探究本地地磁场的教案设计

探究本地地磁场的教案设计探究本地地磁场的教学设计方案探究式教学，是一种以学生为主体，教师扮演引导者、协助者、促进者的角色，通过创设情境、促进协作、鼓励对话等手段，激发学生的主动性、积极性和创造力，最终实现对知识的深度理解和有效构建的教学模式。这种教学方法与现代教育理念和素质教育的创新精神高度契合，受到了教育界的广泛认可和重视。在学习完《电磁感应》这一主题后，我们选定了“探究本地地磁场”作为课题，并在探究式教学方面进行了一些有益的尝试。以下是对这次活动的简要回顾，同时也期待同行们的宝贵意见。课题确立：在准备“电磁感应现象”这一课时，我们思考了一个问题：磁生电的方式有哪些？而要实现这一目标，很大程度上取决于磁场的提供方式。常见的磁场来源包括磁体和电流产生的磁场。在查阅资料时，我们发现有教师利用地磁场来研究电磁感应现象。于是，我们进行了实验，让学生用导线做跳绳，通过灵敏电流计检测到跳绳时导线中确实产生了电流。这个实验不仅让学生大开眼界，也增添了乐趣，给我们留下了深刻印象。实验之后，有教师提出：能否测量出本地地磁场的强弱？我们意识到这可能颇具挑战性，因为在中学物理教学中鲜有人涉及这一问题。在几乎要放弃时，我们意识到这是一个极佳的探究课题。探究式教学强调过程而非结果，让学生体验科学探究的过程，其意义远超知识灌输。因此，我们决定将地磁场作为高二学生在学完《电磁感应》后的一个探究课题，并不强求结果的精确性，而是注重学生对探究方法的理解和科学素养的培养。我们设定了以下目标：1.通过探究让学生感受和认识地磁场；2.通过测量本地地磁场的磁感应强度，培养学生的实验操作能力、问题解决能力和综合应用能力；3.提高学生对磁场、电磁感应、运动学知识的理解能力；4.培养学生的创新精神和探究思维；5.通过探究地磁场的过程，培养学生学习物理的兴趣和自觉性。准备阶段：提前一周，我们要求学生搜集有关地磁场的资料，了解地磁场的特点、状况和分布，并查明本地（湖北兴山）的具体位置。探究阶段：一、认识地磁场各小组选派代表，通过投影仪或幻灯片展示搜集整理的资料，总结如下：⑴地磁场类似于一个巨大的条形磁体，其北极位于地理南极，南极位于地理北极；地磁南北极与地理南北极并不完全重合，存在磁偏角。⑵在地理南极，地磁场方向竖直向上；在地理北极，方向竖直向下；在赤道，方向由南向北水平；在南半球，方向由南向北斜向上；在北半球，方向由南向北斜向下。二、认识本地地磁场我们的家乡湖北兴山位于东经110.46°、北纬31.14°，因此地磁场方向是斜向下的。三、本地地磁场的测量方法及原理问1：如何测量本地地磁场的磁感应强度？答：只要测量出地磁场的水平分量和竖直分量，利用平行四边形定则即可计算出地磁场的大小和方向。问2：如何测量地磁场的水平分量和竖直分量？（学生讨论并回答）让金属导体在水平方向做匀速直线运动，连接灵敏电流计，读取感应电流大小，利用闭合电路欧姆定律和法拉第电磁感应定律计算出地磁场的竖直分量。原理：I=E/R=BLv/RB=IR/Lv问3：这种方法可行吗？（学生讨论）虽然原理可行，但实际操作难度较大，因为匀速直线运动难以精确实现。问4：如何改进？记录金属导体运动的最大速度和电流计的最大电流值，因为它们是一一对应的。问5：如何记录最大速度？如何让导体运动起来？学生讨论得出以下方法：让学生手持导体棒奔跑（不易测速）；用电动机驱动（不易测速）；放在摩托车上（速度可由速度表读取）。问6：摩托车应向哪个方向运动？（学生讨论）只要保证导体棒水平，摩托车水平运动即可。问7：如何测量地磁场的水平分量？受启发，让金属导体沿水平方向自由落体，测量高度，记录电流计的最大电流，电流与落地速度对应，从而计算出地磁场的水平分量。问8：金属杆只要水平自由下落可以吗？不行，必须沿东西方向自由下落，因为水平分量是由南指向北的。经过讨论和探究，我们找到了实验方案：通过将导体棒放在摩托车上测量竖直分量；利用自由落体运动测量水平分量（导体棒必须沿东西方向）。实验及数据整理阶段：在多方共同努力下，我们用一个下午的时间测得数据如下：1.测量竖直分量相关数据：导体长度L=5.27m（铜导线拉直固定在竹竿上）速度vxm=30km/h总电阻R=135Ω电流Im=10uA计算得出：By=3×10-5T2.测量水平分量相关数据：导体长度L=5.27m总电阻R=135Ω金属杆自由下落高度h=3.95m电流Im=15uABx=4×10-5T3.根据图1计算出本地地磁场的磁感应强度B=5×10-5T，方向与水平方向夹角α=37°。探究后的体验：本课题涉及知识广泛，跨越力学与电学两大板块，对学生能力要求高，特别是综合分析问题的能力。将书本知识应用于解决实际问题，是思维上的飞跃，是再创造的过程，激发了学生的创新精神。利用身边器材进行实验，体现了物理学科的朴实性，物理学并不总是深奥难懂，而是与生活紧密相连。学生亲自查找资料、设计方案、动手实验、处理数据，经历了完整的探究过程，增加了学习物理的兴趣；也锻炼了意志，体会到科学探究的曲折和成功的喜悦。从教学角度看，新一轮课改对教师理念的冲击巨大，如果不改变以教师为中心、忽视学生学习能动性的教学方法，不仅会被时代淘汰，更会被学生抛弃。在这次探究活动中，即使是物理基础较差或兴趣不浓的学生也表现出色，尽管他们未提出有效方法，但在实验中最为热心，探究结