杜貞選課題研究：電磁鐵電磁繼電器教學(xué)案例

1、電磁鐵、電磁繼電器教學(xué)案例樊城區(qū)竹條實(shí)驗(yàn)中學(xué) 杜貞選 實(shí)驗(yàn)是學(xué)物理的最有效的手段。動(dòng)手實(shí)驗(yàn)可以激發(fā)學(xué)生愛科學(xué)的興趣，有效地幫助學(xué)生發(fā)展智力，讓學(xué)生在動(dòng)手實(shí)驗(yàn)中去發(fā)現(xiàn)問題，探究問題，解決問題，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生是科學(xué)學(xué)習(xí)的主體這一理念,充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,引導(dǎo)學(xué)生自主探究, 樂于探究,讓他們成為學(xué)習(xí)的主人.這樣課堂才會(huì)煥發(fā)生命的活力。而實(shí)驗(yàn)的開展離不開恰當(dāng)、合適的實(shí)驗(yàn)器材。隨著教學(xué)儀器配套與達(dá)標(biāo)活動(dòng)的開展，教學(xué)儀器日臻完善，這為中學(xué)物理教學(xué)提供了便利條件。但是，有很多教學(xué)儀器不能很好地滿足教學(xué)需要，如操作相對(duì)麻煩、效果不明顯、可視度差等等，另外，經(jīng)常使用實(shí)驗(yàn)室配套的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行教學(xué)可能會(huì)使學(xué)生對(duì)物

2、理產(chǎn)生高深莫測的神秘感，不利于學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣的培養(yǎng)，并且阻礙了學(xué)生創(chuàng)新思維能力的發(fā)展和動(dòng)手操作能力的提高。如何引導(dǎo)學(xué)生利用生活、生產(chǎn)中的常見物品、廢舊物品，自制實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，已成為中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究的重要內(nèi)容，我們嘗試讓學(xué)生利用生活中一些常見物品如鐵釘、小鏡子等或者廢棄物如漆包線、廢鐵片、用完的一次性針管（注意消毒）等，制作出各種各樣的實(shí)驗(yàn)儀器，收到了較好的效果，認(rèn)識(shí)到這一工作更具有特殊的意義：一是通過讓學(xué)生動(dòng)手做一些簡單的教具，可以培養(yǎng)他們查閱資料，自我學(xué)習(xí)的能力；二是可以培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼椅锲?、選擇物品以及學(xué)生的動(dòng)手的能力；三是自制實(shí)驗(yàn)器材制作，培養(yǎng)了學(xué)生養(yǎng)成勤儉節(jié)約、勤

3、勞儉樸的優(yōu)良品質(zhì)，間接地對(duì)學(xué)生進(jìn)行了情感態(tài)度價(jià)值觀的教育；四是有利于更好的體現(xiàn)物理與社會(huì)、生活的聯(lián)系，較好地把物理課程的理念滲透進(jìn)去。學(xué)生利用自制的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，實(shí)際上是利用自己的小發(fā)明、小創(chuàng)造在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，進(jìn)行的不是簡單的重復(fù)，也不是簡單的驗(yàn)證，而是經(jīng)歷了一個(gè)科學(xué)家探究的過程。在此過程中，學(xué)生品嘗了成功的喜悅，增添了自信。我校物理組利用人教版初中物理九年級(jí)第二十章第3節(jié)電磁鐵 電磁繼電器為例進(jìn)行了探究。教材解析：本節(jié)課是在學(xué)生學(xué)習(xí)了磁現(xiàn)象及電生磁的知識(shí)后，繼續(xù)探究通電螺線管在生產(chǎn)生活中實(shí)際的有價(jià)值的應(yīng)用：電磁鐵及電磁繼電器。教材首先引導(dǎo)學(xué)生明確了電磁鐵的概念和電磁鐵在生活中的應(yīng)用，

4、然后讓學(xué)生進(jìn)行猜想：電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)？再通過實(shí)驗(yàn)探究得出相關(guān)的結(jié)論，最后講解電磁繼電器的作用、結(jié)構(gòu)、工作過程及應(yīng)用。學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)的過程中，自主探究與合作探究交互進(jìn)行，多種學(xué)習(xí)方式向結(jié)合，使學(xué)生較好地掌握本節(jié)課的知識(shí)。設(shè)計(jì)理念：這次的教學(xué)設(shè)計(jì)在激趣導(dǎo)入后，知道電磁鐵的結(jié)構(gòu)與原理后，讓學(xué)生自己動(dòng)手利用大鐵釘、漆包線等常見物品自制電磁鐵，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，充分圍繞自制的電磁鐵合作探究電磁鐵的磁性與哪些因素有關(guān)，在教學(xué)過程中，學(xué)生的自主探究與合作探究交互進(jìn)行，多種學(xué)習(xí)方式相結(jié)合，較好地突破了重難點(diǎn)，較好地體現(xiàn)了物理課程的新理念：讓每個(gè)學(xué)生都動(dòng)手，都得到發(fā)展；注重科學(xué)探究，多種學(xué)習(xí)方式

5、相結(jié)合，提高了學(xué)習(xí)效率；從生活走向物理，從物理走向社會(huì)，知道電磁鐵在生活生產(chǎn)中的應(yīng)用。學(xué)情分析：學(xué)生對(duì)永磁體、通電螺線管的性質(zhì)有了初步的了解，具有初步運(yùn)用控制變量法研究物理問題的意識(shí)，在此基礎(chǔ)上，開展通過學(xué)生動(dòng)手自制電磁鐵，了解其結(jié)構(gòu)、原理的過程及利用自制電磁鐵進(jìn)行探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)的過程就水到渠成了。電磁鐵雖然在實(shí)驗(yàn)室中有配套的，但生活中的大鐵釘、漆包線很常見，學(xué)生在老師的引導(dǎo)自制電磁鐵，并利用自制電磁鐵進(jìn)行探究，興趣會(huì)更高，更愿意參與到學(xué)習(xí)中來。教學(xué)方法：1、 情景教學(xué)法：“黑匣子競猜”，了解電磁鐵的結(jié)構(gòu)與原理；2、 自主探究法：在老師的引導(dǎo)下，自制電磁鐵，了解電磁繼電器的結(jié)

6、構(gòu)、原理、工作過程及應(yīng)用；3、 科學(xué)探究法：利用自制電磁鐵探究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)。教學(xué)目標(biāo)：（一）知識(shí)與技能1、知道電磁鐵的結(jié)構(gòu)及工作原理。2知道電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與電流大小、線圈匝數(shù)的關(guān)系。3能說明電磁繼電器的結(jié)構(gòu)、工作原理及實(shí)質(zhì)，了解電磁繼電器在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。（二）過程與方法1、通過自制電磁鐵，進(jìn)一步了解電磁鐵的結(jié)構(gòu)。2、經(jīng)歷用自制電磁鐵探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)的過程，進(jìn)一步學(xué)會(huì)用控制變量法、轉(zhuǎn)換法研究物理問題的方法。3、通過閱讀和觀察電磁繼電器，了解如何使用電磁繼電器，會(huì)簡要說明電磁繼電器在實(shí)際電路中的工作過程。（三）情感態(tài)度和價(jià)值觀通過認(rèn)識(shí)電磁鐵、電磁繼電器的實(shí)

7、際應(yīng)用，加強(qiáng)物理與生活的聯(lián)系，提高學(xué)習(xí)物理的興趣。重難點(diǎn)：學(xué)習(xí)重點(diǎn)：影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素。學(xué)習(xí)難點(diǎn)：電磁繼電器的工作原理教學(xué)流程：新課引入活動(dòng)一：利用已密封裝置（用導(dǎo)線連好的電磁鐵、開關(guān)、干電池）模擬電磁起重機(jī)的工作過程：在一處吸起鐵釘，在另一處讓鐵釘自由落下。師：盒子里裝的是永磁體嗎？你的理由是什么？生：不是。永磁體的磁性可以長久保持，而盒子中物體磁性一會(huì)兒有，一會(huì)兒無。師：在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，磁性可以快速消失，也可以快速獲得，你可以聯(lián)想到電磁學(xué)中一個(gè)著名的什么實(shí)驗(yàn)?這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了什么?生：奧斯特實(shí)驗(yàn)，說明通電導(dǎo)體周圍存在著磁場。師：你認(rèn)為這個(gè)吸起鐵釘鐵柱通電了嗎？生：通電了。拆分盒子，觀察裝

8、置。（1）鐵柱未通電（2）鐵柱插在通電螺線管內(nèi)板書課題：電磁鐵、電磁繼電器師：你認(rèn)為電磁鐵應(yīng)該有哪兩部分組成？生：鐵芯、通電螺線管師：你認(rèn)為電磁鐵與對(duì)應(yīng)的通電螺線管，哪一個(gè)磁性強(qiáng)？生1：電磁鐵生2：通電螺線管師演示：去掉鐵芯，再靠近鐵釘，觀察吸引大頭針的數(shù)目。發(fā)現(xiàn)電磁鐵吸引的大頭針多。師：為什么電磁鐵的磁性比對(duì)應(yīng)的通電螺線管的磁性強(qiáng)？生：通電螺線管周圍存在磁場，鐵芯被磁化后，周圍也存在磁場，兩者疊加。小結(jié)板書：電磁鐵的結(jié)構(gòu)：鐵芯、通電螺線管工作原理：電流的磁效應(yīng)活動(dòng)一、自制電磁鐵1、 播放視頻：自制電磁鐵。2、 學(xué)生動(dòng)手制作電磁鐵。（一組兩個(gè)50匝、100匝）（教師巡回指導(dǎo)，幫助有困難的學(xué)生進(jìn)

9、行制作，提示學(xué)生注意刮去漆包線接頭處的絕緣層等，使每一組都制作成功，為后面的探究學(xué)習(xí)打好伏筆。）活動(dòng)二、探究探究電磁鐵的磁性與哪些因素有關(guān)師提出問題：同學(xué)們快速成功自制出了電磁鐵，但檢驗(yàn)時(shí)，有的吸引大頭針多，有的少，說明電磁鐵的磁性不同。你認(rèn)為電磁鐵磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)？生1：電磁鐵的磁場強(qiáng)弱與電流的大小有關(guān)。生2：電磁鐵的磁場強(qiáng)弱與線圈的匝數(shù)有關(guān)。生3：電磁鐵的磁場強(qiáng)弱與鐵芯的大小有關(guān)。生4：電磁鐵的磁場強(qiáng)弱與鐵芯的形狀有關(guān)。師：同學(xué)們猜想電磁鐵的磁場強(qiáng)弱與多個(gè)因素有關(guān)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，需要采用什么研究方法？生：控制變量法。師：由于時(shí)間關(guān)系，今天在課堂上只探究電磁鐵的磁場強(qiáng)弱與電流的大小、線

10、圈的匝數(shù)是否有關(guān)，其他的請(qǐng)大家在課后進(jìn)行探究。如何判斷電磁鐵磁性的強(qiáng)弱?生：采用轉(zhuǎn)化法，借助電磁鐵吸引大頭針的數(shù)目來反應(yīng)。師：如何探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與電流的關(guān)系？生：控制電磁鐵的線圈匝數(shù)一定，改變通過電磁鐵的電流的大小，觀察吸引大頭針的數(shù)目。師：如何探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與電磁鐵線圈匝數(shù)的關(guān)系？生;控制通過電磁鐵的電流不變，改變電磁鐵的線圈匝數(shù)，觀察吸引大頭針的數(shù)目。學(xué)生討論制定實(shí)驗(yàn)方案。安排探究任務(wù)：1、2、3組完成探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與電流的關(guān)系 4、5、6組完成探究電磁鐵磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系學(xué)生利用自制電磁鐵進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，收集數(shù)據(jù)，填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告單。并在小組黑板上展示收集到的數(shù)據(jù)。分析得出結(jié)

11、論： 電磁鐵磁性強(qiáng)弱與電流的大小有關(guān)，電磁鐵磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)的多少有關(guān)。電磁鐵的線圈匝數(shù)一定，改變通過電磁鐵的電流越大，電磁鐵的磁性越強(qiáng)；通過電磁鐵的電流一定時(shí)，電磁鐵的匝數(shù)越多，電磁鐵的磁性越強(qiáng)。活動(dòng)三、電磁鐵的應(yīng)用播放視頻：電磁鐵在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用的兩段視頻。（反映物理與社會(huì)生產(chǎn)、生活的聯(lián)系，也為電磁繼電器的學(xué)習(xí)做鋪墊。）活動(dòng)四：電磁繼電器1、 學(xué)生獨(dú)學(xué)教材中該部分知識(shí)。學(xué)生學(xué)以致用指出PPT中電磁繼電器各部分名稱及大致的作用。2、 學(xué)生觀察PPT中電磁繼電器工作過程動(dòng)畫，討論電磁繼電器的工作原理和實(shí)質(zhì)。師：電磁繼電器電路包括哪兩部分組成？生：工作電路：電源、用電器、動(dòng)觸點(diǎn)、導(dǎo)線；控制電

12、路：電源、電磁鐵、開關(guān)、導(dǎo)線。師：電磁繼電器的實(shí)質(zhì)是什么？生：控制工作電路通斷的開關(guān)。師：請(qǐng)同學(xué)們討論完成課后動(dòng)手“動(dòng)腦學(xué)物理”第1題。課堂檢測。課堂總結(jié)： 本節(jié)課同學(xué)們通過觀察和比較，知道電磁鐵的結(jié)構(gòu)和原理；通過自制電磁鐵，進(jìn)一步明確了電磁鐵的特點(diǎn)，并通過合作探究，掌握了電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)、電流大小的關(guān)系；最后學(xué)以致用，知道了電磁鐵在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，特別是電磁繼電器的應(yīng)用。大家在學(xué)習(xí)的過程中，積極動(dòng)手，成功地利用生活中常見的大鐵釘、漆包線等物品自制電磁鐵，然后利用自制的電磁鐵合作探究得出了電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)，效果很好。教學(xué)反思： 課堂教學(xué)中教師通過黑匣子搬運(yùn)鐵釘模擬電

13、磁起重機(jī)的工作過程，讓學(xué)生進(jìn)一步明確了通電螺線管與永磁體的區(qū)別，通過觀察黑匣子中的物體結(jié)構(gòu)，知道了電磁鐵與永磁體的區(qū)別與練習(xí)，即復(fù)習(xí)了舊知，又激發(fā)了學(xué)生的好奇心和求知欲，水到渠成地導(dǎo)入了新課，并順利地解決了新課中的第一個(gè)問題：電磁鐵的結(jié)構(gòu)與原理。接下來的過程中，老師引導(dǎo)學(xué)生利用生活中的常見物品大鐵釘、漆包線等自制電磁鐵，即深化了學(xué)生對(duì)電磁鐵結(jié)構(gòu)與原理的理解，又培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，更為學(xué)生探究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)準(zhǔn)備了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)器材。接著學(xué)生經(jīng)歷了科學(xué)探究電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與哪些因素有關(guān)的過程，通過合作交流得出了正確的結(jié)論。最后學(xué)生又自主探究電磁繼電器的相關(guān)知識(shí)。通過課堂檢測，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)本節(jié)課的知識(shí)掌握較好。 由本節(jié)課，我組認(rèn)為，利用生活、生產(chǎn)中的廢舊物品自制實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行科學(xué)探究