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一、教学目标
1.使学生在实验探究中获得有关电磁铁磁性强弱的知识(如电流、线圈匝数、是否有铁芯、线圈和铁芯直径等因素如何影响电磁铁的磁性等).
2.使学生尝试运用控制变量法自主实验探究,体会这种科学方法.
3.培养学生的科学态度和创新品质.
二、教学用具
1.学生课前准备用具
6cm~10cm铁钉2个,带绝缘层的细导线50cm左右2根(直径0.5mm~1mm的漆包线最好),塑料吸管1根(直径微大于铁钉).
2.教师准备用具
螺旋管(附铁芯)1组,大头针、小铁钉、曲别针各1盒(另外拿出一部分放在小烧杯中),电流表几只,小灯泡几个,电源10组,导线若干,变阻器10个,另备工具几件.
三、教学过程
1.创造情景,引发问题(以有趣、直观的演示手段创造情景,引发问题,同时导入课题)
师述:同学们,上节课学到通电的螺旋管周围的磁场跟条形磁铁相似,条形磁铁可以吸起小铁钉、曲别针等铁磁材料制成的小物体,通电的螺旋管能吗?观察老师的实验.
师做演示:拿出连接好的螺旋管(不插铁芯),倒出杯中大头针、小铁钉、曲别针,通电,试着吸引大头针、小铁钉……(不能吸引起来)
插入铁芯再试……一堆大头针、小铁钉连连被铁芯吸引而起,移动一段后打开开关,大头针、小铁钉一起掉落.
师问:你们发现了什么现象?(生:插入铁芯的通电螺旋管真的像永久磁体那样工作,而且能用电路控制……)
师述:螺旋管(也叫线圈)插入铁芯就叫做电磁铁.电磁起重机就是利用它吸住和放开铁磁性的物体,家里的自动洗衣机、冰箱等家电,还有电铃、自动开关等设备也常用它作为阀门或触动机构的元件.利用电磁铁的关键是它的磁性要适合,怎样增强它的磁性呢?
2.提出问题
师问:从科学探究的角度应该这样提问:电磁铁(或线圈)的磁性强弱跟哪些因素有关呢?今天就来研究电磁铁的这些特性.
3.师生交流
(1)讨论获得电磁铁方法——用准备的材料自制.
(2)讨论定量(或定性)比较磁性大小的方法——替换法.(如吸起的大头针数量代替磁性大小)
(3)讨论实验中突出主要因素的方法——控制变量法.
(4)教师出示以下指导步骤和所提供的用具.A.猜测电磁铁磁性强弱的有关因素并作出假设.例如,跟电流大小有关——电流增大时磁性增强.B.设计每一个可能因素的验证方案,尽可能简单有效并设计记录表.C.按照设计方案进行实验验证,记录相应数据和现象.D.小组内分析数据和现象,归纳出初步结论.E.评估实验探究过程和记录.F.小组间交流结论和有关方案.G.重新形成较统一的结论(若有不同观点,待课下进一步探究).
(5)教师指导.首先,学生以小组形式按上面的A~E步骤进行猜想和假设——设计实验方案——实验验证等环节的实验探究(略);然后,学生以小组形式按上面的F~G步骤进行评估——交流环节的实验探究(略).
(6)教师布置实验报告.
4.巩固练习(略)
四、课后反思
在本次课之前,笔者已经多次运用过实验探究教学模式以及控制变量法,不过这次与以前有所不同,要求学生自主完成.体会深刻,课后结合新课标自我反思,主要方面有:
1.相信学生、持之以恒
学生运用控制变量法时,控制的变量(或因素)明确,考虑比较全面,设计的方案具体多样 .例如,保持线圈匝数、外形(内径和长度)不变,铁芯外形(直径和长度)不变时,改变电流的方案就有十几种之多.这反映了学生的思维积极、清晰、活跃,自主学习的愿望得以激发、满足,个人能力得以展现;同时也体现了教师树立了以学生为主体,落实了学生自主、合作和探究的教学理念.当我放弃“抱着走”,不断“扶着走”的时候,就要下定决心让学生“自己走”.相信学生、 持之以恒,在培养和发展学生的科学素质,提高创新能力,实现三维目标总体要求方面极有成效,因此,实验探究也必定会成为物理等科学课程的重要教学形式.
2.设计合理的教学环节,发挥好教师的指导作用
探究教学模式占用的时间是发现问题到解决问题的一段过程,常常超出一个课时而调课,经常感到课上时间不够用.因此,为了留给学生尽可能多的探究时间,备课阶段设计合理的教学环节,课上发挥好教师的指导作用,显得非同一般.切莫图省时省力、急功近利而流于形式.
1.使学生在实验探究中获得有关电磁铁磁性强弱的知识(如电流、线圈匝数、是否有铁芯、线圈和铁芯直径等因素如何影响电磁铁的磁性等).
2.使学生尝试运用控制变量法自主实验探究,体会这种科学方法.
3.培养学生的科学态度和创新品质.
二、教学用具
1.学生课前准备用具
6cm~10cm铁钉2个,带绝缘层的细导线50cm左右2根(直径0.5mm~1mm的漆包线最好),塑料吸管1根(直径微大于铁钉).
2.教师准备用具
螺旋管(附铁芯)1组,大头针、小铁钉、曲别针各1盒(另外拿出一部分放在小烧杯中),电流表几只,小灯泡几个,电源10组,导线若干,变阻器10个,另备工具几件.
三、教学过程
1.创造情景,引发问题(以有趣、直观的演示手段创造情景,引发问题,同时导入课题)
师述:同学们,上节课学到通电的螺旋管周围的磁场跟条形磁铁相似,条形磁铁可以吸起小铁钉、曲别针等铁磁材料制成的小物体,通电的螺旋管能吗?观察老师的实验.
师做演示:拿出连接好的螺旋管(不插铁芯),倒出杯中大头针、小铁钉、曲别针,通电,试着吸引大头针、小铁钉……(不能吸引起来)
插入铁芯再试……一堆大头针、小铁钉连连被铁芯吸引而起,移动一段后打开开关,大头针、小铁钉一起掉落.
师问:你们发现了什么现象?(生:插入铁芯的通电螺旋管真的像永久磁体那样工作,而且能用电路控制……)
师述:螺旋管(也叫线圈)插入铁芯就叫做电磁铁.电磁起重机就是利用它吸住和放开铁磁性的物体,家里的自动洗衣机、冰箱等家电,还有电铃、自动开关等设备也常用它作为阀门或触动机构的元件.利用电磁铁的关键是它的磁性要适合,怎样增强它的磁性呢?
2.提出问题
师问:从科学探究的角度应该这样提问:电磁铁(或线圈)的磁性强弱跟哪些因素有关呢?今天就来研究电磁铁的这些特性.
3.师生交流
(1)讨论获得电磁铁方法——用准备的材料自制.
(2)讨论定量(或定性)比较磁性大小的方法——替换法.(如吸起的大头针数量代替磁性大小)
(3)讨论实验中突出主要因素的方法——控制变量法.
(4)教师出示以下指导步骤和所提供的用具.A.猜测电磁铁磁性强弱的有关因素并作出假设.例如,跟电流大小有关——电流增大时磁性增强.B.设计每一个可能因素的验证方案,尽可能简单有效并设计记录表.C.按照设计方案进行实验验证,记录相应数据和现象.D.小组内分析数据和现象,归纳出初步结论.E.评估实验探究过程和记录.F.小组间交流结论和有关方案.G.重新形成较统一的结论(若有不同观点,待课下进一步探究).
(5)教师指导.首先,学生以小组形式按上面的A~E步骤进行猜想和假设——设计实验方案——实验验证等环节的实验探究(略);然后,学生以小组形式按上面的F~G步骤进行评估——交流环节的实验探究(略).
(6)教师布置实验报告.
4.巩固练习(略)
四、课后反思
在本次课之前,笔者已经多次运用过实验探究教学模式以及控制变量法,不过这次与以前有所不同,要求学生自主完成.体会深刻,课后结合新课标自我反思,主要方面有:
1.相信学生、持之以恒
学生运用控制变量法时,控制的变量(或因素)明确,考虑比较全面,设计的方案具体多样 .例如,保持线圈匝数、外形(内径和长度)不变,铁芯外形(直径和长度)不变时,改变电流的方案就有十几种之多.这反映了学生的思维积极、清晰、活跃,自主学习的愿望得以激发、满足,个人能力得以展现;同时也体现了教师树立了以学生为主体,落实了学生自主、合作和探究的教学理念.当我放弃“抱着走”,不断“扶着走”的时候,就要下定决心让学生“自己走”.相信学生、 持之以恒,在培养和发展学生的科学素质,提高创新能力,实现三维目标总体要求方面极有成效,因此,实验探究也必定会成为物理等科学课程的重要教学形式.
2.设计合理的教学环节,发挥好教师的指导作用
探究教学模式占用的时间是发现问题到解决问题的一段过程,常常超出一个课时而调课,经常感到课上时间不够用.因此,为了留给学生尽可能多的探究时间,备课阶段设计合理的教学环节,课上发挥好教师的指导作用,显得非同一般.切莫图省时省力、急功近利而流于形式.