視頻標(biāo)簽：電磁感應(yīng),劃時代的發(fā)現(xiàn)

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視頻課題：人民教育出版社選修3-2第四章電磁感應(yīng)第一節(jié)劃時代的發(fā)現(xiàn)-安徽省優(yōu)課

教學(xué)設(shè)計、課堂實錄及教案：人民教育出版社選修3-2第四章電磁感應(yīng)第一節(jié)劃時代的發(fā)現(xiàn)-安徽省優(yōu)課

  電磁感應(yīng)（人教版選修3-2）
                      第一節(jié)  劃時代的發(fā)現(xiàn)
                                 
                         
 
【教學(xué)設(shè)計說明】
 
奧斯特發(fā)現(xiàn)“電流的磁效應(yīng)”和法拉第發(fā)現(xiàn)“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”， 揭開了人類社會邁進電氣化時代的序幕，這段科學(xué)史也是科學(xué)思維中傳統(tǒng)與創(chuàng)新交鋒和突破的生動事例，它同時還展示了創(chuàng)新思維的重要和時代局限性對創(chuàng)新的羈絆。因此這節(jié)教材是課堂教學(xué)中對學(xué)生進行科學(xué)方法和科學(xué)精神教育的好素材。本教案在設(shè)計時，以“統(tǒng)一和諧思想”為暗線和“發(fā)現(xiàn)”為明線，運用科學(xué)史情景的探究教學(xué)方法，把學(xué)生帶到歷史上探究的事件中去，借鑒歷史的發(fā)現(xiàn)過程，采用引導(dǎo)和活動相結(jié)合的形式，讓學(xué)生了解當(dāng)時的知識和認(rèn)識背景，，讓學(xué)生體驗科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程，體驗他們研究的思路與方法，充分感悟科學(xué)家的科學(xué)方法和科學(xué)精神。從而很好地啟迪學(xué)生的心靈，培養(yǎng)并提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
本節(jié)課作為電磁感應(yīng)的開端，對后續(xù)的學(xué)習(xí)具有重要的影響。在教學(xué)中，引領(lǐng)學(xué)生走進電磁感應(yīng)，激起對電磁感應(yīng)現(xiàn)象的濃厚興趣，這是本節(jié)教學(xué)的基本出發(fā)點。為達到上述目的，教學(xué)設(shè)計以豐富多彩的視頻、圖片、課件、實驗輔助教學(xué)，在趣味學(xué)習(xí)活動中貫徹快樂學(xué)習(xí)的理念。
 
【教學(xué)目標(biāo)】
（1）關(guān)注電流磁效應(yīng)和電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)過程，了解相關(guān)的物理學(xué)史。
（2）體會科學(xué)探索的過程特征；感受科學(xué)家的科學(xué)探索精神；感悟科學(xué)與技術(shù)、社會的重要關(guān)系，樹立人文精神。
（3）了解信念和機遇在科學(xué)發(fā)現(xiàn)中的作用；辯證認(rèn)識傳統(tǒng)觀念對科學(xué)發(fā)展的利與弊。
（4）以科學(xué)家不怕失敗、勇敢面對挫折的堅強意志激勵自己。
【教學(xué)重點】
知道與電流磁效應(yīng)和電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)相關(guān)的物理學(xué)史。領(lǐng)悟科學(xué)探究的方法和艱難歷程。培養(yǎng)不怕失敗、勇敢面對挫折的堅強意志。
【教學(xué)難點】
領(lǐng)悟科學(xué)探究的方法和艱難歷程。培養(yǎng)不怕失敗、勇敢面對挫折的堅強意志。
【教具】
1、教師演示用：電源，靈敏電流計、開關(guān)、螺線管，鐵芯，導(dǎo)線若干。
【教學(xué)過程】
一、引入新課
1、激起思考：愛因斯坦的遺憾  從愛因斯坦的統(tǒng)一場引出電和磁的統(tǒng)一場。
二、進行新課
  激發(fā)興趣----視頻
教師提問：從視頻當(dāng)中可以發(fā)現(xiàn)什么信息？引出
（一）奧斯特夢圓“電生磁”
1、奧斯特是怎樣發(fā)現(xiàn)電生磁的？
   學(xué)生講述奧斯特電生磁的故事。
 老師追問：是不是一帆風(fēng)順的？
 
2. 學(xué)生閱讀教材與老師結(jié)合課件簡介奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)前科學(xué)界對電和磁的認(rèn)識以及激勵奧斯特尋找電與磁的聯(lián)系的信念。
幾經(jīng)研究終未果：失敗的實驗---受縱向力的約束。
給學(xué)生提供實驗器材，讓學(xué)生思考如何設(shè)計探究電生磁的實驗，讓學(xué)生體會奧斯特也是受到了傳統(tǒng)經(jīng)驗的影響。
 機遇青睞局限破：成功的實驗---橫向力的問世。
 
（二）法拉第心系“磁生電”
1、對稱思考創(chuàng)新路。
法拉第關(guān)于電磁的對稱性思考：電和磁是一對統(tǒng)一和諧對稱的自然現(xiàn)象.
法拉第初期觀點：受奧斯特等科學(xué)家的實驗啟發(fā)，既然靜電能感應(yīng)靜電，磁能感應(yīng)磁，電流能產(chǎn)生磁，那么，依此類推，磁也能產(chǎn)生電流，電流也應(yīng)該能產(chǎn)生電流。
2、教師介紹：科學(xué)的道路決不平坦，法拉第于1824年、1825年和1828年做過三次集中的實驗研究，然而均以失敗告終。
［課件演示］ ：思維定勢路漫長
實驗1:先將一個強磁鐵放在導(dǎo)線旁邊，再將導(dǎo)線與電流計相連。
 

實驗2：他用兩根長約4m的導(dǎo)線平行放置, 相隔約兩張紙厚的距離, 先把其中的一根導(dǎo)線接到電池的兩端通電,再把另一根與電流計相連。

實驗3：把一根螺旋線與電池兩極聯(lián)接，直導(dǎo)線穿過它，后者兩端連接電流計。
 
實驗4： 將實驗2中的直導(dǎo)線與電池兩極相連, 螺線管與電流計連接。
 
每個實驗將裝置呈現(xiàn)后由學(xué)生先預(yù)測結(jié)果，教師再通過實驗進行檢驗，以增加懸念，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。讓學(xué)生感受科學(xué)家在面對失敗時所表現(xiàn)出的堅忍不拔的精神。
 
3、課件介紹：1831年8月29日，法拉第把兩個線圈繞到同一個鐵環(huán)上，他發(fā)現(xiàn)，當(dāng)把與電池、開關(guān)相連的線圈A的開關(guān)2接通，使線圈A中的電流由零增大到某恒定值的瞬間，在閉合線圈B附近的小磁針偏轉(zhuǎn)、振動并且最終停在原來的位置上。當(dāng)把線圈A的開關(guān)2斷開，使線圈A中的電流由某恒定值減小到零，在此瞬間，閉合線圈B附近的小磁針反向偏轉(zhuǎn)、振動并且最終停在原來的位置上。
讓學(xué)生演示此實驗體驗科學(xué)發(fā)現(xiàn)需要有敏銳洞察力和抓住稍縱即逝的現(xiàn)象的頭腦。
4  “偶然”發(fā)現(xiàn)猶迷茫。
法拉第不明白的是到底是線圈A當(dāng)中的電流在線圈B中感應(yīng)出的電流，還是線圈當(dāng)中的電流產(chǎn)生的磁場感應(yīng)出的電流呢？指針為什么不是來回擺動呢?他百思不得其解。他給他的朋友菲利普斯寫了一封信。課件展示信的內(nèi)容。
老師引導(dǎo)并設(shè)置問題:法拉第也曾迷茫，但從普通的磁鐵中獲得電的信念絲毫沒有動搖。
法拉第做了進一步的思考：線圈A和鐵芯是不是產(chǎn)生這一效應(yīng)的必要條件呢？
老師提問：如果你是當(dāng)時的法拉第接下來你會怎么辦？
學(xué)生自由發(fā)言。說出自己的想法。
意在帶領(lǐng)學(xué)生進入法拉第時代體會法拉第的進一步研究與思考。
5 深入探究得真諦。
法拉第做了進一步的研究 如圖所示
 
 
經(jīng)過大量的實驗最終法拉第得出：磁生電在暫態(tài)處。這里的暫態(tài)是指運動和變化。
1831年11月24日，向英國皇家協(xié)會宣布了磁生電的原因。這就是：變化的電流，變化的磁場，運動的恒定電流，運動的磁鐵，在磁場中運動的導(dǎo)體。他把這些現(xiàn)象定名為電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。
 
6 提出問題：法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象之前的實驗都一一失敗了，失敗的原因是什么呢？學(xué)生總結(jié)。
啟迪：從原因分析可以看出，這些實驗都是在以往經(jīng)驗的啟發(fā)下，通過類比方法設(shè)計的。科學(xué)研究是立足于已知去探索未知，總是以已有的知識和方法、經(jīng)驗和理論為指導(dǎo)去進行研究的。這種指導(dǎo)作用是必要的、有益的，但同時也會帶來限制和束縛，特別是對于新領(lǐng)域的開創(chuàng)性的研究工作。只有善于突破傳統(tǒng)，才能創(chuàng)新。
 
7 提出問題：經(jīng)長達10年的艱苦探索，法拉第終于發(fā)現(xiàn)了“磁生電”現(xiàn)象，并且認(rèn)識到“磁生電”是一種在變化和運動過程中才出現(xiàn)的非恒定的暫態(tài)效應(yīng)。你認(rèn)為法拉第成功的“秘訣”是什么？
學(xué)生對比失敗的原因總結(jié)出成功的秘訣。意在讓學(xué)生感受----成功屬于堅持不懈的有心人。
 
8 課件展示：跑來跑去的科拉頓的。意在讓學(xué)生理解科學(xué)探究中要敢于打破傳統(tǒng)經(jīng)驗，敢于創(chuàng)新，才能有突破。讓學(xué)生能深刻領(lǐng)悟法拉第的創(chuàng)新思維的偉大。
 
總結(jié)：電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)實現(xiàn)了電與磁第二次握手，是一個劃時代的發(fā)現(xiàn)，它揭開了人類社會邁進電氣化時代的序幕。
 
9 統(tǒng)一思想有繼承。課件展示 麥克斯韋正是繼承了法拉第場的思想，并找到了麥克斯韋方程組使電磁學(xué)的統(tǒng)一得到了更為完善發(fā)展。愛因斯坦 ，溫伯格和等薩拉姆在統(tǒng)一場上的研究成果，進一步讓學(xué)生感受法拉第光輝思想的后續(xù)影響。從電和磁的統(tǒng)一場又上溯到了引力場和電磁場的統(tǒng)一場。
從某種意義上說，物理學(xué)的歷史就是尋找不同自然現(xiàn)象之間的聯(lián)系，追求統(tǒng)一解釋的歷史。
最后以對學(xué)生提問的方式結(jié)束。意在讓學(xué)生對法拉第的科學(xué)思想有所感所悟，激發(fā)他們對科學(xué)研究的興趣，引領(lǐng)他們能夠自主，自愿，能夠帶著堅定的信念，敏銳的洞察力，以及堅韌不拔的氣勢走進偉大而神圣的物理殿堂，去發(fā)現(xiàn)物理學(xué)當(dāng)中更多的美。
 
 板書設(shè)計：                第一節(jié)  劃時代的發(fā)現(xiàn)
 
 
 

統(tǒng) 一 思 想

 縱向力橫向力
 
奧斯特                        電流的磁效應(yīng)   

	發(fā)現(xiàn)

 
 
 

法拉第                         電磁感應(yīng)現(xiàn)象
      恒定磁場變化磁場
            
           創(chuàng) 新 思 維
 

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