《怎樣產(chǎn)生感應電流》教學設(shè)計模板
(一)[設(shè)計意圖]
法拉第電磁感應現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，凝聚了法拉第十年的心血，是一個艱辛而漫長的探究過程，我們今天的學習，不可能要求學生在短短的一節(jié)課時間內(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)的教學重點應在于引領(lǐng)學生在探究過程中領(lǐng)會科學的研究方法，形成正確的探究觀念和探究意識；在于通過物理學史的介紹，使學生被科學家的精神所感動，從而達到發(fā)展學生積極的情感、態(tài)度和價值觀的教學效果！！
（二）引入
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”實驗，啟發(fā)思考：磁 -->電？
說明：以故事引入新課，一方面能激發(fā)學生的興趣，另一方面是本節(jié)課以“逆向思維”為主線的起點。
二、對探究磁－－>電實驗器材的選擇
1、引導學生對“電 磁”實驗中各部分器材作用的分析：
(1)電源——產(chǎn)生電流；
(2)導線和開關(guān)——形成閉合電路；
(3)小磁針——檢驗磁場的產(chǎn)生
2、繼續(xù)運用“逆向思維”選擇磁 電實驗器材：
(1)磁鐵——產(chǎn)生磁場；
(2)導線和開關(guān)——形成閉合電路；
(3)電流表——檢驗電流的產(chǎn)生。
說明：①啟發(fā)學生思考如何選擇檢驗電流產(chǎn)生的儀器，學生可能有小燈泡、電動機、電流表等方案，類比奧斯特實驗中選用靈敏的小磁針，確定選用靈敏電流計； ②在這一過程中，同學們面前擺放的是電 。磁實驗器材，并且要求他們合上課本，運用“逆向思維”對實驗所需器材進行分析推理。
三、探究磁 電的實驗過程
1、閉合開關(guān)、觀察的電流計的指針沒有偏轉(zhuǎn)；
2、師生共同分析是否因為磁場不夠強，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線的不同位置后閉合開關(guān)；
3、在“失望”地認為磁不能產(chǎn)生電后，教師似“無意間”拿走馬碲形磁鐵，學生們突然發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)了，重復實驗，發(fā)現(xiàn)磁的確能產(chǎn)生電流；
4、得出初步結(jié)論：“運動”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)電磁感應現(xiàn)象的探究歷程（見附錄2）
四、學生動手實驗，探究“運動”是否是磁生電的充分條件？
1、給學生提供靈敏電流計和馬蹄形磁鐵，進行分組實驗；
2、學生通過實驗可能會發(fā)現(xiàn)，雖然導線在運動，但在如下情況不能產(chǎn)生電，如：①開關(guān)斷開；②導線里外運動；③導線上下運動。
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)生感應電流的條件——切剖磁感線。
說明：①從“四”到“五”的過渡語言：因為磁場是看不見摸不著的特殊物質(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:為什么同樣是導體在磁場中運動，產(chǎn)生的現(xiàn)象卻不同?
②把地板和天花板分別比喻成磁體的`N極、S極，請同學們舉手表示“磁感線”，教師用手中的教棒模擬切割磁感線運動，進一步加強同學們對“切割”的感性認識。如果想讓學生親身體會一下“切割”的感覺 ，只要兩人合作，一人舉手代表磁感線，另一人舉手代表導體，十分方便有效！
六、換用不同的磁鐵或線圈進一步驗證產(chǎn)生感應電流的條件后，打開課本理解法拉第的電磁感應定律。
七、練習鞏固
說明：若時間允許補充說明物理學中引入圖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，就像物理學中引入了很多字母，但總有一部分同學不喜歡用，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，如圖中圓圈表示導體里外放置，是因為當導體運動到圖示位置時，我們從正面只能觀察的其橫截面，同理圖2也是如此，在教學過程中我們可利用課件或?qū)嵨铮寣W生觀察到動態(tài)的過程，從而真正達到理解的效果。
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凹坑，坑越?jīng)_越大，當它深度超過石獅的一半時，石獅便向上游方向滾進坑里，這樣年復一年，石獅就自然(科學)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)，但實際上卻合情合理，因為事物本來是復雜的，是由多種因素促成的，要想對付復雜的事物，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：
在動物園里，把動物關(guān)在籠子里，游人在園內(nèi)觀賞動物是一般常規(guī)。但是在野生動物園里，動物是放牧式的，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。
美國物理學家瑞利采用逆向思維法取得重大發(fā)明并獲得諾貝爾獎。一次他在測量氮氣密度時，分別采用哈考特法和雷尼奧法，結(jié)果得出的氮氣密度相差千分之一。這么小的誤差對一般人往往很難引起注意。然而瑞利認為這個誤差超出了正常實驗的范圍。于是他采用“逆向思維法”，即不是減少差值，而是相反擴大差值去探索其中原因，經(jīng)過反復試驗終于發(fā)現(xiàn)了氬原子。
另一位科學家蘭米爾，他采用“逆向思維”法，發(fā)明了充氣電燈泡。當時的電燈泡有個致命的弱點，鎢絲通電后很容易發(fā)暗，使用不久燈泡壁就會發(fā)黑。一般人按常規(guī)思維都認為要克服這個毛病必須進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、氮氣、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)氮氣有減少鎢絲蒸發(fā)的作用時，便斷定鎢絲在氮氣中可以延長工作時間。1928年，他由于充氣燈泡的發(fā)明而榮獲帕金獎章。
把思維方法來個一百八十度的大轉(zhuǎn)變，有時竟取得想不到的效果。歷史上有許多科學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”
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”幾個大字，口袋里常裝著一塊馬蹄形磁鐵，一個線圈。就這樣苦思苦想，常驗常試。他先是用磁鐵去碰導線，電流計不動，在磁鐵上繞上導線，還是沒有電。干脆把磁鐵裝在線圈的肚子里，接上電流計，指針依然紋絲不動。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，他又在地下實驗室干了半天，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去，仰身向椅子上坐去。可是就在他仰身向椅子上坐的一剎那間，他忽然看見電流計上的指針向左顫動了一下。他趕快眨了一下眼，再看指針又在正中不動了。他想也許是看花眼了，因為人們在高度集中精力的實驗中，有時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，把個桌子捅得咚咚直響，那電流計上的指針也就像撥浪鼓似的左右搖個不停，原來磁變電是要通過運動!這時法拉第那個賢惠溫柔的妻子薩拉見他到時還不上來吃飯，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，但有一點卻應引起我們特別的注意。就是十年前奧斯特通過實驗將電變成磁，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，抓住這個相似點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)想到以此來檢驗酸堿，竟發(fā)明了化學試劑。善于發(fā)現(xiàn)物與物間的相似，善于由這相似現(xiàn)象進而探究其內(nèi)在的聯(lián)系，這是科學研究的一條重要方法。猶如進瓜地而先理其藤，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)就會層出不窮。
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