馬明華

摘要：本文從《磁感應(yīng)強(qiáng)度》的教學(xué)設(shè)計(jì)入手，例談如何通過(guò)亮點(diǎn)設(shè)置，使課堂教學(xué)生動(dòng)有趣，從而激發(fā)學(xué)生興趣。

關(guān)鍵詞：磁感應(yīng)強(qiáng)度；教學(xué)設(shè)計(jì)；概念課

中圖分類(lèi)號(hào)：G633，7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-6148(2012)2(S)-0004-3

1教材分析

磁感應(yīng)強(qiáng)度是電磁學(xué)的基本概念之一，是本章的重點(diǎn)。磁場(chǎng)對(duì)磁體和電流的作用力遠(yuǎn)比電場(chǎng)對(duì)電荷的作用力復(fù)雜，因此尋找描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量也是本章教學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)。

2學(xué)情分析

通過(guò)前面的學(xué)習(xí)學(xué)生已經(jīng)知道了以下知識(shí)點(diǎn)：一是磁場(chǎng)對(duì)磁體和通電導(dǎo)體會(huì)有力的作用；二是在磁場(chǎng)中的不同位置，磁場(chǎng)往往具有不同的方向和大小。本節(jié)的內(nèi)容就是循著第一個(gè)知識(shí)點(diǎn)去具體研究第二個(gè)知識(shí)點(diǎn)即能夠表征磁場(chǎng)本身性質(zhì)的物理量。

3設(shè)計(jì)思想

新課程要求物理教學(xué)要從生活走向物理，再?gòu)奈锢碜呦蛏鐣?huì)。進(jìn)行物理概念教學(xué)時(shí)，要為學(xué)生提供生活實(shí)際中的感性材料，將枯燥的概念形象化，把知識(shí)獲取的過(guò)程轉(zhuǎn)變成一次有趣的探索活動(dòng)。課堂教學(xué)過(guò)程其實(shí)就是學(xué)生在教師引導(dǎo)之下的探索活動(dòng)，活動(dòng)質(zhì)量取決于教師的課堂教學(xué)預(yù)設(shè)，取決于教師細(xì)心研究教材、分析教材、精心設(shè)計(jì)的各項(xiàng)教學(xué)環(huán)節(jié)。教師幫助學(xué)生自主建構(gòu)概念、規(guī)律，增強(qiáng)學(xué)習(xí)物理科學(xué)的興趣，享受學(xué)習(xí)物理科學(xué)的快樂(lè)。進(jìn)而構(gòu)造出形象生動(dòng)的物理課堂。

4過(guò)程設(shè)計(jì)中的亮點(diǎn)設(shè)置

亮點(diǎn)一：形象引入概念

磁感應(yīng)強(qiáng)度描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，那么新課的引入應(yīng)該從磁場(chǎng)強(qiáng)弱人手。

實(shí)驗(yàn)如圖1，展示三個(gè)磁鐵：條形磁鐵、蹄形磁鐵、手搖手電筒中的小磁鐵(三個(gè)當(dāng)中體形最小)

【師】請(qǐng)同學(xué)選擇一個(gè)磁鐵，把講臺(tái)上重約3kg的凳子吸起來(lái)(凳子上有鐵質(zhì)支架)。

【學(xué)生】很多同學(xué)會(huì)選擇體形較大的蹄形磁鐵。

【學(xué)生演示結(jié)果】體形較大的蹄形磁鐵未能將凳子吸起來(lái)。體形最小的小磁鐵容易的將凳子吸起。

【效果】該演示表明了磁場(chǎng)有強(qiáng)弱之分，從而引起學(xué)生研究磁場(chǎng)的興趣。

【圖片展示】如圖2，巨大的電磁鐵吊起成噸的鋼材，圖片更加突出磁場(chǎng)有強(qiáng)弱之分，從生活走向物理。

【小結(jié)】至此，成功引人概念，本節(jié)課的目的是要尋找描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量——磁感應(yīng)強(qiáng)度。

亮點(diǎn)二：了解學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，做好初高中銜接工作

在這節(jié)課中，需研究磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力。

初中教材對(duì)這部分的要求是：通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中要受到力的作用，力的方向跟電流的方向、磁感線(xiàn)的方向都有關(guān)系，當(dāng)電流的方向或者磁感線(xiàn)的方向變得相反時(shí)，通電導(dǎo)線(xiàn)受力的方向也變得相反。進(jìn)一步的要求是知道如果電流的方向和磁感線(xiàn)的方向都變得相反，通電導(dǎo)線(xiàn)受力的方向不變。

高中教材中，本節(jié)的演示實(shí)驗(yàn)，就直接要求將一根導(dǎo)線(xiàn)水平懸掛在磁鐵的兩極間使導(dǎo)線(xiàn)的方向與磁場(chǎng)的方向垂直。這樣做很可能會(huì)引起學(xué)生的疑惑，為什么不能平行放置或斜向放置呢?

所以在這里有必要通過(guò)實(shí)驗(yàn)將這個(gè)疑惑解決。如圖3所示的裝置，蹄形磁體提供磁場(chǎng)，電鍵閉合導(dǎo)體棒中就會(huì)有電流流過(guò)。實(shí)驗(yàn)主要觀察兩種情況：①如圖所示，導(dǎo)體棒的方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，閉合電鍵，導(dǎo)體棒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)；②調(diào)換蹄形磁體的方位，使導(dǎo)體棒的方向與磁場(chǎng)方向平行，閉合電鍵，導(dǎo)體棒不動(dòng)。

實(shí)驗(yàn)做完后，教師引導(dǎo)學(xué)生給出總結(jié)：電流方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，電流不受磁場(chǎng)的作用力；電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，電流受磁場(chǎng)的作用力且最大；電流方向與磁場(chǎng)方向斜交時(shí)，電流受磁場(chǎng)的作用力。其大小介于零和最大值之間。所以研究磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力時(shí)采用的是效果最明顯的情況。即電流方向與磁場(chǎng)方向垂直。

【小結(jié)】這樣做的目的是讓學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)更加具有連貫性，落實(shí)好初高中銜接工作，也符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。

亮點(diǎn)三：分組實(shí)驗(yàn)，突破難，最

本節(jié)課的重點(diǎn)是通過(guò)研究電流在磁場(chǎng)中的受力去尋找描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量，那么電流在磁場(chǎng)中的受力與哪些因素有關(guān)，且是什么樣的關(guān)系，教材中采用的是教師演示實(shí)驗(yàn)，其實(shí)完全可以由學(xué)生動(dòng)手去探究。

【分組實(shí)驗(yàn)】

實(shí)驗(yàn)器材：金屬桿(一般為銅質(zhì)，約30era)、金屬絲(或漆包線(xiàn)，其兩端的絕緣漆要用小刀刮掉)、蹄形磁鐵(一般磁性的約3～4個(gè)，磁性較強(qiáng)或是新的蹄形磁鐵2個(gè))、學(xué)生電源(或蓄電池)、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線(xiàn)若干、電鍵、鐵架臺(tái)。

實(shí)驗(yàn)裝置：按如圖4所示連接電路(學(xué)生電源應(yīng)選擇直流電壓檔約IOV或是IOV的蓄電池，干電池效果不佳)。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：電流受到的磁場(chǎng)力F分別與電流L、導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度L、電流與磁場(chǎng)的夾角以及磁場(chǎng)本身強(qiáng)弱有關(guān)。在實(shí)驗(yàn)中我們研究的是夾角為90。即電流與磁場(chǎng)方向垂直的情況。通過(guò)懸線(xiàn)擺動(dòng)的角度可以比較磁場(chǎng)力的大小。采用控制變量法分別研究F與l、F與L的關(guān)系。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：，越大F越大，L越大F越大。精確的實(shí)驗(yàn)表明FocIL，引人比例系數(shù)B，將比例式寫(xiě)成等式F=BIL，即B=lL(h_f)。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)表明：在磁場(chǎng)中同一位置，不管I,L如何改變，B總是不變的；l、L不變，但在的磁場(chǎng)中不同位置，B是不同的。

最終結(jié)論：曰能夠反映磁場(chǎng)本身的強(qiáng)弱，與l、L無(wú)關(guān)。

【小結(jié)】學(xué)生通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，對(duì)所學(xué)內(nèi)容印象更加深刻。對(duì)概念的理解更加透徹。亮點(diǎn)四：課外知識(shí)，點(diǎn)綴課堂

學(xué)習(xí)了磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念之后，也就知道了它的單位：1T=I(h_n)(m_am)。指導(dǎo)學(xué)生閱讀書(shū)上的表格(一些磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度)，對(duì)特斯拉這個(gè)單位有感性的了解，如地磁場(chǎng)在地面附近的平均值為5x10T，實(shí)驗(yàn)室使用的最強(qiáng)磁場(chǎng)瞬時(shí)值可達(dá)10St。

除此之外。還可以補(bǔ)充一些課外知識(shí)，點(diǎn)綴課堂，增加學(xué)生的興趣。

【圖片展示一】如圖5，2011年8月，洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的兩位科學(xué)家成功創(chuàng)造了最強(qiáng)磁場(chǎng)的世界記錄97.4特斯拉。

【小結(jié)】通過(guò)認(rèn)識(shí)兩種不同磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，使學(xué)生接觸到不同于書(shū)本的知識(shí)。從圖5中了解當(dāng)今科學(xué)的發(fā)展，通過(guò)圖6使物理走近生活，讓學(xué)生所學(xué)的概念更加具體化。亮點(diǎn)五：挖掘科學(xué)家的故事，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣

為了紀(jì)念美國(guó)電氣工程師特斯拉，就以他的名字作為磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位。對(duì)于這一點(diǎn)細(xì)心的同學(xué)會(huì)奇怪，有此殊榮的一般都是物理學(xué)家或者是化學(xué)家等等，為什么作為工程師的特斯拉也具有這樣的資格呢?那么教師就應(yīng)該向?qū)W生講一下特斯拉的故事。

特斯拉是電氣化領(lǐng)域的先驅(qū)，他創(chuàng)造出了第一臺(tái)無(wú)線(xiàn)電遙控的機(jī)器，提出機(jī)器人工程學(xué)原理，發(fā)明了太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)、X光設(shè)備、電能儀表、汽車(chē)速度儀表、冷光燈、電子鐘、電子治療儀……他在科學(xué)和工程學(xué)領(lǐng)域取得了大約1千項(xiàng)發(fā)明。在使用電的現(xiàn)代世界上到處都可以看見(jiàn)特斯拉的遺產(chǎn)。特斯拉率先提出的概念有電子顯微鏡、激光、電視、移動(dòng)電話(huà)、互聯(lián)網(wǎng)和許多其他與我們?nèi)粘Ｉ罹o密相關(guān)的事物。特斯拉對(duì)人類(lèi)有著重大的貢獻(xiàn)，他放棄了交流電的專(zhuān)利權(quán)收費(fèi)，供世人免費(fèi)使用。

【小結(jié)】聽(tīng)了這個(gè)故事就知道特斯拉絕對(duì)有資格享有這個(gè)殊榮，他數(shù)以千計(jì)的發(fā)明、高尚的品格、遠(yuǎn)大的理想令人驚嘆，從而激起學(xué)生愛(ài)好科學(xué)、學(xué)好物理的強(qiáng)烈愿望。

5課后總結(jié)

這些亮點(diǎn)的設(shè)置。能夠初步達(dá)到“使概念課不再枯燥無(wú)味”的目的。動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、精美的圖片、科學(xué)史實(shí)不斷刺激學(xué)生的感官，使他們整節(jié)課得以保持良好的興趣及注意力。同時(shí)具體的實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生克服難點(diǎn)，印象深刻，對(duì)概念的理解更清晰透徹。

(欄目編輯:趙保鋼)