第1节 划时代的发现(一)【人教版】【教案】

第四章电磁感应全章教学设计全章教学内容分析奥斯特发现了“电生磁”，法拉第在“自然力统一”思想的影响下设想并发现了“磁生电”，打开了电和磁联系的大门，经过麦克斯韦的进一步研究，建立了电磁理论，统一解释了各种电磁现象。

本章内容介绍电磁感应的基本规律，从电磁感应产生的条件，到判断感应电流方向的楞次定律，再到计算感应电动势大小的法拉第电磁感应定律，构成电磁感应的知识体系，而关于电磁感应的动态分析，则涉及了受力过程、运动过程、电磁感应过程、电流变化过程、做功过程和能量转化过程等的动态分析，对学生综合运用力电知识提出了很高的要求，同时介绍了复杂物理过程的分析方法，培养学生综合运用所学知识解决物理问题的能力。

本章知识与交流电及电磁振荡、电磁波等有着密切的联系，掌握电磁感应的分析方法，为后续相关知识的学习打下了良好的基础。

课标要求1．内容标准(1)收集资料，了解电磁感应现象的发现过程，体会人类探索自然规律的科学态度和科学精神。

(2)通过实验理解感应电流的产生条件。

举例说明电磁感应在生活和生产中的应用。

(3)通过探究理解楞次定律。

理解法拉第电磁感应定律。

例1：分析电动机运转时产生反电动势的现象，分别用力的观点和能量的观点进行说明。

(4)通过实验，了解自感现象和涡流现象。

列举并说明自感现象和涡流现象在生活和生产中的应用。

例2：观察日光灯电路，分析日光灯镇流器的作用和原理。

例3：观察家用电磁灶，了解电磁灶的结构和原理。

2．活动建议从因特网、科技书刊上查阅资料，了解电磁感应在生活和生产中的应用，例如磁卡阅读器、录音机、录像机的原理等。

知识板块及知识结构电磁感应现象及产生条件→感应电流方向(楞次定律)→感应电动势大小(法拉第电磁感应定律)→自感和涡流→电磁感应的综合应用。

知识结构图教学目标1．知识与技能(1)了解对电磁感应的探索过程。

(2)掌握磁通量的概念。

(3)掌握电磁感应及感应电流的概念。

(4)掌握产生感应电流的条件，并能应用解决实际问题。

(5)能从能量角度讨论电磁感应中的能量转化。

2．过程与方法(1)通过重现科学家的探究过程，培养探究能力、构建能力，促进创新能力养成。

(2)通过小组活动培养实验设计、电路设计能力，学会分类与归纳方法，培养抽象、归纳能力。

(3)培养运用物理规律解决实际问题的能力及知识迁移能力。

3．情感态度与价值观(1)培养学生探索的欲望。

(2)通过探究过程培养团结协作精神。

(3)在探究中培养实事求是的科学态度。

学情分析学生在学习了磁场知识之后，对于“磁生电”的思想有了一定的思想准备，对电磁感应现象及条件接受起来并不困难。

对楞次定律的理解和应用，应该是本章学习的第一个考验，同时，右手定则的应用过程中也容易与左手定则及安培定律混淆。

感应电动势大小的计算中，最容易因磁通量、磁通量变化量、磁通量变化率等概念区分不清而出现错误。

电磁感应的综合应用不仅要求学生重新熟悉力学及电路的相关知识，同时对学生的综合能力提出了较高的要求，动态分析的方法则在前面有过接触，应该在原有基础上更加熟练。

本章探究性实验很多，不仅要求学生动手操作，而且要求根据实验现象作出判断。

教学要求与建议1．充分利用电磁现象的有关物理学史展开教学。

在电磁学简单回顾的基础上，通过学习法拉第发现电磁感应这一划时代的发现，引起学生的浓厚兴趣，随后在后续知识的学习中，不断接触楞次、法拉第等科学家及他们的研究情境，在知识之外，更便于方法教育和价值观的影响。

2．充分开发课内外资源，指导学生开展各种形式的探究学习。

本章适合探究的题材很多，在电磁感应产生条件、楞次定律、动生电动势、自感互感、电磁驱动和电磁阻尼等环节都可以开展不同程度的实验探究。

在法拉第电磁感应定律及其应用中，则可以选取适合的内容引导理论探究。

3．注重以法拉第电磁感应定律的理解和应用为核心的综合应用。

应在学习中采取先分后总、先孤立后联结的方式，逐步构建电磁感应动态分析的知识网络，逐渐培养灵活运用各种知识进行分析综合的能力。

4．继续重视理论联系实际。

电磁感应现象的应用非常广泛，教学中应注意让学生了解其多方面的应用。

教材中介绍了许多实际应用的实例，可以充分利用这些实例引导学生操作和分析，了解其原理。

1划时代的发现教学设计(一)整体设计教学分析《科学课程标准》强调“以培养科学素养为宗旨”，“以探究学习为核心”，即通过科学教育使学生逐步领会科学的本质，乐于探究，培养他们对科学的兴趣和求知欲。

而本课时作为电磁感应知识的引入和准备，是在渗透物理学史的教学活动中进行的。

借助于物理学史这一载体，让学生体验科学发现的过程，从而很好地启迪学生的心灵，培养并提高学生的科学素养，逐步发展学生的探究能力。

教科书上把“划时代的发现”单独作为一节课来处理，主要是因为奥斯特的发现改变了人们的自然观、世界观和思维方式(从相互联系中考察事物)。

法拉第的发现揭开了人类社会迈进电气化时代的序幕，应该说这段科学史是科学思维中传统与创新交锋和突破的生动事例，它同时还展示了创新思维的重要性和时代局限性对创新的羁绊。

另外一个重要的原因就是法拉第对电磁感应现象研究的史实，可以成为科学方法和科学精神教育的很好素材。

本课时重点讲述电磁感应现象的发现过程。

作为章节的起始教学，并不要求学生理解深奥的电磁学知识，而是把重点放在电磁感应发现的物理学史上。

教学中要注意引导学生尽可能多地参与讨论，把自己了解的有关内容和观点说出来，教师在此基础上加以补充，并引申出相应的科学道理。

教学目标1．知道电磁感应、感应电流的定义。

2．关注电磁感应现象的发现过程，了解相关的物理学史。

3．学习法拉第的科学探索精神，领悟科学探究的方法和艰难历程。

4．了解信念和机遇在科学发现中的作用，辩证认识传统观念对科学发展的利与弊。

教学重点难点与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史，特别是领悟科学探究的艰难历程，以培养学生的科学方法和科学精神。

教学方法与手段教学方法：教师启发、引导学生自主阅读、交流“电生磁”和“磁生电”发现过程，并了解与其相关的物理学史。

由此引发学生思考、体会科学探索中的艰辛，领悟其中的方法，从而提高学生的科学素养。

教学手段：计算机、投影仪、录像片。

由于本课时偏重于物理学史，文字性内容居多，因此使用PPT课件，以提高课堂效率。

课前准备教学媒体小磁针、长直导线、电源，开关、导线若干、闭合铁芯、两个线圈、电流计等。

多媒体课件、实物投影仪、视频片段。

知识准备了解相关的物理史实，奥斯特发现电流的磁效应的具体过程、历史背景、他的迷失和机遇，以及他的经验和启迪；法拉第生平，以及他的科学思想、他的坚持不懈；同时代的其他科学家在电磁学方面的研究，比如安培“坐”失良机、科拉顿“跑”失良机的故事……教学过程导入新课[事件1]教学任务：作为全章的第1节，首先导入整章概貌。

教师引导：在上一册(选修3—1)我们学习了有关电场和磁场的知识，对电现象和磁现象有了较为深刻的理解。

我们已经知道电荷能够通过“感应”使附近的导体出现电荷，电流能够在其周围“感应”出磁场，那么磁场能否“感应”出电流呢？回答是肯定的，这就是电磁感应现象。

从这节课开始，我们就来学习这方面的知识。

[事件2]教学任务：创设情景，导入本节新课。

情景导入：【演示】电流的磁效应实验：连接通电直导线、电源、开关，并且将直导线南北方向放置，小磁针平行放在直导线下面，然后闭合开关，观察小磁针的运动。

教师引导：大家看到了什么现象？观察并描述：接通电源时，小磁针发生了转动。

讨论与交流：上述现象说明了什么问题？总结与归纳：这就是电流的磁效应现象，是由奥斯特发现的。

这个现象说明了在电流的周围产生了磁场，而通过磁场的作用使得小磁针发生转动。

教师引导：电流的磁效应是在什么样的背景下发现的？它的发现有着怎样的曲折历程？电流能够在其周围“感应”出磁场，那么磁场能否“感应”出电流呢？这节课我们就来了解科学家们的探究历程，领悟其中的科学道理……推进新课[事件3]教学任务：奥斯特梦圆“电生磁”——电流磁效应的发现。

问题引导：谁能说一说奥斯特发现电流的磁效应的故事？学生活动：学生自由发言，说出自己知道的奥斯特发现电流的磁效应的故事……教师活动：教师适时补充，然后展示思考题：(1)是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的？在这之前，科学研究领域存在怎样的历史背景？(2)奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的？用学过的知识如何解释？(3)奥斯特的研究是一帆风顺的吗？能不能说奥斯特非常幸运，“碰巧”发现了电流的磁效应？(4)电流磁效应的发现有何意义？谈谈自己的感受。

学生活动：结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。

总结与归纳：(1)在19世纪20年代之前的漫长岁月里，电和磁的研究始终独立地发展着，包括库仑在内的众多物理学家，仍然认为电与磁是互不相关的。

到了18世纪末，人们开始思考不同自然现象之间的联系，一些独具慧眼的哲学家如康德等，提出了各种自然现象之间相互联系和相互转化的思想。

深受其影响的丹麦科学家奥斯特相信电与磁之间可能存在着某种联系。

1803年奥斯特指出：“物理学将不再是关于运动、热、空气、光、电、磁以及我们所知道的各种其他现象的零散的罗列，我们将把整个宇宙纳在一个体系中。

”(2)奥斯特在1820年4月的一次演讲中，碰巧在南北方向的导线下面放置了一枚小磁针。

当电源接通时，小磁针发生了转动。

说明电流对小磁针产生了作用，证明电流在其周围产生了磁场，这就是发现电流磁效应的过程。

通过前面的学习，我们知道，地磁场是南北方向的，小磁针静止时指示南北方向，通电直导线的磁场方向遵守安培定则。

当通电导线南北放置时，导线下方的磁场沿东西方向，小磁针受到电流的磁场作用由原来的南北方向转向东西方向。

奥斯特由小磁针的偏转，确定了电和磁的联系，也就是电流的磁效应。

(3)奥斯特的研究并不是一帆风顺的。

经历了好多次失败，但奥斯特始终没有放弃。

机遇总是青睐那些有准备的头脑。

一直坚信电和磁之间存在着某种联系的奥斯特，在那一次讲演中，碰巧发现了在南北方向的通电导线下面放置的小磁针居然转动了。

听众中大概没有人注意到这个现象，但是奥斯特注意到了，他以敏锐的洞察力注意到了这个现象。

并随后做了相关的实验，再次证明载流导线的确能使磁针偏转，这种作用称为电流的磁效应。

(4)电流磁效应的发现揭示了电现象和磁现象之间存在的某种联系。

奥斯特的思维和实践突破了人类对电与磁认识的局限性。

电流磁效应的发现引发了科学认识领域的思考，推动了电磁学的发展。

科学的发展是艰辛曲折的。

从中我们得到，要想成功离不开坚定的信念、坚持不懈的努力和敏锐的洞察力。

教师活动：教师倾听学生回答，及时给出点评。

[事件4]教学任务：法拉第心系“磁生电”——电磁感应现象的发现—讲法1教师活动：电磁感应现象的发现是一个划时代的发现，它揭开了人类社会迈进电气化时代的序幕。