教科版九年級(jí)《磁場(chǎng)對(duì)電流的作用》的教學(xué)設(shè)計(jì)

陳開(kāi)福

摘 要：本教學(xué)設(shè)計(jì)通過(guò)探究磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用，知道通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的方向與電流方向和磁場(chǎng)方向有關(guān)，知道通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的大小與電流大小和磁場(chǎng)強(qiáng)弱有關(guān)。通過(guò)探究磁場(chǎng)對(duì)通電線圈的作用，掌握電動(dòng)機(jī)換向器的原理和作用。

關(guān)鍵詞：磁場(chǎng)；電流；方向；通電導(dǎo)體；通電線圈

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2015）2-0028-5

1 教材分析

《磁場(chǎng)對(duì)電流的作用》為教科版九年級(jí)第八章《電磁相互作用及應(yīng)用》第二節(jié)的教學(xué)內(nèi)容。本節(jié)知識(shí)是電學(xué)知識(shí)的延伸擴(kuò)展，通過(guò)磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電流的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，初步揭示了電和磁之間的聯(lián)系。本節(jié)主要講述磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線和通電線圈的作用，以及把這種作用應(yīng)用到生活中的典型實(shí)例——電動(dòng)機(jī)。教材從生活中的小電動(dòng)機(jī)出發(fā)引入教學(xué)，體現(xiàn)出物理來(lái)自于生活，又應(yīng)用于生活的學(xué)科特點(diǎn)。

2 學(xué)情分析

在學(xué)習(xí)本節(jié)知識(shí)之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了磁與電和電磁感應(yīng)現(xiàn)象的知識(shí)，對(duì)磁體間的相互作用規(guī)律、電流周圍存在著磁場(chǎng)、電與磁之間存在著一定的聯(lián)系以及發(fā)電機(jī)的原理等知識(shí)，已經(jīng)初步掌握。

3 設(shè)計(jì)思路

通過(guò)電動(dòng)機(jī)的實(shí)物展示，使學(xué)生密切聯(lián)系生活實(shí)際。再通過(guò)實(shí)驗(yàn)的展示，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察分析，把各知識(shí)點(diǎn)涉及的內(nèi)容、問(wèn)題展示給學(xué)生，以學(xué)生討論、分析解決問(wèn)題為主，通過(guò)學(xué)生活動(dòng)，把磁場(chǎng)對(duì)電流的作用規(guī)律有機(jī)地進(jìn)行歸納、串聯(lián)起來(lái)。最后，得出直流電動(dòng)機(jī)的工作原理，形成合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)系統(tǒng)整理歸納和提煉的能力，以及知識(shí)應(yīng)用的能力。

4 教學(xué)目標(biāo)

4.1 知識(shí)與技能

1.知道磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用，知道通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的方向與電流方向和磁場(chǎng)方向有關(guān)，知道通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的大小與電流的大小和磁場(chǎng)的強(qiáng)弱有關(guān)。

2.通過(guò)“探究磁場(chǎng)對(duì)通電線圈的作用”這一活動(dòng)，了解電動(dòng)機(jī)的工作原理和能量轉(zhuǎn)化。

3.了解直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造，了解電動(dòng)機(jī)在電器中的應(yīng)用，親歷探究過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。

4.知道電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，以及它在現(xiàn)代生產(chǎn)、生活中的廣泛應(yīng)用。

4.2 過(guò)程與方法

1.通過(guò)探究“磁場(chǎng)對(duì)電流的作用”，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析概括能力。

2.通過(guò)“動(dòng)手做”，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，鼓勵(lì)學(xué)生積極開(kāi)展小發(fā)明、小制作活動(dòng)。

4.3 情感、態(tài)度與價(jià)值觀

通過(guò)介紹電動(dòng)機(jī)的發(fā)展歷程和應(yīng)用，使學(xué)生了解科技進(jìn)步是人類社會(huì)進(jìn)步的巨大推動(dòng)力，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)、熱愛(ài)科學(xué)、關(guān)注科技進(jìn)步的良好科學(xué)素養(yǎng)。

5 教學(xué)重點(diǎn)

探究磁場(chǎng)對(duì)電流的作用規(guī)律，電動(dòng)機(jī)的工作原理。

6 教學(xué)難點(diǎn)

解決電動(dòng)機(jī)在工作過(guò)程中的換向問(wèn)題和制作小電動(dòng)機(jī)。

7 教學(xué)過(guò)程（見(jiàn)表1）

8 教學(xué)過(guò)程分析

結(jié)合本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，為了更好地實(shí)現(xiàn)本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)，筆者在本節(jié)課設(shè)計(jì)了三個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)：

8.1 創(chuàng)設(shè)情景，實(shí)物展示引入

利用各種電動(dòng)玩具和生活中的電風(fēng)扇、洗衣機(jī)等用電器的展示，揭示電動(dòng)機(jī)是這些用電器共有的部件，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。然后，提出“電動(dòng)機(jī)為什么可以轉(zhuǎn)動(dòng)”的問(wèn)題，誘發(fā)學(xué)生的探索欲望，從而引入新課，也引導(dǎo)學(xué)生從生活中去探索物理知識(shí)。

8.2 實(shí)驗(yàn)釋疑，合作探究

1）觀察電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)

通過(guò)電動(dòng)機(jī)的拆解（或多媒體、圖片等的展示），知道電動(dòng)機(jī)的主體是由磁體和線圈組成，為接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)探究奠定物質(zhì)基礎(chǔ)——磁體和導(dǎo)線。

2）觀察磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線的作用

首先，回顧馬蹄形磁體周圍的磁場(chǎng)的特點(diǎn)，組裝實(shí)驗(yàn)裝置，閉合開(kāi)關(guān)之前確定好磁場(chǎng)方向和即將通過(guò)的電流方向，閉合開(kāi)關(guān)后觀察通電直導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向。然后，提出問(wèn)題：如果想要直導(dǎo)線向相反的方向運(yùn)動(dòng)，應(yīng)如何操作？讓學(xué)生順著自己的思路進(jìn)行探究，探究結(jié)束后把觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行歸納總結(jié)。得出“磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用，力的方向與磁場(chǎng)方向和電流方向有關(guān)”的規(guī)律。這個(gè)環(huán)節(jié)通過(guò)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的探究意識(shí)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和分析歸納能力，突出教學(xué)重點(diǎn)。

3）觀察磁場(chǎng)對(duì)通電線圈的作用

通過(guò)問(wèn)題設(shè)置懸念，提出“通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力，如果導(dǎo)線是彎曲的又會(huì)如何？”的問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，使教學(xué)過(guò)程具有連貫性。然后，動(dòng)手探究，把線圈放在磁場(chǎng)中，觀察通電后的運(yùn)動(dòng)情況，得到“通電線圈能在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，但不能在磁場(chǎng)中持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)”的現(xiàn)象。這個(gè)環(huán)節(jié)延續(xù)上一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步思考和探究，體現(xiàn)出知識(shí)的連續(xù)性和延展性。

4）通電線圈在磁場(chǎng)中不能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的原因分析

通過(guò)多媒體和掛圖展示，分析通電線圈在磁場(chǎng)中的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，并分析不能連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的原因。通過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成追根問(wèn)底的習(xí)慣。

5）直流電動(dòng)機(jī)的工作原理

教師提出問(wèn)題：如何讓通電線圈在磁場(chǎng)中持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)？進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的思維，引起學(xué)生繼續(xù)探究的興趣。然后，引導(dǎo)學(xué)生回顧通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力情況，得到改變磁場(chǎng)方向和電流方向可以使線圈通過(guò)平衡位置后繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)多媒體或圖片展示直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，理解直流電動(dòng)機(jī)的工作原理。該環(huán)節(jié)充分體現(xiàn)出將物理知識(shí)應(yīng)用于生活的特點(diǎn)，與引入環(huán)節(jié)的“物理來(lái)源于生活”遙相呼應(yīng)，顯示了課堂知識(shí)的完整性。

8.3 課堂小結(jié)、鞏固應(yīng)用、拓展提高

為了加深學(xué)生對(duì)電動(dòng)機(jī)工作原理的理解，培養(yǎng)學(xué)生分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力，課堂練習(xí)可以幫助學(xué)生學(xué)會(huì)利用新學(xué)的知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)造能力。

9 教學(xué)特點(diǎn)

本節(jié)課內(nèi)容不多，但對(duì)學(xué)生的思維能力和動(dòng)手操作能力要求較高，對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程也需要一定的空間想象能力和理解能力，學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)有一定的難度。教學(xué)過(guò)程中，既要注重知識(shí)的連續(xù)性和學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，又要注重培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)，提高學(xué)生的思維能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

10 教學(xué)效果

課堂設(shè)計(jì)從學(xué)生熟悉的生活現(xiàn)象引入，學(xué)生會(huì)表現(xiàn)出強(qiáng)烈的興趣，積極參與探究，學(xué)生能夠真切地感悟到物理就在身邊。通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究和多媒體的輔助教學(xué)，讓課堂生動(dòng)有趣、充滿活力，讓深?yuàn)W、抽象的物理知識(shí)和原理，變得淺顯易懂，易于理解。同時(shí)，進(jìn)行一定的課堂練習(xí)對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行鞏固，取得了很好的教學(xué)效果。

11 教學(xué)反思

本課的重點(diǎn)是“磁場(chǎng)對(duì)電流作用的規(guī)律”。筆者在教學(xué)中，逐步引導(dǎo)學(xué)生做好“磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用”的實(shí)驗(yàn)。學(xué)生從中很容易地掌握了通電導(dǎo)體受力的方向與磁場(chǎng)方向和電流方向的關(guān)系，以及通電導(dǎo)體受力的大小與磁場(chǎng)強(qiáng)弱和電流大小的相關(guān)知識(shí)，加以適當(dāng)?shù)木毩?xí)，很好地達(dá)到了預(yù)期效果。本課的難點(diǎn)是“通電線圈在磁場(chǎng)中為什么能轉(zhuǎn)動(dòng)，而不能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)?！惫P者在教學(xué)中，通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示和用課件精心制作的動(dòng)畫展示出來(lái)，通過(guò)分析、推理，輔之解釋說(shuō)明，學(xué)生理解起來(lái)很容易，取得了不錯(cuò)的教學(xué)效果，順利完成了預(yù)期的教學(xué)任務(wù)?？傊?，對(duì)本課的重、難點(diǎn)的處理從實(shí)踐效果看相對(duì)完滿。

本設(shè)計(jì)的不足在于學(xué)生在動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的能力方面還存在不足，找不到突破點(diǎn)。在空間想象和分析能力方面也存在不足。例如，在分析電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)原理時(shí)，存在不能通過(guò)對(duì)線圈的受力情況來(lái)判斷線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)情況等，這需要在教學(xué)過(guò)程中恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行引導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]教科版物理九年級(jí)（上冊(cè)）[M].北京：教育科學(xué)出版社，2013.

（欄目編輯 李富強(qiáng)）