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思做共融,讓探究教學(xué)真實發(fā)生

2023-11-09 07:40:23胡世龍
關(guān)鍵詞:磁針磁感線磁極

胡世龍

一、教學(xué)目標(biāo)及重難點

通過活動,認(rèn)識磁體和磁極,了解磁極間相互作用的規(guī)律;認(rèn)識磁體周圍的磁場分布情況;知道磁感線可用來形象地描述磁場,知道磁感線的方向是怎樣規(guī)定的。

二、教學(xué)片段

1.創(chuàng)設(shè)情境,導(dǎo)入新課

師:同學(xué)們,你們喜歡魔術(shù)嗎?

生(齊):喜歡!

師:今天,老師要用這個燈泡給大家表演一個魔術(shù)。如果老師用一塊毛巾與燈泡摩擦,猜猜看,燈泡能否被“擦亮”?

生(齊):能!

師:請說出你的理由。

生1:(搶答)摩擦生電。有了電,燈泡就可以發(fā)光!

師:好像蠻有道理的!請你給大家現(xiàn)場演示一下,好嗎?

生1:好的。(急不可耐地用毛巾擦拭燈泡。)

師:燈泡發(fā)光了?

生(齊):沒有!

師:老師可以做到,請注意觀察?。ㄟ叢潦?,邊微調(diào)燈泡角度。)

生:(一片驚訝聲)亮了!真的亮了!

師:老師不僅能讓它發(fā)光,還能讓它發(fā)出不同顏色的光。(換條毛巾繼續(xù)表演。)

師:事實上,這個小魔術(shù)與本節(jié)課將要學(xué)習(xí)的知識密切相關(guān)。

【設(shè)計意圖】在物理教學(xué)中,創(chuàng)設(shè)一個精彩的導(dǎo)入情境,不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,也可以為新知的教學(xué)埋下伏筆。本環(huán)節(jié)利用學(xué)生感興趣的小魔術(shù),引導(dǎo)學(xué)生與已有知識之間建立認(rèn)知沖突,從而激發(fā)學(xué)生探究新知的欲望。

2.巧設(shè)活動,初識磁體

師:同學(xué)們可能對磁體已經(jīng)有了一些了解。特別是被稱為四大發(fā)明之一的指南針,你想再多一些了解嗎?

生(齊):想?。ㄓ^看指南針微視頻。)

師:指南針指向有何特點?

生(齊):始終指向南北方向。

師:這也是磁體的特性之一——指向性。

師:為了進一步認(rèn)識磁體,請大家用桌上的器材自主完成屏顯的幾個小活動(屏顯略)。

學(xué)生分組活動約5分鐘。

師:活動1中,你觀察到什么現(xiàn)象?說明了什么?

生2:大頭針、回形針、圖釘?shù)饶鼙晃~、鋁、塑料等不能被吸引。

師:具有吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì),稱為磁性。具有磁性的物體,稱為磁體。

師:活動2中,你觀察到了什么現(xiàn)象?說明了什么?

生3:磁體兩端吸引的回形針最多,說明它兩端的磁性最強。

師:磁體上磁性最強的部分,稱為磁極。每個磁體有且僅有兩個磁極。同學(xué)們知道這兩個磁極分別叫什么嗎?

生(齊):南極、北極。

師:為了驗證磁極命名的由來,老師用自制的實驗裝置(如圖1)給大家演示一下,注意觀察靜止后磁體指向有何特點。(輕撥磁體一端使其旋轉(zhuǎn)。)

生(齊):一端指向南方,另一端指向北方。

師:沒錯!指向南方的一端叫南極,用“S”表示;指向北方的一端叫北極,用“N”表示。

師:活動3中,你觀察到什么現(xiàn)象?

生4:磁體會轉(zhuǎn)動,靜止后兩個磁體異名磁極緊靠一起。

師:說明了什么?

生(齊):同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引。

師:回答得非常好!

師:活動4中,被吸引的大頭針能否吸引別的大頭針?說明了什么?

生5:能吸引。說明被吸引的大頭針也具有磁性。

師:原來沒有磁性的物體獲得磁性的過程,稱為磁化。

【設(shè)計意圖】通過問題情境,引導(dǎo)學(xué)生自主探究,實現(xiàn)知識的有效建構(gòu)。同時,改進教材實驗方案并自制教具,凸顯了實驗創(chuàng)新教學(xué)的魅力,一定程度上培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識。

3.自主實驗,探究磁場

師:同學(xué)們,講臺上的這個大磁針,若要改變它的指向,你有哪些辦法?

生6:用手撥動一下。

師:可以,因為力可以改變物體的運動狀態(tài)。若不直接接觸大磁針呢?

生7:對著它的一端吹氣。

師:好辦法!事實上,氣體對它施加了力。若用磁體靠近大磁針一端,會觀察到什么現(xiàn)象?說明了什么?

生8:磁針也會轉(zhuǎn)動。說明它也能給磁針施加力的作用。

師:磁體周圍實際上存在著一種看不見但能傳遞磁力的特殊物質(zhì),稱為磁場。由于無法直接觀察,該怎么研究呢?

生9:可以在它的周圍放小磁針。

師:請大家分組活動,觀察磁體周圍的小磁針磁極指向是否相同,說明了什么。

生10:不相同。說明磁場有方向。

師:在物理學(xué)中,小磁針靜止時N極所指的方向規(guī)定為該點的磁場方向。請大家用短箭頭標(biāo)出不同位置小磁針N極所指的方向,觀察箭頭排列是否有規(guī)律可循。

生11:沒有發(fā)現(xiàn)規(guī)律。

師:可能是磁針數(shù)量太少。還有別的辦法嗎?

生12:把幾個小組記錄現(xiàn)象的透明塑料板疊放后進行觀察,這就相當(dāng)于放了更多的小磁針。

師:為你的聰明才智點贊!現(xiàn)在能觀察到它周圍磁場分布的特點嗎?

生13:順著各小磁針N極指向,斷斷續(xù)續(xù)出現(xiàn)一些帶有箭頭的短線段,還是不太明顯。

師:為了更直觀地觀察磁場分布特點,我們可以在它周圍撒一些鐵屑,為什么呢?

生(齊):鐵屑會被磁化成小磁針。

師:回答得太棒了?。ㄍ队把菔荆┈F(xiàn)在,大家觀察到什么現(xiàn)象?

生14:鐵屑好像排列成許多條曲線。

師:沒錯。根據(jù)鐵屑排列情況,我們用一條條帶箭頭的曲線把磁體磁場分布情況表示出來,這些曲線被稱為磁感線。下面,請大家仔細(xì)觀察磁體周圍的這些磁感線分布有何特點,是否真實存在。

生15:這些磁感線都是假想的,實際不存在。

生16:磁體磁極附近的磁感線分布密集,中間位置分布較稀疏。

師:是的。磁場越強的地方,磁感線越密集;磁場越弱的地方,磁感線越稀疏。

生17:它從磁體N極出發(fā),回到S極。

師:觀察得真仔細(xì)!磁感線上某點磁場方向與該點的切線方向一致。

【設(shè)計意圖】在尊重教材知識序的基礎(chǔ)上,當(dāng)磁體靠近磁針使其發(fā)生偏轉(zhuǎn),證明了磁場存在;根據(jù)磁針指向不同,說明了磁場是有方向的;然后通過實驗,使磁場分布特點形象化、直觀化,為磁感線模型的構(gòu)建搭建了思維階梯。同時利用“疊加”方法分析實驗數(shù)據(jù),使實驗結(jié)論更具有普遍意義。

4.揭秘魔術(shù),呼應(yīng)開頭

師:剛才魔術(shù)表演時用的燈泡實際上是一個磁控?zé)襞?。它由三個可以發(fā)出不同顏色光的LED燈、電源和開關(guān)組成。大家知道這三個燈泡是怎樣連接的嗎?

生(齊):并聯(lián)。

師:為什么?

生(齊):并聯(lián)電路中,各用電器之間互不影響。

師:沒錯??刂茻襞菔欠癜l(fā)光的“機關(guān)”在老師的手指上,你知道是什么嗎?

生18:戒指。

師:是的。這枚戒指是由磁性很強的銣磁鐵制成的。當(dāng)它靠近開關(guān)位置時,吸引開關(guān)使其閉合,電路接通燈泡發(fā)光。明白了嗎?(電路圖略。)

生(齊):明白!

師:好的。這節(jié)課我們就一起學(xué)習(xí)到這兒,同學(xué)們再見!

【設(shè)計意圖】揭秘小魔術(shù)不僅是為了呼應(yīng)開頭,也是為了培養(yǎng)學(xué)生主動探究魔術(shù)背后科學(xué)原理的意識,讓學(xué)生學(xué)會用思做共融的方法來解決生活中所遇到的實際問題,以期不斷提升他們的核心素養(yǎng)。

三、教學(xué)反思

江蘇省無錫市教科院許幫正老師曾多次提到,初中物理教學(xué)要注重實驗探究,同時要以問題鏈的方式設(shè)計恰當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)進階,以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維。筆者深深贊同該教學(xué)方式,認(rèn)為其非常符合初中物理課堂教學(xué)實情,遂嘗試依照許老師的教學(xué)方式對“磁體與磁場”一節(jié)進行設(shè)計,希望對廣大同行的物理教學(xué)有所啟發(fā)。

創(chuàng)設(shè)真實情境。創(chuàng)設(shè)好的情境能夠引發(fā)學(xué)生提出好的問題,激發(fā)他們學(xué)習(xí)的興趣。只有處于有趣情境中,才能彰顯課堂的靈動性,讓學(xué)生自覺實現(xiàn)知識建構(gòu)。在導(dǎo)入環(huán)節(jié),筆者以磁控?zé)魹榈谰哌M行了一場有趣的魔術(shù)表演,充分調(diào)動了學(xué)生渴望探索魔術(shù)背后科學(xué)原理的欲望,為新知的學(xué)習(xí)埋下伏筆。

搭建思維載體。新課標(biāo)所強調(diào)的“突出問題導(dǎo)向”,實際上就是思維載體搭建的過程,通過問題鏈引領(lǐng)學(xué)生思維進階,實現(xiàn)物理概念、規(guī)律等知識的有效建構(gòu)。本節(jié)課由單個磁針到多個磁針,再到利用鐵屑來探究磁體周圍磁場的分布特點,連點成線,讓學(xué)生可以形象直觀地“觀察”磁感線的分布特點,為磁感線模型的構(gòu)建奠定了基礎(chǔ)。

開展實驗探究。實驗探究是科學(xué)探究的重要組成部分,是以問題為導(dǎo)引,以觀察為抓手,以思維為中心的探究過程,充分體現(xiàn)了新課標(biāo)對科學(xué)探究的要求,讓學(xué)生在創(chuàng)造性解決問題的過程中培養(yǎng)科學(xué)思維與實驗探究能力。在“認(rèn)識磁體”環(huán)節(jié),屏顯問題引導(dǎo)學(xué)生自主探究,實現(xiàn)了物理概念、物理規(guī)律的有效建構(gòu),順利達(dá)成了教學(xué)目標(biāo)。

但在實際教學(xué)中,本節(jié)課也暴露一些缺陷或不足。比如,磁控?zé)襞葑鳛槟g(shù)道具,在一定程度上滿足了學(xué)生的好奇心。但在揭秘環(huán)節(jié),學(xué)生無法直接觀察電路的實際連接情況,是有一些遺憾的。再如,探究磁體周圍磁場分布特點,筆者想創(chuàng)新地運用“疊加”思想解決問題,卻發(fā)現(xiàn)學(xué)生很難想到將透明膠片疊加。可見,實驗創(chuàng)新設(shè)計時一定要充分考慮學(xué)生的認(rèn)知層次,這樣實驗方案才能增益于課堂教學(xué)。

(作者單位:江蘇省連云港市柘汪中學(xué))

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