電磁鐵教學(xué)大綱設(shè)計
電磁鐵教學(xué)大綱設(shè)計
【教學(xué)目標(biāo)】
1．知識和技能。
了解什么是電磁鐵，學(xué)會制作電磁鐵，認(rèn)識影響電磁鐵磁性的因素。
2．過程和方法。
經(jīng)歷探究影響電磁鐵磁性的因素的過程，能表達(dá)自己的觀點，初步具有評估和聽取反饋意見的意識。
3．情感態(tài)度與價值觀。
具有“從生活走向物理，從物理走向社會”的意識，養(yǎng)成主動與他人交流合作的精神，樹立勇于有根據(jù)的懷疑、大膽想象的科學(xué)態(tài)度。
【教學(xué)器材】
干電池三節(jié)，大鐵釘兩枚，大鋼釘一枚，鋁筒一個，漆包線（1m和1．2m各一根），小刀一把，電流表一只，大頭針（或細(xì)鐵屑）適量，縫衣棉線若干，開關(guān)、滑動變阻器一只 。
【教學(xué)過程】
一、引入：從生活走向物理
觀看錄像，畫面上出現(xiàn)無錫鋼鐵總公司廢鋼分公司電磁鐵搬運鐵塊的現(xiàn)場。看完的同學(xué)議一議，猜一猜。
師：你們已經(jīng)看到了什么？
生：這是電磁鐵……
師：還想知道什么？
生甲：什么是電磁鐵？我自己能不能做一個？
生乙：電磁鐵是怎樣工作的？通過它的電流有多大？
生丙：想知道電磁鐵能吸住多重的東西。
師：同學(xué)們對這么多的問題感興趣，很好。這節(jié)課希望同學(xué)們能解決一些問題，同時又產(chǎn)生許多新的問題。
評：聯(lián)系實際，激發(fā)興趣。
二、制作電磁鐵
閱讀課本，知道什么叫電磁鐵、怎樣制作電磁鐵。依照課本的指導(dǎo)，自主選擇器材。大約八、九分鐘后，各組都制作完畢。（提醒學(xué)生用小刀將兩頭的絕緣漆刮掉。）
生甲：用1m細(xì)漆包線在大鐵釘上順一個方向繞制60匝的線圈，再用棉線在漆包線表面纏繞一層，使漆包線不致松散，這樣就制成了一個電磁鐵。同樣的方法，用1．2m細(xì)漆包線在另一大鐵釘上繞了80匝制作了另一個電磁鐵。
生乙：我們也制作了兩個電磁鐵，不同的是一個繞在鐵釘上，另一個繞在鋼制的水泥釘上。我們想看看它們有什么不同。
生丙：我們做了三個電磁鐵，除了跟甲一樣外，我們還在鋁筒上繞了一個60匝的電磁鐵。
師：手腳真夠快的，是不是經(jīng)常幫媽媽繞毛線？（生愉快地笑了。）
生丁：乙、丙兩位同學(xué)看書不認(rèn)真。繞在鋼釘或鋁筒上不能叫電磁鐵。生丙：書上說的不一定都對！亞里土多德曾經(jīng)說過“我愛老師，我更愛真理”。我們想研究一下，同樣是金屬，鋁筒究竟可不可以。（同學(xué)們給了他熱烈的掌聲。）
師：丙同學(xué)的這種敢于懷疑、勇于探究的精神的確值得稱道。
評：在平等的關(guān)系中，培養(yǎng)學(xué)生自主探究的能力。
三、實驗探究：影響電磁鐵磁性大小的因素
1．猜想。
師：“電磁鐵能吸住多重的東西”，也就是電磁鐵的磁性大小。那么，電磁鐵的磁性大小究竟跟哪些因素有關(guān)呢？各個小組討論一下，然后把你們的觀點告訴大家。
甲組：跟通過漆包線的電流、它兩端的電壓以及漆包線的電阻有關(guān)。
乙組：還應(yīng)當(dāng)與線圈的匝數(shù)多少有關(guān)。
丙組：我們認(rèn)為甲組的觀點有些重復(fù)，根據(jù)歐姆定律，電壓和電阻的共同作用就是電流，所以，我們的觀點是：通過漆包線的電流大小和線圈匝數(shù)的多少會影響電磁鐵磁性的 大小。
師：大家的猜想都有道理，相比之下，丙組的猜想比甲組更合理一些。
丁組：電磁鐵磁性的大小跟鐵芯的粗細(xì)有關(guān)，越粗磁性越強。
師（有些驚訝）：你們的這個猜想的確與眾不同，坦率地講，我也說不清楚鐵芯的粗細(xì)是否對電磁鐵的磁性有影響。給的器材里2枚大鐵釘也是一般粗，不過，課后我們一起來研究。謝謝你們，能提出這么好的猜想來，讓老師也大開眼界。
評：教師真實地在學(xué)生面前暴露自己的無知（甚至有意識地表現(xiàn)自己的無知），與學(xué)生一起探討問題，使學(xué)生去除對教師的神秘感和權(quán)威感，主動承擔(dān)探究的責(zé)任。
2．方案。
電流、匝數(shù)都影響電磁鐵的磁性，各組討論，解決以下問題：
（1）采取何種步驟？（A．保持匝數(shù)不變，磁性與電流的關(guān)系；B．保持電流不變，磁性與匝數(shù)的關(guān)系。）
（2）用什么方法來反映電磁鐵磁性的強弱？（用吸引鐵屑的多少，用吸引大頭針的多少，用彈簧秤的方法。）
（3）用什么方法來改變通過電磁鐵的電流？（增減電池個數(shù)；或者用滑動變阻器。）
在研究“保持電流不變，磁性與匝數(shù)的關(guān)系”實驗中，甲組依照這樣一個方案進(jìn)行探索（如圖）。我們把它貼在黑板上，讓大家展開討論。
甲組解釋說：將兩個電磁鐵分別接在相同的兩節(jié)干電池上，通過它們的電流是相同的，就可以研究“保持電流不變，磁性與匝數(shù)的關(guān)系”。
制作
1m的漆包線做成50匝的電磁鐵，1.2m漆包線做成的80匝的電磁鐵
設(shè)計
分別將兩個電磁鐵接在同一個電源泉上，設(shè)計簡單、思路明朗
記錄
線圈的匝數(shù)（匝）
50
80
吸引的圖釘（個）
5
9
結(jié)論
“電流一定時，匝數(shù)越多電磁鐵的磁性就越強”
師：同學(xué)們來評價他們的方案。
生甲：這個方案步驟簡單，操作方便。
生乙：這個方案不可行。甲組認(rèn)為電磁鐵兩端的電壓相同，電流就相同，事實上這兩個電磁鐵的電阻是不同的（漆包線分別為1m和1．2m）。如果采用這個方案，結(jié)果是不可信
的。
師：乙生的評價很中肯。同學(xué)們要在討論中嘗試評估他人的方案，有從評估中吸取經(jīng)驗教訓(xùn)的意識，從而改進(jìn)探究方案。
評：“探究?合作?發(fā)展”的新理念在這里撒下了種子。
3．收集實驗數(shù)據(jù)（略）。
各個組在經(jīng)歷和15分鐘的探索后，得出“磁鐵通電時有磁性，斷電時無磁性；通過電磁鐵的電流越大，磁鐵的磁性越強；電磁鐵線圈的匝數(shù)越多，磁性越強”的結(jié)論。可以看 出，同學(xué)們還有很多想法渴望得到交流。
四、交流和評價
師：在經(jīng)歷和體驗了快樂的探究后，你有哪些收獲？
生甲：我知道了電磁鐵的構(gòu)造。
生乙：我知道了怎樣控制電磁鐵的磁性大小。
生丙：我又一次品嘗到了運用控制變量法來研究問題的快樂。
生丁：我們解決了一些問題，可又有了一些新發(fā)現(xiàn)，這讓我很興奮。（教師和學(xué)生都開心地笑了。）
師：都有哪些新發(fā)現(xiàn)？
生甲：我們發(fā)現(xiàn)用鋼芯也可以吸起大頭針，不同的是，斷電后它仍然有磁性，這樣反而不方便。
生乙：我們用鋁筒代替鐵釘，發(fā)現(xiàn)它不能吸起大頭針，說明電磁鐵只能用鐵芯來做。關(guān)于這一點，我相信認(rèn)識得最深刻的只有我們組。（生笑）
師：為什么？
生乙：聽來的容易忘，看來的記不住，只有動手做才能學(xué)得會。（掌聲一片。）
師：說的好。我們都要將這種“動手實踐、親歷體驗”的學(xué)習(xí)方法發(fā)揚光大。
生丙：老師，我還有一些不明白的問題。
師：請告訴同學(xué)們。
生丙：滑動變阻器是不是電磁鐵？
話音剛落，學(xué)生們就開始爭論，有說是的，有說不是的。
師：“聽來的容易忘，看來的記不住，只有動手做才能學(xué)得會”，你們?nèi)パ芯堪伞＃ㄉ鷷獾攸c點頭。）
于是大家觀察探究，首先看到線圈內(nèi)部是瓷的，然后撒一些細(xì)鐵屑發(fā)現(xiàn)它沒有被變阻器的線圈所吸引，就這些現(xiàn)象大家討論后有以下幾種看法。
生甲：變阻器不是電磁鐵，因為它內(nèi)部不是鐵心而是瓷心。
生乙：電流通過它只有熱效應(yīng)，不會有磁效應(yīng)。
生丙：不對！電流周圍肯定存在磁場，它會不會采用特殊繞法，使磁性正好抵消，所以它對外不顯磁性。
師（非常激動）：同學(xué)們的研究和推理極具想象力，你們的創(chuàng)新能力讓老師欽佩！盡管我們還不知道它究竟是怎么回事，可這種敢于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新的精神會使我們終身受益 。
評：給學(xué)生一個沖突，讓他們自己去討論：給學(xué)生一個空間，讓他們自己往前走。這里沒有標(biāo)準(zhǔn)的答案，但會留下合作探索的足跡。
五、從物理走向社會
再看錄像，聽聽無錫鋼鐵總公司廢鋼分公司技術(shù)員介紹有關(guān)電磁鐵的一些數(shù)據(jù)。例如，電磁鐵的工作電流為300A，能吸起3t的廢鐵等等。
課后要求學(xué)生訪問下列網(wǎng)點，了解電磁鐵的種類以及工作環(huán)境，寫一篇調(diào)查報告“電磁鐵在生活中的應(yīng)用”。
評：通過從生活到物理的認(rèn)識過程，激發(fā)了學(xué)生的求知欲；通過從物理到社會的應(yīng)用過程，培養(yǎng)了學(xué)生終身的探索興趣。
作者后語：
“電磁鐵”這一節(jié)，依照人教版《教師教學(xué)用書》的意見，只需一課時。我在處理這節(jié)課時，將它分成兩節(jié)課來上，其目的就是讓學(xué)生更加充分地經(jīng)歷“制作──猜想──探 究──交流──一評價”的過程。
（1）給學(xué)生一個選擇的機會，使他們探究更加主動、徹底。
特意將大鐵釘、大鋼釘、鋁筒等放在一起，讓好奇的學(xué)生去思考探索“插入不同種類的物體會有什么不同？”這對培養(yǎng)學(xué)生終身學(xué)習(xí)的興趣是很有神益的。
（2）勇于懷疑，就是創(chuàng)新學(xué)習(xí)的開始。
“書上說的都是對的嗎？”這還僅僅是一種懷疑；“聽來的容易忘，看來的記不住，只有動手做才能學(xué)得會。”這已經(jīng)是一種實實在在的繼承；“滑動變阻器是不是電磁鐵？”“它會不會采用特殊繞法，使磁性正好抵消，所以它對外不顯磁性”。這的確就是一種創(chuàng)新，一種觀念、視野、意識的創(chuàng)新。
（3）給學(xué)生鋪墊一個交流的平臺，讓他們學(xué)會評價、學(xué)會合作。
（4）滲透STS教育，樹立“從生活走向物理，從物理走向社會”的意識。
為了達(dá)到此目的，我們除了在課堂上讓學(xué)生觀看電磁鐵工作的場面，課后還特意帶學(xué)生到無錫鋼鐵總公司廢鋼分公司電磁鐵搬運鐵塊的現(xiàn)場參觀調(diào)查，讓學(xué)生在開放的環(huán)境下更加深刻地感受到“科學(xué)知識的真實、有用、有趣”。
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