“磁感应强度”教学思路及创意.pdf

2012年5月 voi．30 No．09 中学物理¨磁感应强度33教学思路及创意杨旭峰(浙江省义乌中学浙江义乌322000)1 教材分析“磁感应强度”一课作为人教新课标教材《物理》选修3—1第三章“磁场”第二节的教学内容，是磁场的重要概念之一．综观本课的教材与教学要求，笔者认为本课的教学难点主要有以下三个方面：(1)教材中安排了传统的探究影响通电导线受力因素的演示实验．但实验只能定性分析受力大小与导线长度、电流大小的关系，另外U型磁体的特点也造成了N、S两极间能够看成匀强磁场的范围很小，磁性很弱且不能随意调节磁性的强弱．(2)此前学生已具备一定的实验基本技能，但在开展探究学习和合作学习的过程中，关于探究实验的过程设计、实验现象及结果的分析与提炼等方面，对学生而言还有一定的难度．(3)学生已掌握了一定的物理实验基本方法，比如“比值定义法”、“控制变量法”及“以匀代变”等方法，但对于“磁感应强度”这一抽象概念的理解存在模糊或概念不清的问题．2“磁感应强度”教学思路(1)本课在教材教法上的安排是运用类比的方法，因为学生已经深入学习电场知识．但光用类比一种方法是不够向垂直时受力大小与电流大小、导线长度的关系．在此，需通过自制实验教具并结合DIS数字信息系统进行实验定量分析，来优化实验的教学效果．(4)在课堂教学三维目标的实施中，要求提高学生自主探究能力的同时，要把物理思想方法贯穿于其中，适时地向学生渗透研究物理学的一些重要思想方法，如探究多因素时采用“控制变量法”、定义磁感应强度时采用“比值定义法”、理解规律在非匀强磁场中是否适用时采用“以匀代变”等思想．3“磁感应强度”教学创意3．1 情景引入一个好的情景的创设，能最大程度的激发学生的学习兴趣，使新的学习课题对学生具有强烈的吸引力．学生实验：展示各种不同磁体，尝试用它们吸起铁凳．最终个头最小的“钕铁硼”竞吸起铁凳．实验结论：“磁不可貌像”的，更应该揭示他们相同的本质，否则只能使学生被动地接 。

一…． ’o，受，不仅起不到效果，而且冲淡了主题．对磁场的描述可以通 “钕锹硼” "{4_，过与电场的类比展开，其原因不在于它们之间有形式的相似 崔I I兰i 2性(大小和方向)，而在于它们之间有相同的本质——“场”． 该实验非常直观、刺激，能迅速引起学生的认知冲突、激这种不以实体存在的物质形式，决定了它们可以运用类比的 发求知欲．方法，所以此处重点应放在类比的探究方法上——“用力的 3．2 改变U型磁体磁性的强弱直观性来反映场的特点”． 在学生定性探究影响通电导线受力因素的实验中，改变(2)在教学模式上，由过去的讲授式向探究式转型．本课 通电导线长度、电流大小都非常简洁方便，但要改变磁性强在教学中，设计探究性实验，学生通过亲自动手，自由探索他 弱却有一定的难度．市场上很难找到宽度相同而强度不同的们自己的问题和构想，这也突出学生的主体地位，使他们在 u型磁体，即便有、在说明它们宽度的一致性以及强度的不学习上获得主动权．问题提出后，让学生自己设计实验，通过 同上也显的很不简练．现在，通过在U型磁体的两极上吸上实验探究、观察、比较归纳、讨论交流等一系列的教学活动， 两片磁性极强的“钕铁硼”，即可大大增强U型磁体的磁性，充分展现物理学科实验及动手这一特点和魅力． 且学生也很容易接受．(3)在教学手段上，本课更注重信息技术与物理课堂教 3．3 演示与摆放角度的关系学的整合．传统的实验手段只能定性分析通电导线与磁场方 U型磁体两极间可近似看做匀强磁场的范围很小．操作．．发和培养，学生在学习中有良好的态度，能够主动内化、主 析、解决问题的习惯和能力，即达到会学、乐学的境界”．动发展，积极思考，品味学习的乐趣，才能从根本上解决“能 以“学”的目标，定“教”的视野；以“学”的规律，定“教”听懂课，不会解题”的问题．从而实现从“基础知识的掌握”这 的内容；以“学”的起点，定“教”的落点；以“学”的需要，定一最初目标，到“知识的迁移与创新这一最高目标”的转变，即 “教”的策略．重视学生的“学”，学生“从懂到会”，带动教师的从“昕懂、学会的境界”到“获得自觉地运用物理思维方式去分 “教”，教学可以相长．·8·中学物理 vd．30 No．09 2012年5月空间狭窄，很难演示通电导线在磁场中受力与摆放角度的关系．现在市场上可找到形状为方形、长度约30 cm，宽度约10 an的强磁体．利用该磁体可自制出“平板型强磁体”，从而大大增加了实验可操作的空间，用它可方便演示与摆放角度的关系．鬻您幽3贴Tf“钕铁硼”的 幽4自制“’r扳型强磁体”U型磁体(左)演示：导线通电后在不同摆放角度下所呈现出的不同运动状态．说明：要做出“蠢蠢欲动”的效果，教师衙事先把握一合适的倾斜角度．凰罔 霹翳翻爨幽5乖直： 幽6倾斜： 图7’r行：“一通即动” “嚣蠹欲动” “纹丝小动”3．4定量探究通过用传统实验，由于通电导线所受磁场力太小，根本没法记录数据，更谈不上将数据提供给学生作为分析的依据．随着国家新一轮课程教材改革的推进，以传感器和计算机为辅助的实验器材，将信息技术与实验教学整合的新型实验模式——数字化实验室应运而生．但目前的配套实验还不够完善。

许多实验亟待我们去开发．在此，设计了用力传感器定量探究影响通电导线受力因素的实验．(1)实验装置的安装先将200匝的自制线圈设法固定在力传感器的挂钩上．然后将传感器固定在铁架台上，再放人平板型强磁体产生的磁场中．待连接好传感器数据线后即可进行测量．实验中，当线圈中通人大于0．1 A的电流时，传感器可精确测出线框所受竖直方向磁场力大小．(2)导线长度的改变绕制线圈时，每隔50匝既留一个抽头后再继续绕制．届时只需改变线圈匝数既改变了通电导线在磁场中的有效长度． 飘醚图8实验装置 圈9多拙头线|蛊i(3)实验操作与数据处理教学片断：①改变电流，保持长度不变，观察力的变化．(记录五组数据于表1，以便分析)②改变长度，保持电流不变，观察力的变化．教师：分析得到的数据．你能从中看出什么规雄?学生：——引导：数据计算起来不是很简单，有没有更加形象直观的方法能将关系展示出来?学生：画图象．(如图10)描点：把F取成z轴，，取成y轴，描出数据点．引导：数据点的排列有什么样的特征?学生：像是一条直线上的点．拟合：用直线拟合看看，果然非常吻合!实验结论：长度不变，力与电流大小成正比．另外：电流大小不变，力与导线度也成正比．(此处不作记录，直接观察得出)实验结论：力与电流大小和导线长度乘积成正比．3．5 引出用比值来描述磁场的强弱平板型强磁体的两边各增加一块磁铁，使磁性更强．再次进行测量。

并记录数据(表2、表3)．表2 表3图ll增加平板型磁体的磁性 (磁场I) (磁场II)计算出两次不同磁场中的比值，发现特点：①在同一磁场当中——“始终如一”(不管I、L如何变化，比值始终不变)②不同的磁场当中——“因地制宜”(磁场越强，相应的比值也会越大)结论 用比值来表示磁场的强弱最合适．“磁感应强度”是一堂典型的概念学习课，本节课除了教学设计符合概念学习的规律之外，必须做到以下两点．第一：突破了实验器材上的难点．通过平板强磁体的应用，增大了匀强磁场区域的范围，同时也使得磁感应强度这个变量的控制变得容易，这大大提高了实验演示的效果，便于学生基于实验结果进一步分析比较、抽象概括磁感应强度概念；第二：细化实验过程．实验并不仅仅用于证实结果，好的教学设计总是有精细的实验过程设计，通过实验过程的精细设计，引导学生认知过程的深入开展．例如首先定性研究导线与磁场方向之问的关系，然后控制条件(B不同或，不同)进一步研究定量关系．如果做到上面两点，不仅使本课成为了真正意义上的概念建立学习课同时也使得教学过程显得“顺畅”，体现了教学过程与学生认知过程的协调．·9·烈F搿莹吾㈣，甲膏．奠{．～一”¨“誓i差多!!li。