3.2磁感应强度教学设计详案.doc

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1、 指导思想与理论依据 本节课的设计理念：通过本节教学，不仅要让学生学到基本的物理知识与技能，还要让学生体验科学探究过程。在传授知识的同时，要更多地注重学生知识的形成过程。重视问题猜想、实验设计与改进、数据处理等探究过程，以培养学生实验探究的能力，促进学生探索自然、理解自然的兴趣与热情，同时培养学生小组交流与合作意识，对学生的终身发展产生积极的影响。教学背景分析教学内容： 电磁学是高中物理的主干知识；而磁场和电场一样都是电磁学的核心内容；本章的内容，特别是对磁场性质的定量描述，即磁感应强度，是电磁学的几本概念之一，是本章的重点，是学习“磁场对通电导线的作用，磁场对带电粒子的作用”一个重要的基础，

2、也是以后学习电磁学中“电磁感应”、“交流电”及“电磁场”的基石，同时磁场知识又在工农业生产和科技发展中有着广泛的应用。 基于教材分析及普通高中物理课程标准的要求，确定本节教学的重点是：理解磁感应强度的定义，以及应用磁感应强度的定义式进行有关计算。学生情况： 学生已有的认知水平和能力基础：学生通过对“静电场”的学习，已知道电场强度的定义，包括方向的规定、大小的计算公式等。学生对于比值法定义已有一定的认识，对“磁场有关知识”有一定感性认识基础，通过上一节课的实验，学生已经意识到，在磁场中不同位置，磁场往往具有不同的方向和强弱。同时高二学生已经具有较强的逻辑思维能力，而且具有一定的质疑、猜想和实验探

3、究的素养。掌握一定的科学方法和实验技能。 学生学习本课可能遇到的困难和问题：电流元的概念、如何进行探究实验并得出结论以及通电导线的摆放对其受力大小的影响。 综上考虑，将本节课的难点确定为：实验探究磁感应强度的方法，以及比值法定义磁感应强度。教学方式： 磁感应强度是本章的重点和难点，要让学生能理解磁感应强度的概念和定义就要让学生亲自去体验、去探究、去得出结论，这是突破难点和重点的重要手段，因此本节课选择借助与电场的类比，促进学生深入认识物理现象之间的联系，同时辅以启发式教学，引导学生应用常用的研究方法，并在此基础上理解磁感应强度的概念和定义，以体现教师主导作用。教学手段： U型磁铁、强磁铁、干电

4、磁、自制线圈、导线、滑动变阻器、铁架台、投影仪、PPT、DISlab7.0软件、力的传感器、电流传感器、磁感应强度传感器技术准备：了解DISlab7.0软件的使用方法；熟练熟练掌握力的传感器、电流传感器、磁感应强度传感器的使用方法。 教学目标与重点、难点设计教学目标：（一）知识与技能1.理解磁感应强度B的定义，了解比值定义法。2.知道磁感应强度是矢量，知道它的大小及其方向的确定方法。3.会用公式F=BIL计算。4.了解一些常见的磁场的磁感应强度。（二）过程与方法1.利用类比法，与电场进行对照，引导学生找到探究磁感应强度大小的方法。2.让学生利用控制变量法定性分析磁场力与电流大小、放入磁场中的导

5、线的长度、磁场强度的关系。3.利用数字化仪器进一步定量分析，分别得到磁场力与电流、导线的长度成正比的关系。4.利用比值定义法总结得出的关系。5.应用磁感应强度传感器验证试验数据，让学生理解，影响磁感应强度的因素。（三）情感、态度与价值观1.相信客观存在与客观规律，经历合作探究过程，领略科学探究中的思想。 2.使学生学会由个别事物的个性来认识一般事物的共性的科学方法。教学重点、难点：教学重点：磁感应强度的物理意义教学难点：磁感应强度概念的建立。教学过程(文字描述) 环节一：引入新课教师提问： 问题1：桌子上放着几块形状大小都不相同的磁铁，哪一个的磁性最强？ 哪个磁铁可以把椅子吸起来？学生猜测学生

6、活动：尝试用不同的磁铁吸椅子。师：磁性的强弱，不能简单的通过磁铁的形状、大小来判断，我们要描述它就要引入一个物理量。所以我们这堂课的任务就是找到描述磁场性质的物理量。环节二：合作探究，构建新知师：磁场看不见摸不着，要想描述它并不简单。那么通过以往的学习，有没有类似的经验可以借鉴？谁也是看不见摸不到的？我们用什么物理量来描述的？生：电场；用电场强度E来描述。师：来复习一下电场的内容。放个点电荷想知道周围A点的电场有多强，我们是怎么做的？生：将试探电荷q放在A点，看它的受力。师：我们派出一个试探电荷去侦察情况，虽然电场看不见摸不着，但我们可以通过电场对试探电荷的作用力来反映电场的特性。同样我们可以

7、在B点放一个试探电荷q。那么我们是如何从两个试探电荷的受力，判断电场的强弱呢？是不是直接比较两个力的大小？力越大电场越大？生：不是。电场强度的定义是通过受力与电量的比值定义的。师：为什么它们的比值可以反映电场的强弱？如果我们改变试探电荷的电量。变为原来的2倍，这个比值如何变化？生：不会变化。师：在同一个位置，该比值是恒定的；而不同位置这个比值往往不一样。电场强这个比值就大，与试探电荷无关。所以它可以反映电场本身的性质。我们通过试探电荷来探测电场的强弱。那么磁场的强弱又该派谁去探测呢？当然是要能感受到磁场对它有作用的物质，谁比较好呢？生：小磁针/通电导线第一块内容：磁感应强度的方向演示实验：小磁

8、针在磁场中的受力师：放一个小磁针，静止后我们可以看到N极和S极受力的方向；放更多的小磁针，我们可以看到不同位置的小磁针所指的方向是不同的，看来我们研究的磁场是有方向的。在物理学中，我们把在磁场中，小磁针静止时N极所指的方向定义为磁场的方向。第二块内容：磁感应强度的强弱第一步：确定探测磁场强弱的物质师：我们能否利用N极的受力大小来反映磁场的强弱呢？N极的受力大小能否单独来测量？生：不能。因为小磁针的N极和S极是同时存在的。师：通电导线可以吗？生：可以。磁场对通电导线也有力的作用。师：U型磁铁周围的磁场可能不同。若我想知道某一点的磁场强弱，对于放入的通电导线有什么要求？生：要做的尽量小一些。师给出

9、电流元的概念：很短的一段通电导线中的电流I与导线长度L的乘积IL. 第一步：实验仪器选择与设计设计实验：师：电流元是理想化的模型，现实中不存在，实验也不易操作。在什么条件下，可以把试探通电导线做的大一些？学：如果空间各点磁场的强弱和方向都是一样的，那么我们就可以把导线拉长。用一段较长的导线，代替电流元。师：这样的场存在吗？如果忽略磁体的边缘效应，就可以把蹄形两极之间的场看成匀强磁场。第三步：猜想磁场中通电导线受力大小的影响因素并提出解决办法。 思考1：如何判断导线受力的大小？ 思考2：导线受力大小可能会与哪些因素有关？ 猜想一：可能与电流大小有关猜想二：可能与放入磁场中导线的长度有关 猜想三：

10、可能与磁场强度有关 第四步：学生分组实验，得到磁场力与电流及通电导线和磁场强弱的定性关系。共分为8组，1、2组探究力与电流的关系；3、4组探究力与在磁场中导线的长度的关系；5、6组探究力与磁场强弱的关系；7、9组随意探究1、2组代表作实验报告：方案一：通过滑动变阻器改变电流大小。实验注意事项：1.安培表“+”、“-”接线柱要注意 2.观察摆角时，为了便于观察，要让线框静止结论：电流越大，力越大3、4组代表实验报告方案二：通过增加相同U型磁铁数目.方案三：增加导线匝数 注意事项：1.因为两个磁铁间存在斥力，增加磁铁时，要用手固定住两个磁铁。 2.增加导线匝数时，电路中的总电阻增加，要保证电流不变

11、，需要调节滑动变阻器 结论：导线越长，力越大5、6组电表实验报告：方案四：更换磁铁注意事项：更换磁铁时，要确保磁铁的位置不变。结论：磁场越强，力越大7、8组补充导线的受力好像和摆放在磁场中的角度有关疑问：在做实验时，导线已经摆出了两个磁极对应的匀强磁场区域怎么办？ 第五步：实验改进，与新仪器的介绍。师：如何解决线框摆动的问题生：调整磁场方向，让导线受到竖直方向的力。 教师改进：为加大实验精度采用传感器代替电流表和弹簧磁力计。并用版型磁铁代替U型磁铁产生水平匀强磁场。教师介绍实验仪器和力的传感器的使用方法。转动线框观察通电线框受力和导线与磁场摆放角度的关系。结论：平行放置导线受力最小；垂直放置导

12、线受力最大。教师定性实验：垂直放入磁场中的导体受力的影响因素实验操作：保持磁场不变，测量不同长度、不同电流下导线受力的大小。第六步：用Excel处理实验数据，分析误差得到磁感应强度的定义公式。思考：如何利用获得的数据，分析F与I、L的定量关系？生：1.保持磁场和导线长度不变，改变电流大小，测力F，绘制F-I曲线2.保持磁场与电流不变，改变磁场中导线的长度，测力F，绘制F-L曲线师：会有没有其他的办法绘制图像？生：绘制F与IL乘积的关系图 实验：验证更换磁铁观察F与IL是否还有相同的实验规律定义式在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫磁感应强度。第

13、七步：用磁感应强度传感器检验实验数据教师实验：将磁感应强度传感器放入磁场中读出磁感应强度大小，并与上面实验求得的数据进行对比，检验实验的准确性。通过实验了解单位之间的换算。环节三：课堂小结对本节课知识点进行梳理，并对本节课用到的学习方法和实验方法进行小结。板 书 设 计 3.2 磁感应强度一、磁场的方向小磁针静止时N极所指的方向，就是该点的磁场方向，即磁感应强度的方向。二、磁场的强弱定义： （条件垂直）磁感应强度B由磁场自身决定。单位：在国际单位制中，特斯拉，简称特，国际符号是T。1 T=1 三、磁感应强度是矢量教学过程(表格描述)教学阶段教师活动学生活动设置意图技术应用时间安排创设情境播放视

14、频问题1：这辆无轮汽车是如何行驶的？问题2：这种车目前还没有投入市场，自在成都有一辆，其他地方能不能开呢？学生尝试分析，猜想原因引导学生发现磁场是有强弱的。视频2.5分温故知新问题：电场强度是从场的那个性质来定义的呢? 回顾电场强度概念的建立方法与过程类比电场，寻找探究描述磁场强弱的物理量的方法PPT4分问题分析问题1：磁场对哪些物质有力的作用？问题2：我们用什么检验某一点磁场的强弱？小磁针还是通电导线？问题3：通电导线受力大小可能会与哪些因素有关？ 具体如何操作？1.确定定义磁场强弱的方法是比值定义法。2.寻找检验磁场强弱的物体。3.猜想影响因素，提出解决办法建立电流元的感念。确定探究实验的

15、基本雏形。PPT6.5分学生实验巡视、对学生操作进行及时的指导分组合作，得到结论定性得到通电导线受力大小与各因素关系，为下面定量实验做准备学生分组实验仪器4分实验改进问题：如何来测量F、I、L？选择实验器材，改进实验装置让学生对已有的实验装置进行评价，分析实验的不足并提出解决方案PPT4分教师定量实验教师介绍力的传感器的使用方法。采集数据。问题：我们如何对所获得的数据进行处理？观察实验，思考数据处理的方法数字化实验装置；2分数据处理介绍用Excel处理数据的方法实验误差进行分析让学生学会用Excel处理数据。Excel5分实验结论引导学生分析数据得到F与IL乘积的定量关系计算F/IL的比值通过

16、计算让学生发现F/IL的比值可以描述磁场强弱3分知识整理对磁感应强度的定义公式进行总结整理知识点4分检验实验结果用磁场感应强度传感器测量上面实验装置所用磁铁的磁感应强度值与实验值进行比较了解磁感应强度的单位换算增强实验可信度数字化实验装置；2分课堂小结分别从知识、方法等角度对本节内容进行小结总结知识点和主要方法重视知识讲解的同时加强方法的总结PPT3分学习效果评价设计评价方式评价内容评价项目评价等级ABCD自评对本节知识的兴趣浓厚 较浓厚一般弱本节课独立思考的习惯强较强中弱自信心体验到学习成功的愉悦多较多一般少理解别人的思路，与同伴交流的意识好较好一般弱在知识、方法等方面获得收获的程度高较高一

17、般低在分组实验中锻炼效果好较好一般低同伴互评本节课发言的次数多较多一般少发言质量好较好一般差参与分组实验的程度高较高一般低项目A级B级C级个人评价小组评价教师评价听课情况听课认真没有走神、讲闲话现象听课较认真偶尔有走神、讲闲话现象听课不认真严重有走神、讲闲话现象发言情况积极发言，有自己的见解能较少发言，有自己的见解很少发言，不表达自己的见解合作学习情况善于与人合作，虚心听取别人的意见能与人合作，接受别人的意见缺乏与人合作，难以听取别人的意见课堂作业情况认真迅速的完成作业，作业质量高能完成作业，速度比较慢或质量一般不能完成作业我这样评价自己同伴眼里的我本教学设计与以往或其他教学设计相比的特点(3

18、00-500字数) 创新点一：把书本上的演示实验，变成学生的分组实验。目的是让学生在实际操作中感受“控制变量法”。让学生真正理解到这种方法不止停留在“猜想”的环境，更是实验操作的原则。 创新点二：把书本上定性的实验，变成教师的定量实验。这样做是出于概念得出的方法考虑。磁感应强度是通过比值定义的。只有通过定量的实验，真正得到数据，让学生计算，发现真的存在的比值是个不变的量，才能更好的理解磁感应强度的概念。 创新点三：处理数据方式的改进。本次实验采用的数字化实验系统完成的：选择数字化实验设备的原因主要基于以下几点：知识角度考虑，传感器是高中学生应当了解的一块内容。把传感器应用到平时的教学中，有助于学生了解传感器的作用。时间上的考虑。传统的实验仪器测量数据个过程比较漫长，学生读取数据时也会带来实验的误差。传感器可以大大的缩短采集数据的时间和精度。教学效果方面的考虑。传感器获得的数据可以直接传入Excel，通过添加散点图和趋势线的方式，可以对数据迅速处理，很方便的得出图线的函数表达式。这种方式可以让学生回避处理大量数据的过程，在课堂上就能感受到成功的喜悦。10