“电磁感应现象”实验创新教学设计，本文主要内容关键词为：电磁感应论文,教学设计论文,现象论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
学生在初中就接触过电磁感应的概念，但初中对电磁感应的定义还不完善。高中教材的内容就是要让学生更深一层次准确理解“电磁感应现象”。教材中的定义很抽象，怎样才能使学生既能轻松接受又能深刻的理解？现以“电磁感应现象”的知识教育为基础，探究解决实际问题的技术教育，将教学过程设计成探究式教学方式（包括理性探究和实验探究），通过对贴近生活的实验探讨，从而努力提高学生的科学技术素质和创新能力。
一、教育目标的思考
当前的中学物理教学比较注重科学知识和科学方法的教育，忽视了技术教育和实践的应用，从而也抑制了对学生创新能力的培养。在新课标强调教育与生活要和谐统一的大环境下，我们应该利用现实生活中的资源，将生活引入课堂，让课堂走向生活。实际上，物理是与生活实际联系十分紧密的学科，但在教学中常常受应试教育的干扰而削弱了理论与实践间的联系，甚至把它们割裂开。以致学生学习目标茫然，产生学习无实用的思想。其实只要把知识理论和技术实践有效结合后呈现给学生，这样既不会影响应试成绩，也完成了科学知识和科学方法的教育；还可以更加明确学习的意义，提高学生学习主动性，完成对学生技术教育和实践应用能力的培养，实现帮助学生通过高考的近期目标和为社会培养可用之才的远期目标。
二、教学设计思路
对“电磁感应现象”教学设计思路，确定在一堂课完成后，要留给学生一个强烈的冲击：原来这就是电磁感应现象，产生电磁感应的原因就是磁通量变化。让学生对这个概念有一个深刻的既感性又理性的认识，而不是停留在对教材文字叙述的简单记忆中。教材为这节内容设计了三个实验，实验循序渐进地完整展现了电磁感应现象，清晰地说明了电磁感应产生的原因。但这三个实验所用的器材都是实验室特有的，生活中不常见，三个实验的知识教学目的很明确，却没有生活气息。而电磁感应现象在生活中的应用随处可见，如日光灯、录音机、电话、电磁炉等等电器中都有电磁感应技术的应用。因此，在这节课中我们将利用生活中的器材来设计实验，把教学过程设计成问题探究式教学的方式。通过有生活气息的实验来展现学生曾见过和未曾见过的实验现象，老师有方向性的提出探究问题，学生再根据生活经验和以往的知识储备思考讨论，得到探究成果，让学生在探究活动中感受生活中蕴藏的科学知识，体验学习成功的喜悦，激发学生求知的欲望和创造的冲动。
三、教学设计方案
1.教学目标
(1)知识与技能：掌握磁通量的概念；理解什么是电磁感应现象；掌握产生感应电流的条件。
(2)过程与方法：教师实验演示并列举生活事例，学生通过交流讨论，最终理解电磁感应现象及其产生的原因。
(3)情感态度和价值观：通过观察演示实验，归纳、概括出利用磁场产生电流的条件，培养学生的观察、概括能力；再经过猜想、逻辑推理和实践，亲自感受电磁感应在生活中的应用。使学生感受到知识改变生活的力量，同时培养学生创新意识。
2.重点、难点分析
(1)重点：使学生掌握只要闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流。
(2)难点：磁通量的变化。
3.教学过程
【导语】我们上一章讨论过电流能产生磁场，这一章我们将反过来讨论磁场能否产生电流。
【演示实验1】：一个玩具电吹风机，通电后电动机（俗称“马达”）带动风扇旋转，就产生了清凉的风。若将电动机拆下，与一个小灯泡连成一个闭合电路，电路中没有电源，如图1。用细线快速拉动电动机转轴旋转，看到小灯泡发光了。
【提出问题】小灯泡发光说明了什么？电路中没有电源，小灯泡为什么还能发光？
图1
【点拨】电动机内部有磁铁和线圈，工作原理和我们之前学习过的电流表工作原理相似。线圈通电后在磁场中受磁场力作用而旋转，再通过轴带动风扇旋转。当不连接电源时，让线圈在磁场中转动，我们看到小灯泡发光，说明产生了电流。磁场可以产生电流，这就是电磁感应现象——磁产生电的现象。电磁感应现象最初是英国物理学家法拉第经过十年坚持不懈的研究和实验才在1831年发现的，这个伟大的发现开辟了电气化时代，推动了科技文明迅猛发展，也才有我们现在方便快捷的生活。
【讨论】大家对电磁感应现象的概念并不陌生，在初中就接触过。初中课本上说电磁感应现象是闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动，导体中就会产生感应电流。试问：为什么是“一部分导体”呢？所有导体都在磁场中作切割磁感线运动会不会产生感应电流呢？刚才的实验里电动机为什么又能变成发电机呢？
为了清晰准确的解决以上问题，我们将学习一个新概念——磁通量。
磁通量：当匀强磁场中有一个垂直磁场的平面，磁感应强度为B，平面面积为S，则穿过这个平面的磁通量（简称磁通）为Φ=BS，如图2。
【思考】如果考查的平面和磁场不垂直，磁通量又该怎样求呢？
【点拨】(1)取S在垂直B平面上的射影：S⊥如图3；(2)分解磁场，取B⊥如图4。
图2
图3
图4
我们用磁感线的疏密来表征B的大小。那么磁感线的疏密就可以理解为穿过单位面积的磁感线的条数。因此，当我们再观察Φ的定义式时，不难发现，Φ的物理意义就是表征磁感线的条数。
单位：韦伯；1Wb=1T·m=1V·s
【讨论交流】学习了磁通量的概念后，我们回顾初中对电磁感应现象的描述“闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动，导体中就会产生感应电流。”其中，“闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动”与我们新学的磁通量有没有关系？
【点拨】闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动，则穿过闭合电路的磁通量变化了，导体中产生感应电流。电动机变成发电机时，也是线圈在磁场中转动，穿过线圈的磁通量变化，导体中产生感应电流，小灯泡因此发光。
【演示实验2】：下面我们再来做一个神奇的实验。请有mp3的同学配合一下，我们将用一个mp3，普通的两捆电线和一个录音机完成下面的实验。
(1)mp3没有外放功能，在播放音乐时不用耳机我们听不到声音。
(2)将mp3直接靠近录音机时，我们也不能从录音机中听到音乐声。
(3)现在我们用一根音频线连接mp3和录音机，音乐声从录音机传出。
(4)现在我们将第一捆线绕成线圈，两端都接在mp3的音频输出端口，构成一个闭合电路；然后将第二捆线也绕成线圈，两端也都接在录音机的音频输入端口，构成另一个闭合电路。
【猜想】当mp3在播放音乐时，将两捆线圈靠近（保证绝缘），我们会从录音机里听到音乐声吗？
【实验现象】当两捆线圈靠近时我们从录音机里听到了清晰的音乐声。
【讨论交流】mp3与录音机完全没有连接，为什么我们可以从录音机里听到mp3播放的音乐呢？
【点拨】直接用音频线连接mp3和录音机时，mp3中的音乐转换为电流信号通过音频线传输到录音机，录音机再把这个电流信号还原成声音播放出来。实验2中，能从录音机中听到声音，说明第二捆线圈中是有电信号的，两捆线圈间发生了电磁感应现象。但是这里没有导线切割磁感线的运动！当我们将mp3和第一捆线圈连接成一个闭合电路时，有音乐转换的电流信号通过线圈，产生了磁场。两个线圈靠近，第二捆线圈处于第一捆线圈产生的磁场中。由于声音有高低变化，电信号随之变化，磁场也发生变化，则通过第二捆线圈的磁通量也在变化，如图(5)：
图5
【结论】没有导线切割磁感线，也会发生电磁感应，只要通过闭合电路的磁通量发生变化，导体中就会产生感应电流。
【提出问题】请大家概括电磁感应的原因是什么？产生感应电流的条件是什么？
【猜想】若我们还有一捆电线和一个录音机，仍然把线绕成圈和录音机连接成第三个闭合电路。三捆线同时放在一起，我们可以同时听到分别从两个录音机里传出mp3播放的音乐吗？
【演示实验3】：一捆线圈与录音机连接成闭合电路。一块磁铁置于线圈中，并与桌面发生摩擦，我们可以从录音机里听到“嚓嚓嚓”的摩擦声。若换成了一枝铅笔在线圈中与桌面摩擦，我们从录音机里听不到“嚓嚓嚓”的摩擦声。
【讨论交流】为什么会有这样的不同现象？
【点拨】用一块磁铁在线圈中与桌面摩擦时，磁铁运动导致周围的磁场变化，通过线圈的磁通量就发生变化，导线内就产生了感应电流，电信号输入到录音机内又还原成声音放出来。而一枝铅笔在线圈中与桌面摩擦，没有磁场，穿过线圈的磁通量始终为零无变化，就没有感应电流产生，无电信号输入录音机，所以不能从录音机里听到摩擦声。
4.拓展探讨
探讨1：话筒就是应用电磁感应原理制作的，大家也许能从实验3中得到一些启示，自己动手利用我们可以找到的材料制作一个话筒。
探讨2：在实验2进行过程中，我们观察到当两捆线圈相互靠近时，录音机里传出的声音变大；当两捆线圈慢慢远离时，声音又逐渐减小。这是为什么呢？
探讨3：我们通过这节课了解到怎样利用磁产生电流，那么我们可否自己设计一个发电机？