第二节 电生磁 案例《影响电磁铁磁性强弱的因素有哪些》(浙江省温

案例《影响电磁铁磁性强弱的因素有哪些》
【导言】
这是义务教育课程标准实验教科书《科学》（浙教版）八年级下册第四章第二节电生磁后的一个探究内容。

不过探究题目是《影响通电螺线管磁性强弱的因素》，本人将其改成《影响电磁铁磁性强弱的因素》，我认为更恰当，具体原因见后面[反思与评价]。

它编排在直线电流的磁场和通电螺线管的磁场的后面，是对学生关于前面学习成果的应用和检验。

同时，这是一个理论与实践相结合的探究，主要目的是强化学生探究过程中建立假设、设计实验以及比较不同方案优缺点的思维训练，体会控制变量法的重要性，及在科学探究中的广泛应用，并提高学生实验操作能力和合作交流精神。

但由于时间有限，在课堂上只能完成几个常见影响因素的探究，课后教师可指导学生在课堂学习的基础上，对其它做出的假设继续进行验证。

【案情】
师：老师从工厂车间取了一瓶金属粉末，里面混有铁屑和铜屑，谁能帮老师把这两种不同金属分离开来呢？
生：用磁铁把铁屑吸引出来。

（很快就有学生答出来）
师：很好！可是现在没有磁铁，同学们有什么其它的好方法吗？（停顿让学生思考片刻）我这儿可以提供一枚铁钉、一根金属丝、一节电池和若干导线。

学生进行小组讨论（大约３分钟）
生：我们小组利用金属丝做一个螺线管，插入铁钉使其磁性增强，然后通电，用它来吸引铁屑，从而将两者分离开来。

师：这个办法非常好！我们把通电螺线管中插入一根铁芯的装置称为电磁铁。

现在同学们就利用铁钉、金属丝动手制作一个电磁铁。

学生进行小组活动（大约５分钟）
师：让我们一起来欣赏大家的制品吧（实物投影）。

咦！不同小组的电磁铁都有所不同哦！同学们发现了吗？
生：线圈匝数不同，缠绕方向不同，铁钉长度不同……（学生争先发言）
师：同学们观察得都非常仔细。

假如老师给它们都通上电，那这些电磁铁的磁性一样吗？
生：应该不一样吧！（有点疑惑）
师：如果不一样，那么影响电磁铁的磁性强弱因素有哪些呢？请同学们开动脑筋，大胆地提出你们的假设。

生：电流大小、电流方向、线圈匝数。

生：铁芯长度、铁芯粗细、线圈缠绕方向。

……
师：同学们提的假设可能都有道理。

但是，要获得正确的结论，在实验研究时，我们应该如何控制这些变量呢？
生：控制被研究因素不同，其它因素都相同。

师：这种科学研究方法叫什么呢？
生：控制变量法。

（全班异口同声）
师：很好！不过由于时间有限，我们今天就来研究其中２个因素：电流大小、线圈匝数。

但是电磁铁的磁性强弱是看不到的，我们可以通过什么来显示呢？
生：吸引铁屑的多少。

如果铁屑越多，就说明电磁铁的磁性越强。

师：这方法很棒！那现在就请同学们利用桌上的器材，完成“电流大小和线圈匝数对电磁铁磁性强弱影响”的实验方案设计。

学生进行小组设计（大约１０分钟）
师：哪一组首先来分享一下研究电流大小对电磁铁磁性强弱影响的设计方案？
生：我们组是制作两个有相同匝数的电磁铁，将它们分别接入两个电路，使供电的电池数目不同从而来改变电流大小。

通电后，观察比较两者吸引铁屑的多少。

（并投影设计的电路图）
师：很好！其他组还有什么不同的方案吗？
生：我们组是采用一个电磁铁，并在电路中接入一个滑动变阻器，移动触片改变电阻从而改变电路中电流大小。

（并投影设计的电路图）
师：这两种方案都可行！现在请同学们当评委，比一比，哪一种方案更好呢？
生：第二种。

这种方案实验操作更加方便。

（小组讨论后回答）
师：那关于线圈匝数对电磁铁磁性强弱影响的设计方案呢？哪一组来汇报下？
生：我们组是将两个电磁铁串联在同一个电路中，使它们电流大小相同，其中一个电磁铁的线圈匝数多，另一个线圈匝数少。

通电，观察比较它们吸引铁屑的多少。

（并投影设计的电路图）
生：我们组不是这样的。

我们是把两个电磁铁分别接入两个电路，控制电流大小相同，线圈匝数不同，一个多一个少。

通电，观察吸引铁屑情况。

（并投影设计的电路图）师：这两种设计方案都是可以的，哪一种显得更好呢？
生：第一种。

第二种电流大小太难控制了。

（小组讨论后回答）
师：其实只要同学们愿意动脑筋，设计的方案肯定还有很多。

现在我们就按照刚才选出的两种最佳方案来动手研究电流大小、线圈匝数到底是怎样影响电磁铁的磁性强弱的？
学生进行小组操作（大约８分钟）
师：同学们观察到什么现象？
生：电流越大，吸引铁屑越多；线圈匝数越多，吸引铁屑越多。

师：根据此现象，你们可得出什么结论呢？
生：当其它因素相同时，电流越大，电磁铁的磁性越强；当其它因素相同时，线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。

（全班齐答并朗读一次）
师：今天我们只研究了２个影响电磁铁磁性强弱的因素，至于其它的假设同学们在课堂外可以组成一个兴趣小组继续去探究。

师：通过上面的学习，我们重新回到课前的问题：如何来分离铁屑与铜屑的混合物？磁铁好还是电磁铁好呢？请说明理由。

生：……（学生踊跃发言、各抒己见）
【反思与评价】
原本，教科书上探究的问题是“影响通电螺线管磁性强弱的因素”，但仔细想想，通过前一节课的学习，学生已经明白带铁芯的通电螺线管比不带铁芯的通电螺线管磁性要强，如果没有铁芯，磁性会很弱，实验现象很不明显。

而且生活中应用的几乎都是电磁铁。

因此插入“是否带铁芯”这个影响因素反而显得累赘，于是改成更直接的提法：“影响电磁铁磁性强弱的因素有哪些？”这样教学目标更加明确突出，也为下一节电磁铁的应用教学起着铺垫作用。

课前由如何分离铁屑与铜屑的混合物引入，这样的生活事例非常贴近学生，学生的第一反应会想到磁铁，教师给予肯定的同时，却告之没有磁铁，那该怎么办？一扬一抑，更能激发学生的探究兴趣。

在课堂的最后，教师重新将这个问题呈现出来，不仅内容上前后呼应，更能及时检测学生掌握知识情况如何。

本节教学着重培养学生科学猜想的意识和方法。

让学生知道猜想并不是盲目地猜，而是建立在已有事实、现象的基础之上，根据一定的科学原理进行的一种重要的科学活动。

教师可以向学生提供铁钉、金属丝，让他们自由发挥制作各自的电磁铁，然后通过比较不同制品发现许多差异，从而提出这些不同因素可能都会影响电磁铁磁性强弱。

当然，学生可能会有一些奇思怪想，教师应给予肯定和鼓励，以培养学生大胆猜想的意识。

在学生提出各种因素之后，教师加以小结归纳，并让学生积极思考、相互讨论设计方案确定某一因素与磁性强弱的关系。

全班学生肯定会提出多种方案，教师要引导学生对同种因素的不同方案进行比较，最后确定最佳方案进行实验操作，从而验证假设，得出结论。

整个探究过程从做出猜想，到设计方案，再到进行实验、收集证据，最后得出结论，学生体验了像科学家那样进行科学探究的过程，他们在轻松氛围中思考、交流，在合作探究、学习中得到严谨的科学训练。

这正体现了新课程理念――以学生为本。

学生是学习的主体，教师应当要扼制自己极力表现的欲望，切忌出现传统的填鸭式灌输。

教师只是扮演一个引路人的角色，他在课堂中主要作用是激发学生的学习兴趣和探究欲望，引导学生插上思维的翅膀，并给予足够的空间与时间，让学生在这广阔的蓝天中自由翱翔，放飞想像，不断创新，充分展现自己的才能！
陈肖。