《怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流》教學(xué)設(shè)計(jì)模板
(一)[設(shè)計(jì)意圖]
法拉第電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，凝聚了法拉第十年的心血，是一個(gè)艱辛而漫長的探究過程，我們今天的學(xué)習(xí)，不可能要求學(xué)生在短短的一節(jié)課時(shí)間內(nèi)，完全通過自己的努力來重現(xiàn)這一偉大的發(fā)現(xiàn)，本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)在于引領(lǐng)學(xué)生在探究過程中領(lǐng)會(huì)科學(xué)的研究方法，形成正確的探究觀念和探究意識(shí)；在于通過物理學(xué)史的介紹，使學(xué)生被科學(xué)家的精神所感動(dòng)，從而達(dá)到發(fā)展學(xué)生積極的情感、態(tài)度和價(jià)值觀的教學(xué)效果��！
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1、講述“逆向思維結(jié)碩果”故事（見附錄1）
2、如圖所示，師生共同做奧斯特的“電磁”實(shí)驗(yàn)，啟發(fā)思考：磁 -->電？
說明：以故事引入新課，一方面能激發(fā)學(xué)生的興趣，另一方面是本節(jié)課以“逆向思維”為主線的起點(diǎn)。
二、對探究磁－－>電實(shí)驗(yàn)器材的選擇
1、引導(dǎo)學(xué)生對“電 磁”實(shí)驗(yàn)中各部分器材作用的分析：
(1)電源——產(chǎn)生電流；
(2)導(dǎo)線和開關(guān)——形成閉合電路；
(3)小磁針——檢驗(yàn)磁場的產(chǎn)生
2、繼續(xù)運(yùn)用“逆向思維”選擇磁 電實(shí)驗(yàn)器材：
(1)磁鐵——產(chǎn)生磁場；
(2)導(dǎo)線和開關(guān)——形成閉合電路；
(3)電流表——檢驗(yàn)電流的產(chǎn)生。
說明：①啟發(fā)學(xué)生思考如何選擇檢驗(yàn)電流產(chǎn)生的儀器，學(xué)生可能有小燈泡、電動(dòng)機(jī)、電流表等方案，類比奧斯特實(shí)驗(yàn)中選用靈敏的小磁針，確定選用靈敏電流計(jì)； ②在這一過程中，同學(xué)們面前擺放的是電 。磁實(shí)驗(yàn)器材，并且要求他們合上課本，運(yùn)用“逆向思維”對實(shí)驗(yàn)所需器材進(jìn)行分析推理。
三、探究磁 電的實(shí)驗(yàn)過程
1、閉合開關(guān)、觀察的電流計(jì)的指針沒有偏轉(zhuǎn)；
2、師生共同分析是否因?yàn)榇艌霾粔驈?qiáng)，斷開開關(guān)，分別改接條形磁鐵和馬蹄形磁鐵并分別將它們放在導(dǎo)線的不同位置后閉合開關(guān)；
3、在“失望”地認(rèn)為磁不能產(chǎn)生電后，教師似“無意間”拿走馬碲形磁鐵，學(xué)生們突然發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)了，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)磁的確能產(chǎn)生電流；
4、得出初步結(jié)論：“運(yùn)動(dòng)”是磁生電的必要條件。
說明：似乎無意間發(fā)現(xiàn)磁能生電，符合法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的探究歷程（見附錄2）
四、學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，探究“運(yùn)動(dòng)”是否是磁生電的充分條件？
1、給學(xué)生提供靈敏電流計(jì)和馬蹄形磁鐵，進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)；
2、學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，雖然導(dǎo)線在運(yùn)動(dòng)，但在如下情況不能產(chǎn)生電，如：①開關(guān)斷開；②導(dǎo)線里外運(yùn)動(dòng)；③導(dǎo)線上下運(yùn)動(dòng)。
五、利用直觀表示磁場的“磁感線”，分析產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因，得出產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件——切剖磁感線。
說明：①從“四”到“五”的過渡語言：因?yàn)榇艌鍪强床灰娒恢奶厥馕镔|(zhì)十分抽象，所以在前面我們是用什么方法來直觀地研究磁場？生答：磁感線，那么我們這里也利用磁感線來研究:為什么同樣是導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的現(xiàn)象卻不同?
�、诎训匕搴吞旎ò宸謩e比喻成磁體的`N極、S極，請同學(xué)們舉手表示“磁感線”，教師用手中的教棒模擬切割磁感線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)一步加強(qiáng)同學(xué)們對“切割”的感性認(rèn)識(shí)。如果想讓學(xué)生親身體會(huì)一下“切割”的感覺 ，只要兩人合作，一人舉手代表磁感線，另一人舉手代表導(dǎo)體，十分方便有效！
六、換用不同的磁鐵或線圈進(jìn)一步驗(yàn)證產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件后，打開課本理解法拉第的電磁感應(yīng)定律。
七、練習(xí)鞏固
說明：若時(shí)間允許補(bǔ)充說明物理學(xué)中引入圖1、圖2表示方法的必要性。老師們喜歡用射箭比喻磁場的方向，我覺得這還不夠，就像物理學(xué)中引入了很多字母，但總有一部分同學(xué)不喜歡用，是其記不住嗎？我覺的不是，關(guān)鍵是教師沒有交代清楚其引入的意義和必要性，如圖中圓圈表示導(dǎo)體里外放置，是因?yàn)楫?dāng)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí)，我們從正面只能觀察的其橫截面，同理圖2也是如此，在教學(xué)過程中我們可利用課件或?qū)嵨�，讓學(xué)生觀察到動(dòng)態(tài)的過程，從而真正達(dá)到理解的效果。
附錄一：“逆向思維”結(jié)碩果
傳說我國古代滄州城外有一座廟宇，年久失修，一天山門坍塌了，門前的一對石獅滾進(jìn)了附近的一條河中。一年后，和尚重建山門，想起還有一對石獅留在河里，于是雇人坐船到河的下游去打撈，尋找了十余里，終無所獲，感到很奇怪。這時(shí)一位老船工路過這里，問明了石獅沉河的經(jīng)過，便叫打撈的人到上游去尋找。眾人聽后十分驚訝，半信半疑地懷著試試看的心情到上游去找。果然很快在上游八里外的河底找到了那兩個(gè)石獅子。眾人嘆服老船工的指引，便探問緣由。老船工說：“石獅很重，沉入河底后，河水難于沖動(dòng)石獅，卻把石獅的泥沙帶走了。天長日久，石獅受水沖擊的上游方向逐漸形成了一個(gè)凹坑，坑越?jīng)_越大，當(dāng)它深度超過石獅的一半時(shí)，石獅便向上游方向滾進(jìn)坑里，這樣年復(fù)一年，石獅就自然(科學(xué))而然滾到河的上游去了。眾人聽后心悅誠服。
世上有些事乍看起來有些違反常規(guī)，但實(shí)際上卻合情合理，因?yàn)槭挛锉緛硎菑?fù)雜的，是由多種因素促成的，要想對付復(fù)雜的事物，自己的頭腦就要變得聰明些，而上述事物正好說明“逆向思維”給我們的啟示。類似的創(chuàng)意還有：
在動(dòng)物園里，把動(dòng)物關(guān)在籠子里，游人在園內(nèi)觀賞動(dòng)物是一般常規(guī)。但是在野生動(dòng)物園里，動(dòng)物是放牧式的，為了防止獅虎對人的襲擊和傷害，卻讓游人坐到封閉的汽車內(nèi)去進(jìn)行參觀游玩，卻又別有一番情趣。
生產(chǎn)玩具的廠家，其設(shè)計(jì)一般都追求色彩鮮艷、造型美觀可愛而贏得顧客的喜愛，然而美國鬼才公司卻設(shè)計(jì)了一種外皮皺巴巴丑惡的玩具狗，這種一反常態(tài)的構(gòu)思，是一種風(fēng)格迥異的丑狗，丑中還透出一絲憨態(tài)，從而引起人們的獵奇心，覺得花幾個(gè)錢抱一只奇異的狗回家是值得的。不出所料，皺皮狗成為市場上的暢銷產(chǎn)品。
美國物理學(xué)家瑞利采用逆向思維法取得重大發(fā)明并獲得諾貝爾獎(jiǎng)。一次他在測量氮?dú)饷芏葧r(shí)，分別采用哈考特法和雷尼奧法，結(jié)果得出的氮?dú)饷芏认嗖钋Х种�。這么小的誤差對一般人往往很難引起注意。然而瑞利認(rèn)為這個(gè)誤差超出了正常實(shí)驗(yàn)的范圍。于是他采用“逆向思維法”，即不是減少差值，而是相反擴(kuò)大差值去探索其中原因，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)終于發(fā)現(xiàn)了氬原子。
另一位科學(xué)家蘭米爾，他采用“逆向思維”法，發(fā)明了充氣電燈泡。當(dāng)時(shí)的電燈泡有個(gè)致命的弱點(diǎn)，鎢絲通電后很容易發(fā)暗，使用不久燈泡壁就會(huì)發(fā)黑。一般人按常規(guī)思維都認(rèn)為要克服這個(gè)毛病必須進(jìn)一步提高燈泡的真空度。但蘭米爾的想法與眾不同。他不是去提高燈泡的真空度，而是相反采用充氣法，他分別將氫氣、氮?dú)�、二氧化碳、氧氣等充入燈泡，觀察和研究它們在高溫低壓下與鎢絲的作用。與他發(fā)現(xiàn)氮?dú)庥袦p少鎢絲蒸發(fā)的作用時(shí)，便斷定鎢絲在氮?dú)庵锌梢匝娱L工作時(shí)間。1928年，他由于充氣燈泡的發(fā)明而榮獲帕金獎(jiǎng)?wù)隆?/p>
把思維方法來個(gè)一百八十度的大轉(zhuǎn)變，有時(shí)竟取得想不到的效果。歷史上有許多科學(xué)家就是采用逆向思維法而取得重大發(fā)現(xiàn)和發(fā)明的。
附錄二：法拉第發(fā)現(xiàn)“電磁感應(yīng)”
自從1820年奧斯特宣布電能使磁針偏轉(zhuǎn)后，法拉第就想，電真的變成了磁，反過來想，磁為什么變不成電呢?他在筆記本上寫了：“轉(zhuǎn)磁為電”幾個(gè)大字，口袋里常裝著一塊馬蹄形磁鐵，一個(gè)線圈。就這樣苦思苦想，常驗(yàn)常試。他先是用磁鐵去碰導(dǎo)線，電流計(jì)不動(dòng)，在磁鐵上繞上導(dǎo)線，還是沒有電。干脆把磁鐵裝在線圈的肚子里，接上電流計(jì)，指針依然紋絲不動(dòng)。法拉第就這樣顛來倒去，從1821年開始到1831年不覺已過去整整10年，腦汁絞盡，十指磨破，也沒變出一絲絲電來。一天，他又在地下實(shí)驗(yàn)室干了半天，還是毫無結(jié)果，便說了聲：“算了吧!”氣得將那根長條磁鐵向線圈里嗵地一聲扔進(jìn)去，仰身向椅子上坐去�？墒蔷驮谒錾硐蛞巫由献囊粍x那間，他忽然看見電流計(jì)上的指針向左顫動(dòng)了一下。他趕快眨了一下眼，再看指針又在正中不動(dòng)了。他想也許是看花眼了，因?yàn)槿藗冊诟叨燃芯Φ膶?shí)驗(yàn)中，有時(shí)看到的只是自己希望的假象。他這么想著就欠著身子將磁鐵抽出來再試一次。不想這一抽指針又向右動(dòng)了一下，這回可是真真切切的。他忙又將磁鐵插回，指針又向左偏了一下。哎呀，有電了，磁成電了。十年相思苦，一朝在眼前!法拉第將那磁鐵在線圈里不停地抽出插入，上上下下就如同搗蒜一般，把個(gè)桌子捅得咚咚直響，那電流計(jì)上的指針也就像撥浪鼓似的左右搖個(gè)不停，原來磁變電是要通過運(yùn)動(dòng)!這時(shí)法拉第那個(gè)賢惠溫柔的妻子薩拉見他到時(shí)還不上來吃飯，就端著一盤面包、牛奶，幾樣小菜送到地下室來，剛一推門見法拉第正對著線圈“搗蒜”，便撲哧一聲笑著喊道：“邁克爾，開飯羅!”法拉第抬起頭，扔掉磁鐵像一只小鳥一樣飛到薩拉面前，展開雙臂摟住她的肩膀，就地打了一個(gè)旋。薩拉手中的牛奶面包菜碟統(tǒng)統(tǒng)掉在地上。她喊道：“邁克爾，你怎么啦，牛奶撒了，盤子打了，你吃什么呀�！� “不要了，什么也不要了。今天有電了，有電就夠了，只要電就行了!”他這樣語無倫次地念了一段“了了”歌后，便翻身去記日記：
“1831年10月17日。磁終于變了電……�！�
磁變電這種偉大發(fā)現(xiàn)的幸運(yùn)何以偏偏落到一訂書徒出身的法拉第身上?原因很多，但有一點(diǎn)卻應(yīng)引起我們特別的注意。就是十年前奧斯特通過實(shí)驗(yàn)將電變成磁，法拉第聽說后即反過來這么一想：磁能不能變電?這便是一種相似思維。
世界上的事物都是互相聯(lián)系的，而這種聯(lián)系常常表現(xiàn)為它們之間的各種相似，抓住這個(gè)相似點(diǎn)也即抓住了它們的紐帶，偉大的發(fā)現(xiàn)常常由此而始。阿基米德身在澡盆里由物落水溢悟出浮力定律；牛頓見蘋果落地而推及地球與蘋果相互吸引，終發(fā)現(xiàn)萬有引力；富蘭克林由毛皮摩擦的電火花而想到雷鳴電閃，因此而探得電的本質(zhì)；波義耳因酸霧使紫羅蘭褪色便反向聯(lián)想到以此來檢驗(yàn)酸堿，竟發(fā)明了化學(xué)試劑。善于發(fā)現(xiàn)物與物間的相似，善于由這相似現(xiàn)象進(jìn)而探究其內(nèi)在的聯(lián)系，這是科學(xué)研究的一條重要方法。猶如進(jìn)瓜地而先理其藤，藤在手則瓜無所漏；入宮尋寶而先尋其路，路既通則寶無所遺，新的發(fā)現(xiàn)就會(huì)層出不窮。
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