電磁鐵教學(xué)大綱設計
電磁鐵教學(xué)大綱設計
【教學(xué)目標】
1．知識和技能。
了解什么是電磁鐵，學(xué)會(huì )制作電磁鐵，認識影響電磁鐵磁性的因素。
2．過(guò)程和方法。
經(jīng)歷探究影響電磁鐵磁性的因素的過(guò)程，能表達自己的觀(guān)點(diǎn)，初步具有評估和聽(tīng)取反饋意見(jiàn)的意識。
3．情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)。
具有“從生活走向物理，從物理走向社會(huì )”的意識，養成主動(dòng)與他人交流合作的精神，樹(shù)立勇于有根據的懷疑、大膽想象的科學(xué)態(tài)度。
【教學(xué)器材】
干電池三節，大鐵釘兩枚，大鋼釘一枚，鋁筒一個(gè)，漆包線(xiàn)（1m和1．2m各一根），小刀一把，電流表一只，大頭針（或細鐵屑）適量，縫衣棉線(xiàn)若干，開(kāi)關(guān)、滑動(dòng)變阻器一只 。
【教學(xué)過(guò)程】
一、引入：從生活走向物理
觀(guān)看錄像，畫(huà)面上出現無(wú)錫鋼鐵總公司廢鋼分公司電磁鐵搬運鐵塊的現場(chǎng)�？赐甑耐瑢W(xué)議一議，猜一猜。
師：你們已經(jīng)看到了什么？
生：這是電磁鐵……
師：還想知道什么？
生甲：什么是電磁鐵？我自己能不能做一個(gè)？
生乙：電磁鐵是怎樣工作的？通過(guò)它的電流有多大？
生丙：想知道電磁鐵能吸住多重的東西。
師：同學(xué)們對這么多的問(wèn)題感興趣，很好。這節課希望同學(xué)們能解決一些問(wèn)題，同時(shí)又產(chǎn)生許多新的問(wèn)題。
評：聯(lián)系實(shí)際，激發(fā)興趣。
二、制作電磁鐵
閱讀課本，知道什么叫電磁鐵、怎樣制作電磁鐵。依照課本的指導，自主選擇器材。大約八、九分鐘后，各組都制作完畢。（提醒學(xué)生用小刀將兩頭的絕緣漆刮掉。）
生甲：用1m細漆包線(xiàn)在大鐵釘上順一個(gè)方向繞制60匝的線(xiàn)圈，再用棉線(xiàn)在漆包線(xiàn)表面纏繞一層，使漆包線(xiàn)不致松散，這樣就制成了一個(gè)電磁鐵。同樣的方法，用1．2m細漆包線(xiàn)在另一大鐵釘上繞了80匝制作了另一個(gè)電磁鐵。
生乙：我們也制作了兩個(gè)電磁鐵，不同的是一個(gè)繞在鐵釘上，另一個(gè)繞在鋼制的水泥釘上。我們想看看它們有什么不同。
生丙：我們做了三個(gè)電磁鐵，除了跟甲一樣外，我們還在鋁筒上繞了一個(gè)60匝的電磁鐵。
師：手腳真夠快的，是不是經(jīng)常幫媽媽繞毛線(xiàn)？（生愉快地笑了。）
生�。阂�、丙兩位同學(xué)看書(shū)不認真。繞在鋼釘或鋁筒上不能叫電磁鐵。生丙：書(shū)上說(shuō)的不一定都對！亞里土多德曾經(jīng)說(shuō)過(guò)“我愛(ài)老師，我更愛(ài)真理”。我們想研究一下，同樣是金屬，鋁筒究竟可不可以。（同學(xué)們給了他熱烈的掌聲。）
師：丙同學(xué)的這種敢于懷疑、勇于探究的精神的確值得稱(chēng)道。
評：在平等的關(guān)系中，培養學(xué)生自主探究的能力。
三、實(shí)驗探究：影響電磁鐵磁性大小的因素
1．猜想。
師：“電磁鐵能吸住多重的東西”，也就是電磁鐵的磁性大小。那么，電磁鐵的磁性大小究竟跟哪些因素有關(guān)呢？各個(gè)小組討論一下，然后把你們的觀(guān)點(diǎn)告訴大家。
甲組：跟通過(guò)漆包線(xiàn)的電流、它兩端的電壓以及漆包線(xiàn)的電阻有關(guān)。
乙組：還應當與線(xiàn)圈的匝數多少有關(guān)。
丙組：我們認為甲組的觀(guān)點(diǎn)有些重復，根據歐姆定律，電壓和電阻的共同作用就是電流，所以，我們的觀(guān)點(diǎn)是：通過(guò)漆包線(xiàn)的電流大小和線(xiàn)圈匝數的多少會(huì )影響電磁鐵磁性的 大小。
師：大家的猜想都有道理，相比之下，丙組的猜想比甲組更合理一些。
丁組：電磁鐵磁性的大小跟鐵芯的粗細有關(guān)，越粗磁性越強。
師（有些驚訝）：你們的這個(gè)猜想的確與眾不同，坦率地講，我也說(shuō)不清楚鐵芯的粗細是否對電磁鐵的磁性有影響。給的器材里2枚大鐵釘也是一般粗，不過(guò)，課后我們一起來(lái)研究。謝謝你們，能提出這么好的猜想來(lái)，讓老師也大開(kāi)眼界。
評：教師真實(shí)地在學(xué)生面前暴露自己的無(wú)知（甚至有意識地表現自己的無(wú)知），與學(xué)生一起探討問(wèn)題，使學(xué)生去除對教師的神秘感和權威感，主動(dòng)承擔探究的責任。
2．方案。
電流、匝數都影響電磁鐵的磁性，各組討論，解決以下問(wèn)題：
�。�1）采取何種步驟？（A．保持匝數不變，磁性與電流的關(guān)系；B．保持電流不變，磁性與匝數的關(guān)系。）
�。�2）用什么方法來(lái)反映電磁鐵磁性的強弱？（用吸引鐵屑的多少，用吸引大頭針的多少，用彈簧秤的方法。）
�。�3）用什么方法來(lái)改變通過(guò)電磁鐵的電流？（增減電池個(gè)數；或者用滑動(dòng)變阻器。）
在研究“保持電流不變，磁性與匝數的關(guān)系”實(shí)驗中，甲組依照這樣一個(gè)方案進(jìn)行探索（如圖）。我們把它貼在黑板上，讓大家展開(kāi)討論。
甲組解釋說(shuō)：將兩個(gè)電磁鐵分別接在相同的兩節干電池上，通過(guò)它們的電流是相同的，就可以研究“保持電流不變，磁性與匝數的關(guān)系”。
制作
1m的漆包線(xiàn)做成50匝的電磁鐵，1.2m漆包線(xiàn)做成的80匝的電磁鐵
設計
分別將兩個(gè)電磁鐵接在同一個(gè)電源泉上，設計簡(jiǎn)單、思路明朗
記錄
線(xiàn)圈的匝數（匝）
50
80
吸引的圖釘（個(gè)）
5
9
結論
“電流一定時(shí)，匝數越多電磁鐵的磁性就越強”
師：同學(xué)們來(lái)評價(jià)他們的方案。
生甲：這個(gè)方案步驟簡(jiǎn)單，操作方便。
生乙：這個(gè)方案不可行。甲組認為電磁鐵兩端的電壓相同，電流就相同，事實(shí)上這兩個(gè)電磁鐵的電阻是不同的（漆包線(xiàn)分別為1m和1．2m）。如果采用這個(gè)方案，結果是不可信
的。
師：乙生的評價(jià)很中肯。同學(xué)們要在討論中嘗試評估他人的方案，有從評估中吸取經(jīng)驗教訓的意識，從而改進(jìn)探究方案。
評：“探究?合作?發(fā)展”的新理念在這里撒下了種子。
3．收集實(shí)驗數據（略）。
各個(gè)組在經(jīng)歷和15分鐘的探索后，得出“磁鐵通電時(shí)有磁性，斷電時(shí)無(wú)磁性；通過(guò)電磁鐵的電流越大，磁鐵的磁性越強；電磁鐵線(xiàn)圈的匝數越多，磁性越強”的結論�？梢钥� 出，同學(xué)們還有很多想法渴望得到交流。
四、交流和評價(jià)
師：在經(jīng)歷和體驗了快樂(lè )的探究后，你有哪些收獲？
生甲：我知道了電磁鐵的構造。
生乙：我知道了怎樣控制電磁鐵的磁性大小。
生丙：我又一次品嘗到了運用控制變量法來(lái)研究問(wèn)題的快樂(lè )。
生�。何覀兘鉀Q了一些問(wèn)題，可又有了一些新發(fā)現，這讓我很興奮。（教師和學(xué)生都開(kāi)心地笑了。）
師：都有哪些新發(fā)現？
生甲：我們發(fā)現用鋼芯也可以吸起大頭針，不同的是，斷電后它仍然有磁性，這樣反而不方便。
生乙：我們用鋁筒代替鐵釘，發(fā)現它不能吸起大頭針，說(shuō)明電磁鐵只能用鐵芯來(lái)做。關(guān)于這一點(diǎn)，我相信認識得最深刻的只有我們組。（生笑）
師：為什么？
生乙：聽(tīng)來(lái)的容易忘，看來(lái)的記不住，只有動(dòng)手做才能學(xué)得會(huì )。（掌聲一片。）
師：說(shuō)的好。我們都要將這種“動(dòng)手實(shí)踐、親歷體驗”的學(xué)習方法發(fā)揚光大。
生丙：老師，我還有一些不明白的問(wèn)題。
師：請告訴同學(xué)們。
生丙：滑動(dòng)變阻器是不是電磁鐵？
話(huà)音剛落，學(xué)生們就開(kāi)始爭論，有說(shuō)是的，有說(shuō)不是的。
師：“聽(tīng)來(lái)的容易忘，看來(lái)的記不住，只有動(dòng)手做才能學(xué)得會(huì )”，你們去研究吧。（生會(huì )意地點(diǎn)點(diǎn)頭。）
于是大家觀(guān)察探究，首先看到線(xiàn)圈內部是瓷的，然后撒一些細鐵屑發(fā)現它沒(méi)有被變阻器的線(xiàn)圈所吸引，就這些現象大家討論后有以下幾種看法。
生甲：變阻器不是電磁鐵，因為它內部不是鐵心而是瓷心。
生乙：電流通過(guò)它只有熱效應，不會(huì )有磁效應。
生丙：不對！電流周?chē)隙ù嬖诖艌?chǎng)，它會(huì )不會(huì )采用特殊繞法，使磁性正好抵消，所以它對外不顯磁性。
師（非常激動(dòng)）：同學(xué)們的研究和推理極具想象力，你們的創(chuàng )新能力讓老師欽佩！盡管我們還不知道它究竟是怎么回事，可這種敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng )新的精神會(huì )使我們終身受益 。
評：給學(xué)生一個(gè)沖突，讓他們自己去討論：給學(xué)生一個(gè)空間，讓他們自己往前走。這里沒(méi)有標準的答案，但會(huì )留下合作探索的足跡。
五、從物理走向社會(huì )
再看錄像，聽(tīng)聽(tīng)無(wú)錫鋼鐵總公司廢鋼分公司技術(shù)員介紹有關(guān)電磁鐵的一些數據。例如，電磁鐵的工作電流為300A，能吸起3t的廢鐵等等。
課后要求學(xué)生訪(fǎng)問(wèn)下列網(wǎng)點(diǎn)，了解電磁鐵的種類(lèi)以及工作環(huán)境，寫(xiě)一篇調查報告“電磁鐵在生活中的應用”。
評：通過(guò)從生活到物理的認識過(guò)程，激發(fā)了學(xué)生的求知欲；通過(guò)從物理到社會(huì )的應用過(guò)程，培養了學(xué)生終身的探索興趣。
作者后語(yǔ)：
“電磁鐵”這一節，依照人教版《教師教學(xué)用書(shū)》的意見(jiàn)，只需一課時(shí)。我在處理這節課時(shí)，將它分成兩節課來(lái)上，其目的就是讓學(xué)生更加充分地經(jīng)歷“制作──猜想──探 究──交流──一評價(jià)”的過(guò)程。
�。�1）給學(xué)生一個(gè)選擇的機會(huì )，使他們探究更加主動(dòng)、徹底。
特意將大鐵釘、大鋼釘、鋁筒等放在一起，讓好奇的學(xué)生去思考探索“插入不同種類(lèi)的物體會(huì )有什么不同？”這對培養學(xué)生終身學(xué)習的興趣是很有神益的。
�。�2）勇于懷疑，就是創(chuàng )新學(xué)習的開(kāi)始。
“書(shū)上說(shuō)的都是對的嗎？”這還僅僅是一種懷疑；“聽(tīng)來(lái)的容易忘，看來(lái)的記不住，只有動(dòng)手做才能學(xué)得會(huì )�！边@已經(jīng)是一種實(shí)實(shí)在在的繼承；“滑動(dòng)變阻器是不是電磁鐵？”“它會(huì )不會(huì )采用特殊繞法，使磁性正好抵消，所以它對外不顯磁性”。這的確就是一種創(chuàng )新，一種觀(guān)念、視野、意識的創(chuàng )新。
�。�3）給學(xué)生鋪墊一個(gè)交流的平臺，讓他們學(xué)會(huì )評價(jià)、學(xué)會(huì )合作。
�。�4）滲透STS教育，樹(shù)立“從生活走向物理，從物理走向社會(huì )”的意識。
為了達到此目的，我們除了在課堂上讓學(xué)生觀(guān)看電磁鐵工作的場(chǎng)面，課后還特意帶學(xué)生到無(wú)錫鋼鐵總公司廢鋼分公司電磁鐵搬運鐵塊的現場(chǎng)參觀(guān)調查，讓學(xué)生在開(kāi)放的環(huán)境下更加深刻地感受到“科學(xué)知識的真實(shí)、有用、有趣”。
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