系观点的重要教学点，是学生在以后学习物理、研究物理问题中应有的一种思想和观点。二、教学目标分析1、知识与技能1）、让学生自己总结生活中与磁有关的现象，了解现实生活中的各种磁现象和

2、应用，培养学生的总结、归纳能力。2）、通过实验了解磁与磁、磁与电的相互作用，掌握电流磁效应现象。使学生具有普遍联系事物的能力，培养观察实验能力和分析、推理等思维能力。3)、通过直观的多媒体手段让学生熟悉了解地磁场和其他天体的磁场及与之有关的自然现象。2、过程与方法1)、让学生参与课前的准备工作，收集课外的各种磁有关的现象和应用。2)、在电流磁效应现象的教育中，本节课采用类似科学研究的方式，还原物理规律的发现过程，强调学生自主参与。3)、学生对物理现象进行分析、比较、归纳，采用老师与学生双向交流感知现象下的物理规律的普遍联系。3、情感态度价值观1)、对奥斯特的电流磁效应现象的教育中，要让学生知道

3、奥斯特的伟大在于揭示电和磁的联系，打开了科学中一个黑暗领域的大门。也让学生懂得看似简单的物理现象在它发现的最初过程中是如何的艰难。2)、通过知识的学习，培养学生学科学、爱科学、用科学的精神，树立起事物之间存在普遍联系的观点。通过学习中国古代对磁的应用，加强爱国主义教育。3)、强调学生通过自主参与类似科学研究的学习活动，获得亲身体验，产生积极情感。三、学习者特征分析1、知识与技能：磁场的基本知识在初中学习中已经有所接触，学生在生活中对磁现象的了解也有一定的基础。2、过程与方法：通过实验演示及讲解让同学了解磁场与磁现象。3、情感态度：学生对磁场在现实生活中的应用是比较感兴趣的，故通过多媒体手段让学

4、生能了解地磁场、太阳的磁场和自然界的一些现象的联系（如黑子、极光等），满足学生渴望获取新知识的需求。四、教学策略选择与设计1、这是磁场章节的第一节课，教学过程应重在显示学生对磁这一知识的了解和对磁知识的生活的体验。为此，本节课采用以问题为主线、实验为基础的教学策略。问题情景的创设，是思维的启动点和切入口，而实验是物理研究的理论支持。 2、电流磁效应的研究是本节课的重点，在设计中可让学生自己讨论研究的思想，在这基础上再提出奥斯特的实验及其研究过程中出现的困难。然后自然得过渡到磁场对电流的作用上来。 3、在天体磁场的教学中，本设计注意用多媒体手段，将大量的图片、影象资料传递给学生，让学生了解中国古

5、代对地磁的应用及其它天体磁场的认识，提高课堂的趣味性和教学效果。五、教学资源与工具设计一）课前调查、准备教师提出问题：1、你对生活中有关磁的现象和应用了解多少，能否举出你所熟悉的一些现象和应用呢？任务：在课前请同学通过网络去获知磁有关的知识二）实验演示，引入新课1、利用磁钢堆硬币积木。实施过程：在木凳的下方可事先藏一小块磁钢，在木凳的上方在磁钢的磁化作用下可堆起四层高的硬币积木。2、演示“磁悬浮”小实验师：以上两实验的现象是如何出现的呢？具体的奥妙在那里呢？学生非常新奇，对实验中出现的现象猜测各种原因，激起学生学习磁知识的兴趣三）实验探索、新课教学师：在初中我们已接触了一些磁有关的知识，生活中

6、有哪些与磁有关的现象和应用？同学之间可互相讨论。（因课前有准备，学生相对比较活跃，要充分把学生所知道的知识表述出来）师：对磁的认识和应用，早在我国古代就开始了多媒体投影补充说明磁有关的现象和应用：1、天然磁石（成分：Fe3O4）2、司南的照片东汉王充在论衡中写道：“司南之杓，投之于地，其柢指南”3、磁悬浮列车上海磁悬浮列车专线西起上海地铁龙阳路站，东至上海浦东国际机场,列车加速到平稳运行之后，速度是430公里/小时。这个速度超过了F1赛事的最高时速，车厢里上下颠簸很小，左右摇摆得相对还大一些。4、飞鸽依靠地磁场识路等从学生最熟悉的磁知识着手，引出磁的一些概念：磁铁吸引铁质物质5、实物投影指南针

7、的指向磁性：磁体能吸引铁质物体的性质磁极：磁体中磁性最强的区域。从中引出N、S极的定义。让学生从磁铁使铁质物体磁化联系到电能使铁质物体磁化，从而来说明电与磁的关系，引出奥斯特电流磁效应现象。六、教学过程这一部分是该教学设计方案的关键所在。教师引导语：投影介绍奥斯特的生平实验演示奥斯特的电流磁效应：教师说明：在奥斯特研究的最初，他受到力总是沿着物体连线方向这个观念的影响，总是在沿电流的方向放置磁针，使磁针在导线的延长线上，均以失败告终。1820年4月，在一次讲课中，他偶然把导线沿南北放置在一个带玻璃罩的指南针的上方，通电时磁针转动了老师在此说明奥斯特的生平和发现电流磁效应的历程，让学生知道每一次

8、科学新发现是艰难的，需要付出的是前期不断的努力和对科学的执著、自信。实验说明：通电导线会产生磁场，对磁针产生力的作用。提问：既然电流对磁铁有力的作用，那么磁铁是否也应该对通电导线有力的作用呢？学生回答：应该有。但可能有部分学生因没有普遍联系的观点而不知如何进行逻辑推理。演示实验：安培在此三个月后发现磁场对电流的作用提问：综上所述，磁铁与磁铁的力，磁铁和电流的力，它们是如何产生的呢？是通过什么去实现这力的作用呢？学生：磁场因磁场是一种抽象的物质，学生对其了解较少，故可能有一些疑问。多媒体演示磁场是力发生的媒介，让学生对磁场的作用有更形象的理解。师问：司南、信鸽传书等都是利用了地磁场对它们的受力作

9、用，那么地磁场是如何产生，又是如何分布的呢？同学们对此的了解有多少？（先请学生说说自己对此的认识，可分组讨论，最后由代表发言）师：总结学生的观点，后通过视频说明：地磁场的分布及与地磁南北极与地理南北极的方向关系视频介绍：地磁场形成的一种原因。投影介绍地磁场的衰减及其可能的原因介绍磁偏角的概念及其发现的实际意义指南针所指的南北（磁场的南北极）与地理上的南北极并不完全一致，两者之间存在着偏角，即磁偏角。师指出：沈括在梦溪笔谈中指出：“常微偏东，不全南也”。这是世界上最早的关于磁偏角的记载。师问：除了地球有磁场外，其他天体是否也有磁场呢？有些学生的课外知识较广，可请个别学生把自己对其他天体的磁场的认

10、识阐述一下。师投影介绍：地球的磁场不是独立的，太阳、月亮等天体都有磁场，并且太阳光、太阳黑子、极光形成都与太阳磁场有关。视频介绍：太阳黑子的形成视频介绍：太阳风、极光的形成原因教学过程流程图“磁悬浮地球仪”引课介绍磁场与我们的生活密切相关明确磁场相关概念介绍物理学家奥斯特及研究思想学生实验探究：电流的磁效应学生观察实验：电流与磁体的相互作用教师演示实验：通电平行直导线相互作用 分析说明以上相互作用均是通过磁场产生，明确磁场的性质以及特点介绍地磁场的基本性质，观看视频，了解地磁场的保护作用教学反馈小结及作业布置7、 教学评价设计通过学生表现，对其进行评价八、帮助和总结本教案设计保留了传统教案的一

11、些优点，采用了问题讨论式探究的模式，通过精心创设情景，一路与学生一起摸索，相互讨论，得出结论，再引发新的问题，从而加深学生对磁场这一知识的理解和掌握。另外，这节课通过大量的图片介绍古代和现代对磁的应用，了解我国古代在磁方面所取得的成就。并通过直观的多媒体手段让学生熟悉地磁场分布，使学生从中了解磁偏角的概念、让学生能了解太阳的磁场和自然界的一些现象的联系，如黑子、极光等，这不仅提高了学生知识面，还可以激发学生学习物理的兴趣。在整节课中，充分尊重学生的思维发现，让他们自主寻找问题的根源，注重情感教育和德育渗透教学过程教师活动学生活动设计意图创设问题情境，导入新课。老师做演示实验，具有磁铁的小车靠近

12、磁铁就会运动起来，不让学生看到磁铁，给学生猜想为什么小车会运动，从而导入新课。观察显现并且进行思考回答。目的是调动学生学习积极性。新课教学1、 回顾小学学习过的关于磁的知识。2、 让学生通过实验来回顾磁铁的性质（条形磁铁做实验，用磁铁吸引一个小实验盒中的铁、铝、镍、橡皮筋、钢钉、大头针等）提问：*磁铁能吸引什么？*磁铁各处的吸引力大小是否一样？*铁和钢靠近磁铁后有何性质，是否具有磁性？*指南针能指南北，实验中看看磁铁是否能指南北？3、归纳出磁性，磁极和磁化的概念。（也就是简单的表面磁现象）4、指南针可以指南北，我们实验中的磁铁做出来的是不是在指南北啊？做实验指南北，该如何改进实验器材？把磁铁做

13、成磁针，放在几乎没有摩擦力的支架上，红端总是指向北方，叫做北极，白端总指向南方，叫做南极。5、引导学生思考为什么指南针能指南北。 用指南针演示指南北，指南针指南北有条件：不受到别的外界因素的干扰。 用木棍和气流来影响指南针，受到外界干扰后不能指南北，说明磁铁周围存在着物质干扰磁针，这种物质我们把它叫做磁场。磁场 磁针6、磁场看不见摸不着，该如何去研究磁场呢？类比于如何去研究风来研究磁场。打开电吹风做实验，让学生猜想风是向哪吹（利用自制的可以吹循环风教具），引入风向线的概念，以及使用风向线有什么好处。学生思考归纳得出研究风的方法。作用风布条推测同理也可利用磁针来研究磁场作用磁场 磁针推测学生在老

14、师引导下思考，由实验回顾总结磁的一些简单现象，从生活中如何去判断风这种看不见的物质的经验去考虑如何研究磁场这种看不见摸不着的物质。明确本节课的目的。试验强化学生的认识，加深学生的思考，类比归纳使得学生由不同的现象中得出相似的研究方法，学会把无形的物质变得具体化。小组合作交流，实验探究总结磁场的性质。1、以条形磁铁为研究对象。老师先做演示实验，在磁铁周围摆放小磁针，做小磁针指向实验，磁铁周围存在着磁场，看到磁场总把磁针N极指向特定的方向，得出物理学规定的磁场方向：N极受力方向2、让学生分组用条形磁铁做实验，将小磁针摆放在磁铁周围，画出各个小磁针受力方向（学生分配到的磁针有多有少，各不相同），老师

15、在自己的演示板上将各点磁场方向连接起来，得出磁感线的概念（用来描绘磁场的曲线）。让学生在自己的实验板将磁感线也画出来，看看能不能得到圆滑的磁感线，不能得到是什么原因（磁针太少）。3、越多的磁针，所画磁感线就越精确，那么让学生用铁屑去代替磁针，来做将铁屑均匀洒在磁铁周围的实验（注意事项：铁屑要从高处分散洒下，用手指轻敲击演示板，让铁屑能够充分运动），用一小磁针来辨明磁场方向，便可以得到磁感线的图。用PPT展示得到的图片（既有条形磁铁也有蹄形磁铁）。4、PPT比较条形磁铁和蹄形磁铁的磁感线，看看有什么相同之处。得出结论：磁感线从N出S入。做几个小练习学会标注磁感线方向。 小结：任何两条磁感线都不想

16、交，磁感线只是帮助我们描述磁场，是假象的，实际并不存在，而磁场是实际存在的，磁场分布在磁铁周围的整个空间里。亲自动手操作，得出磁场的性质，磁感线的概念，学会画磁感线，知道磁感线的方向。让学生自主探，给学生最大的自由度，培养学生的发散性思维，调动学生学习的积极性。通过实验培养学生分析、归纳、总结的能力。地磁场学习了磁场的内容，再回头看看一些简单的磁现象。磁针在磁铁周围空间里不能准确的指南北，在没有别的磁场干扰的空间里又能指南北，是不是说磁针就必须指南北啊？还是说有其他的磁场对它产生影响？如果有其他磁场对它产生影响，这个磁场只能够是什么产生的？地球是一个巨大的磁铁。用自制的有磁性的自制“地球仪”来让学生思考探究，同时得出地理南极是地磁场北极的结论。由磁现象中的指南针一直指南北的问题进行思考，结合所学磁场知识得出地球存在地磁场，同时由现象得出地球南极是地磁场北极的结论。由知识去解释现象，真正做到将知识化为己用。磁铁的相斥相吸为何会发生