高中物理教學版 3-2 電磁感應“劃時代發現”教學設計
習安市第83中學黨洪
教學設計 插畫設計思路： 針對法拉第發現電磁感應現象的過程，本課的設計思路是： 運用科學史的探究式教學法，帶領學生對事件進行歷史探索，借鑒歷史發現過程，并采用引導和討論活動的形式，讓學生了解當時的知識和認知背景， “體驗”法拉第探索的主要過程，體驗法拉第研究的思路和方法，充分理解法拉第的科學方法和科學精神。設計理念：《物理課程標準》強調“以培養科學素養為目的”、“培養和發展學生的自主學習能力”、“培養學生科學思考和科學探索的能力”。即通過科學教育，使學生逐漸理解科學的精髓，樂于探索，從整體上理解自然界，形成科學的思維習慣，增強科學探索和解決實際問題的能力。作為電磁感應知識的介紹和準備，本課程在滲透物理學史的教學活動中進行。借助物理學史，學生可以體驗科學發現的過程，激發學生對科學的興趣和好奇心，培養學生的科學素養，提高學生的探索能力。分析： 從物理學的角度來看，電磁感應在電磁學中起著舉足輕重的作用。如果說靜電場和磁場的知識是電磁學的基礎高中物理史實，那么電磁感應就是電磁學的核心。正是因為電磁感應的發現，電與磁的關系才得以充分揭示，人類社會的技術應用水平發生了劃時代的變化。
2. 教學目標
1. 物理概念：
（1） 了解與發現電流和電磁感應的磁效應相關的物理學歷史。
（2） 了解電磁感應和感應電流的定義。
2. 科學思維和科學探究：了解在研究物理問題時，在科學探究中提出問題、觀察實驗、分析和論證以及總結的重要性。
3. 科學的態度和責任感：
（1） 了解科學家對自然現象和自然規律的猜想在科學發現中的重要性。
（2） 了解信念和機會在科學發現中的作用，并理解科學探究的方法和困難過程。
三。教學重點和難點
1. 教學重點：了解與發現電流和電磁感應的磁效應相關的物理學歷史。了解科學探究的方法和困難過程。培養不怕失敗、勇敢面對挫折的堅強意志。
2. 教學難點：理解科學探究的方法和難點過程。培養不怕失敗、勇敢面對挫折的堅強意志。
四。教學方法：教師啟發和引導，學生獨立閱讀、思考、討論和交流學習成果。
五。教學方法：PPT課件、演示實驗設備、物理投影儀、視頻剪輯
六。教學過程：
（1） 回顧舊知識，創造情境，引入新教訓
學生們了解了電場和磁場，對電和磁現象有了更深入的理解。知道電荷可以“感應”附近的導體帶電，并且電流可以“感應”其周圍的磁場，那么可以“感應”電流的磁場呢？答案是肯定的-------我們將從本課的開頭開始學習這一點。實驗演示了電流的磁效應，提出問題，激發學生的興趣，并介紹新課程。（實驗演示、實驗現象、提出問題、啟發思考和推廣新課程）。
在本課中，我們將了解科學家的探究過程并了解科學真理。
（2） 電流的磁效應------ Oster 的“電磁學”夢想。
問題指導：誰能講講 Oster 發現電流磁效應的故事？
學生活動：學生暢所欲言
教師活動： 適當地評論并引導學生閱讀有關 發現電流磁效應的教科書。提出以下問題，引導學生思考和回答：
（1） 哪些信念激發了 Oster 找到電和磁之間的聯系？在此之前，科學研究的歷史背景是怎樣的？
（2） Oster 發現電流的磁效應的過程是怎樣的？你如何用你學到的東西來解釋它？
（3） 奧斯特的研究一帆風順嗎？面對失敗，奧斯特表現如何？
（4） 發現電流的磁效應有什么意義？談談你的感受。
學生活動：結合反思題，仔細閱讀課本，以小組形式討論，并發表自己的觀點。
教師活動：認真聆聽，適當評判，及時總結，總結課程（Oster 發現電流的磁效應震驚了整個科學界，也激發了科學家們的探索熱情，從而引發了對稱思考：既然電流可以引起小磁針的運動，為什么不能用磁鐵在導線中產生電流呢？
（3） 法拉第發現電磁感應現象------“磁產生電”。
教師活動：引導學生閱讀有關法拉第發現電磁感應的教科書。提出以下問題，引導學生思考和回答：
（1） 奧斯特發現電流的磁效應引發了什么樣的哲學思考？法拉第的觀點是什么？
（2） 法拉第的研究一帆風順嗎？面對失敗，法拉第做了什么？
（3） 法拉第做了很多實驗都以失敗告終，失敗的原因是什么？
（4）法拉第在多次失敗后終于發現了電磁感應現象，而他發現電磁感應現象的具體過程又是怎樣的呢？之后，他做了很多實驗并取得了成功，他認為成功的“秘訣”是什么？
（5） 您從法拉第對電磁感應現象的探索中學到了什么？談談你自己的經歷。
學生活動：結合反思題，仔細閱讀課本，以小組形式討論，并發表自己的觀點。
教師活動：認真傾聽，適切評議，激發評價，總結
（4） 理解電磁感應現象
演示實驗：展示法拉第用過的線圈（圖），展示實驗設備，兩個線圈纏繞在同一個鐵環上，一個線圈接電源，一個線圈接電流表，當第一個線圈通電斷電時，觀察電流表指針是否偏轉？當開關合閘且電流穩定時，仔細觀察電流表的指針是否再次偏轉？
實驗現象：在開關電源的瞬間，電流表指針偏轉。當電流保持恒定時，指針不會偏轉。
教師活動：這個實驗是法拉第首次成功發現電磁感應。法拉第立即意識到，“磁和電”是一種只能在變化和運動過程中出現的效果。于是，他設計并完成了許多實驗，其中涌出各種“磁電”現象，并總結了磁場引起的各種類型的電流。
演示實驗：
教師活動：引導學生觀察和總結磁場引起的電流有哪些類型？
綜上所述：電流變化、磁場變化、運動恒流、磁鐵移動、導體在磁場中移動
教師活動：指導學生總結什么是電磁感應和感應電流？
學生活動：學生思考和回答，老師指導和補充。
摘要： 1. 電磁感應：利用磁場產生電流的現象稱為電磁感應。
2、感應電流：電磁感應現象中產生的電流稱為感應電流。
（5）對電磁感應現象的理解 ----- “跑”了，錯失了機會
史實：1820 年，奧斯特的磁效應發表后，在科學界引起了很大的反響，科學家們認為既然“電可以產生磁”，反過來，“磁也能產生電”。可以說，實現“磁和電”是當時許多科學家的愿望，例如Ampère、等人為此付出了艱辛的努力，但都失敗了。在這個問題上，沒有人比 更令人遺憾。1825 年，科拉頓做了一個這樣的實驗，他將磁鐵插入連接到敏感檢流計的螺旋線圈中，以觀察線圈中是否有電流。不過，在實驗過程中，為了消除磁鐵在移動時對敏感電流計的影響， 通過一根長線將連接到螺旋線圈的敏感電流計放入了另一個房間，他認為，無論如何，產生的電流應該是“穩定的”（當時科學界認為磁場產生的電應該是“穩定的”）， 插入磁鐵后，如果有電流，跑到另一個房間觀察就太晚了，就這樣，科拉頓開始了實驗。然而，無論他跑得有多快，他看到的振鏡指針都指向了“0”刻度上的位置。 失敗了。 的這次失敗是什么樣的失敗？后世有各種各樣的討論。
意見不一
有人說這是一次 “成功的失敗”。因為 的實驗裝置設計得恰到好處高中物理史實，如果磁鐵的磁性足夠大，導線電阻不大，并且檢流計非常敏感，那么當 將磁鐵插入螺旋線圈時，檢流計指針確實會擺動。換句話說，電磁感應實驗成功了，但 沒有看到，他仍然“跑得太慢”，甚至沒有看到振鏡指針向后擺動
有人說這是一次“令人遺憾的失敗”。因為如果科拉頓在另一個房間里有助手，或者如果科拉頓把電流計放在他能看到的同一個房間里，那么成功的桂冠就屬于科拉頓了。
有人說這是一次“真正的失敗”。因為科拉頓一直沒能改變主意，從“穩態”的猜想變成了“瞬態”的考慮，他想不出要請助手幫忙，或者把檢流計帶到同一個房間。事實上，法拉第總結了他人和自己之前失敗的教訓，決定不拘泥于“穩態”的猜想網校頭條，最終在 1831 年 8 月觀察到電磁感應現象。科拉頓只能帶著永恒的遺憾離開。
（6） 對電磁感應現象的理解 ----- 安培 “坐 ” 錯失良機
歷史事實：留給學生課后查閱資料
本節的結束語：奧斯特發現了電流的磁效應，這證實了電現象與磁現象有關;法拉第對電磁感應現象的發現，提高了人們對電與磁內在關系的理解，宣告了電磁學作為一門統一學科的誕生，為電磁學的發展做出了重大貢獻，為麥克斯韋電磁場理論奠定了基礎。它使人們的生活從蒸汽時代邁向電氣化時代，正是因為法拉第的貢獻，我們現在才享受到無處不在的電和磁的世界。
作業：閱讀教科書：P3 Trail 并談論您自己的想法和個人觀點
板書設計：4.1 劃時代的發現
1. 奧斯特的夢想成真了“電磁學”。
電和磁似乎無關緊要→觀念的轉變令人懷疑→幾次研究都沒有成果→機會偏愛和限制被打破
2. 法拉第的核心是“磁和電”。
對稱思維、創新路徑→思維挫折→磁力和電力在動態→毅力真理中
3. 電磁感應
電磁感應：利用磁場產生電流的現象稱為電磁感應。
感應電流：電磁感應現象中產生的電流稱為感應電流
課后反思：以“劃時代發現”為單獨課，主要目的是通過研究法拉第電磁感應現象的歷史事實，培養學生的科學方法和科學精神。奧斯特的發現改變了人們的自然觀、世界觀和思維方式，法拉第的發現拉開了人類社會電氣化時代的序幕。科學史上的許多重要發現和發明，往往被人們有意識無意識地披上了神秘的光環，仿佛科學家是呼風呼雨的魔術師。其實，有著絕妙思維的奧斯特和法拉第，在大發現的過程中，也受到了歷史局限的束縛，也存在著“荒謬”的疏忽和失誤。他們很棒，但也是可以學習的真實人。通過本課的學習，學生可以抹去科學家頭上的光環，正確認識失敗。同時，我堅信，如果我有這樣的機會，我也會成為一名發現者。”
習安市第83中學黨洪