上課前準備好課堂用到教案課件很重要,撰寫教案課件是每位老師都要做的事。教案是提升學生學習質(zhì)量的重要工具,好的教案課件怎么寫?幼兒教師教育網(wǎng)的編輯為您精心整理的“電磁鐵教案”馬上就要看到了,我們希望這篇文章能夠幫助您更好地管理工作和生活!
本實驗僅需用毫米刻度尺測小球水平位移x和豎直位移y。 (2)測量數(shù)據(jù)的有效數(shù)字
因為實驗中取用的g值通常有3位有效數(shù)字,測量長度若以米為單位,有效數(shù)字的末位應(yīng)在毫米位,即有4位有效數(shù)字。
2.實驗條例與點撥 [實驗?zāi)康腯
(2)測定平拋小球的初速度,鞏固對平拋運動性質(zhì)的認識 [實驗器材]
①J2135-1型碰撞實驗器(斜槽軌道)②金屬小球③白紙④有孔卡片⑤平木板⑥鉛筆⑦圖釘4枚⑧刻度尺⑨豎直固定木板的支架⑩小鉛錘
點撥:小鉛錘僅用作校準平木板是否豎直和在木板上作豎直線,不同于碰撞實驗中的作用。
[實驗原理]
運用平拋運動的規(guī)律:水平方向x=v0t,豎直方向y=gt2/2,兩個分運動合成可得軌跡方程y=gx2/2v02;可得初速v0=x
[實驗步驟]
(1)用圖釘把白紙釘在豎直的木板上,如圖1。 點撥:如果木板不鉛直將影響球的飛行,可能相撞或摩擦,因此要用鉛錘線校準。
(2)在緊靠木板的左上角固定斜槽。
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出作平拋運動,可將小球置于平軌部分,若球隨遇平衡即可。
(3)確定小球飛出時的初始位置即坐標原點O,并過O用鉛錘線描出y軸豎直方向。 點撥:坐標原點(即小球做平拋運動的起點)是球在槽口時其球心在豎直紙板上的水平投影點O,如圖2所示,即O點在水平槽口端點正上方r處。
第一文庫網(wǎng)事先做好的帶孔的卡片用手按在豎直木板上,調(diào)節(jié)卡片位置,使槽上滾下的小球正好從卡片孔穿過,用鉛筆記下小球穿過孔時的位置,如圖1所示。點撥:小球每次應(yīng)在相同的適當高度從斜槽上滾下,在斜軌上釋放小球不宜用手指,而要用斜槽上的球夾或擋板(如尺子),這樣做重復性好,能確保每次的初速相同。
(6)根據(jù)記下的小球穿過孔的一系列點的位置,畫出平滑曲線即為小球做平拋運動的軌跡。
(7)在曲線上(軌跡上)選取距O點遠些的點測出它們的坐標(x,y),填入表中來計算球的`初速度,最后取平均值。
點撥:計算初速度不取用由卡片描的點,而重新在畫出的x軸上由O起取出幾個等距離的點,再由軌跡曲線測量出各點所對應(yīng)的下降高度,看這些高度的比值是否近似等于1:4:9:……這樣做,一是驗證了平拋運動的性質(zhì),二是減少計算的麻煩和減小結(jié)果的誤差。
2
點撥(1):小球從同一高度滑下而算出的初速度不同,引起誤差的原因可能是: ①重做實驗時豎直木板位置發(fā)生改變,使描出原點O發(fā)生變化。 ②重做次數(shù)太少,描繪的點子太稀,軌跡不平滑,使所選坐標點發(fā)生偏差。
③卡片的孔太大,每次描點坐標發(fā)生偏差。 ④用直尺測x,y有誤差。
⑤槽口末端未保持水平,使算出v0偏小。
實驗中易混的是:y-x軌跡圖象與豎直方向的位移時間圖象y-t,如圖3所示。
易錯的是:小球拋出的初始位置即y-x坐標系的原點O的定位。 易忘的是:小球每次在相同的高度滾下,板子不能移動,忘記初始位置。 圖3
點撥(2):某同學做研究平拋物體的運動實驗,只用鉛筆準確地描出小球經(jīng)過空間三點A、B、C的位置,但忘記初始位置O,如圖4,他取下圖紙先過A作平行紙邊緣的x軸,再過A作y軸垂直,測出圖中幾個數(shù)據(jù),則根據(jù)圖中數(shù)據(jù)仍可求出小球的初速度和小球初始位置(g取10米/秒2)
根據(jù)Δy=gT2求出時間間隔T=0.1秒 根據(jù)Δx=v0T求出v0=1米/秒
根據(jù)(vAy+vBy)/2,T=0.15和vBy-vAy=gT得vAy=1米/秒
根據(jù)y=vAy2/(2g)得x0=v0T=0.1米,即v0=1米/秒 O點(-0.1米,-0.05米)。 [實驗結(jié)論]
平拋實驗中小球作平拋運動軌跡是拋物線,其平拋初速度 3.鞏固練習
(1)在做“研究平拋運動”實驗中應(yīng)采取下列哪些措施減小誤差?[ ] A.斜槽軌道必須光滑 B.斜槽水平軌道必須水平C.每次要平衡摩擦力
(2)火車車廂在水平長直軌道上以速度v作勻速直線運動,車上有人相對車廂以u的速度向與列車相反的方向水平拋出一個小球。
已知v>u,則:①地面上的觀察者看到小球的運動軌跡應(yīng)是圖5中哪一個?②車上的觀察者看到小球的運動軌跡應(yīng)是圖5中哪一個?[ ]
(3)水平勻速飛行的飛機上自由下落的物體,則①地面上的觀察者攝影,應(yīng)是圖5中的哪一個?②飛機上的觀察者攝影應(yīng)是圖5中的哪一個? 圖
5
(4)圖6為平拋小球閃光照片,閃光頻率為每秒20次,則由照片求出球的初速度為[ ]
A.0.33m/s B.1.00m/s C.1.50m/s D.0.38m/s
(5)圖7是一個用硬紙做成的大圓筒,把它安裝在轉(zhuǎn)速為n的玩具電機的軸上,然
圖
6 后把槍口垂直軸線對準圓筒射擊彈丸,發(fā)現(xiàn)圓筒上留下兩個彈洞,一位同學測出兩彈洞所
夾的圓心角ψ和筒直徑D,另一個同學測出兩個彈洞間的弧長l,則他們兩人所求彈丸的速度v0各為多少?(設(shè)ψ
【關(guān)鍵詞】五個解放;課堂;科學探究;活力
1解放兒童的眼睛,讓孩子們自主發(fā)現(xiàn)問題。
【教學片段一】課堂伊始,教師出示電磁起重機吊運集裝箱的視頻。
師:同學們看了視頻之后有什么感想?
生:電磁起重機威力巨大。
師:電磁起重機運用了電磁鐵怎樣的性質(zhì)進行工作?
生:電磁起重機運用了電磁鐵接通電流產(chǎn)生磁性,斷開電流磁性消失的性質(zhì)進行工作。
師:想比賽一下哪一個組制作的電磁鐵威力大嗎?
生:想。
師:現(xiàn)在我們開始電磁鐵制作比賽?!窘處煘楦鹘M準備的材料各不相同:電池新舊不同、導線長短不同、鐵芯粗細不同】
學生分組制作電磁鐵。
師:請每組的記錄員匯報一下你們組實驗的結(jié)果。
生匯報?!疽唤M25個、二組13個、三組18個……】
師:為什么每組電磁鐵吸引的大頭針個數(shù)不同?
生:電磁鐵磁力大小不同。
師:為什么電磁鐵磁力大小不同?請同學們自己到各組去觀察。
……
生匯報?!倦姵匦屡f不同、導線長短不同、鐵芯粗細不同】
《小學科學課程標準》明確指出科學學習要以探究為核心。探究既是科學學習的目標,也是科學學習的方式。而“探究不是從觀察開始的,而是從問題開始的”(奧地利科學家卡爾?波普爾語),我國古代偉大的教育家孔子也說過:“學貴有疑,小疑則小進,大疑則大進?!笨梢?,問題是探究的起點,是探索發(fā)現(xiàn)的根源,處于探究過程中的核心地位??茖W教育的宗旨是以問題為紐帶進行科學教育,從激發(fā)學生發(fā)現(xiàn)問題開始,到產(chǎn)生新的問題終止。在本課的設(shè)計中教師巧妙地運用電池新舊不同、導線長短不同、鐵芯粗細不同等因素創(chuàng)設(shè)問題情境,讓學生在動手實驗的過程中去發(fā)現(xiàn)問題,讓學生通過自己動手、動腦,經(jīng)歷知識的探究過程,啟發(fā)創(chuàng)造思維,提高觀察能力,培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)精神。實踐也證明,學生通過自己動手實踐,有利于突破知識學習中的重難點,自求詮釋;有利于學生體會實踐意義,提高科學研究的能力,培養(yǎng)科學的情感和態(tài)度。
2解放兒童的嘴,讓孩子們主動提出問題。
【教學片段二】
師:為什么電池新舊不同、導線長短不同、鐵芯粗細不同,電磁鐵磁力大小不同?你有什么問題嗎?
生:電磁鐵磁力大小可能與電流的強弱有關(guān)。
師:你的理由是什么?
生:新電池電流強,舊電池電流弱。
師:你的猜測是什么?
生:電流強電磁鐵磁力大,電流弱電磁鐵磁力小。
生:電磁鐵磁力大小可能與導線長短有關(guān)。
師:你的理由是什么?
生:導線長,繞的圈數(shù)多電磁鐵磁力大;導線短,繞的圈數(shù)少電磁鐵磁力小。
師:也就是說電磁鐵磁力大小可能與什么有關(guān)?
生:電磁鐵磁力大小可能與線圈圈數(shù)有關(guān)。
教學中一個好的問題設(shè)計,猶如在學生腦海中投入一顆石子,能激起學生思考的波浪。因此教師在教學中要善于根據(jù)教學內(nèi)容設(shè)疑,通過設(shè)計懸念創(chuàng)設(shè)教學情境,激發(fā)學生的好奇心和求知欲,使學生隨著老師設(shè)置的疑點,不斷地思索。本課的教學中教師利用材料創(chuàng)設(shè)問題情境,讓孩子們在實驗的過程中主動質(zhì)疑:電磁鐵磁力大小可能與什么因素有關(guān)?以積極的情感投入到科學的探究學習中來。
3解放兒童的大腦,讓孩子們積極的思考問題。
【教學片段三】
師:剛才同學們都提出了自己的猜想,電磁鐵磁力的大小可能與線圈的圈數(shù)、鐵芯的粗細、電流的強弱、鐵芯的形狀等因素有關(guān)。但這僅僅只是猜想,科學真理是要經(jīng)過實踐的檢驗的,同學們有辦法證明自己的猜想嗎?
生:有。
師:下面我們就八仙過海,沿著自己小組的猜想,開動腦筋,各顯神通。
師:友情提示,這是一個典型的對比試驗,在這個實驗當中我們需要思考兩個問題:①我們需要改變的條件是什么?怎樣改變這個條件?②為了實驗公平,應(yīng)當控制不變的條件有哪些?怎樣控制這些條件不變?【出示課件】請同學們先獨立思考,再小組討論,并完成研究計劃。
附:檢驗電磁鐵磁力大小與關(guān)系的研究計劃
生:獨立思考,小組討論,完成研究計劃。
師:巡視指導。
有效實驗探究活動不僅是學生動手操作上的探究活動,還應(yīng)包括思維上的探究活動。一堂課只有40分鐘,教師要引導學生做很多事情,如計劃制定、小組討論、動手實踐、匯報交流等,經(jīng)常會出現(xiàn)時間不夠的情況。所以教師要有所側(cè)重,不能為活動而活動。有效的研究計劃是有效探究活動的保證,所以教師在科學教學過程中必須重視學生研究計劃的制定。它既是為兒童提供充分探究的機會,使他們在像科學家那樣進行科學探究的過程中,也是兒童智慧火花的閃現(xiàn),在小組交流的過程中更是兒童思維碰撞的過程。在這個過程中,通過兒童思維的交流實現(xiàn)實驗探究能力強的孩子對實驗探究能力相對較弱的孩子的一對一幫助,從而提高學生整體的實驗探究能力。讓孩子們都能體驗科學學習的樂趣,增長科學探究的能力,獲取科學知識,形成尊重事實、善于質(zhì)疑的科學態(tài)度,領(lǐng)悟科學的真諦。
4解放兒童的雙手,讓孩子們探究科學的真諦。
【教學片段四】
師:各組的研究計劃已經(jīng)制定好了,請各組的材料員到講臺上取你們組需要的實驗材料。咱們比比看哪一組的實驗完成得又快又好。【材料員自行取器材】
師:友情提示:不要長時間接通電磁鐵,以免耗電太多,影響實驗的準確性。
【附件】電磁鐵磁力大小與關(guān)系的實驗記錄表
學生分組實驗,教師巡視、記錄學生實驗過程中存在的問題。
師:各組已經(jīng)完成實驗,請記錄員匯報組上的研究計劃和實驗發(fā)現(xiàn)。
學生匯報,投影展示,師生點評完善研究計劃,梳理小結(jié)實驗發(fā)現(xiàn)。
在科學實驗探究課的教學中,教師為了確保教學目標的完成,往往在分組實驗前往往花費大量的時間矯正研究計劃,束縛學生的雙手,讓學生按照走向成功的步伐邁向?qū)嶒?,結(jié)果實驗成功了,但時間不充分,實驗只是蜻蜓點水。在這一堂課中,實驗前老師沒有先完善學生的研究計劃,而是讓學生按照自己的預(yù)設(shè),放開雙手去開展探究。有的組取器材跑了幾趟,有的組實驗成功了,有的組失敗了。教師只是默默地記錄著這一切,在點評的過程中教師才和學生一起尋找失敗的原因。我們常說課堂是學生的課堂,學生是學習的主人,我們要將課堂還給學生,那么我們在科學探究的過程中就要允許學生走彎路,犯錯誤。解放他們的雙手,讓孩子們放手去做。成功了是科學,失敗了,教訓也是科學。
5解放兒童的時間、空間,讓孩子們遨游科學的海洋。
【教學片段五】
師:今天,我們對影響電磁鐵磁力大小的因素有了一些初步的了解,隨著科技的發(fā)展,電磁鐵在生產(chǎn)和生活中的運用越來越廣泛。【展示電磁鐵在生產(chǎn)和生活中的運用的圖片和視頻,教師介紹】
師:在上課之前,我們認識了電磁起重機,你還能使它吸鐵的能力更強一些嗎?下來以后請各科技小組在組長的帶領(lǐng)下設(shè)計你們的改進方案,撰寫自己的科學小論文。
科學(3-6年級)課程標準》(實驗稿)指出:“用豐富多彩的親歷活動充實教學過程”,這樣的活動“可能需要課外活動的配合”,要“將學生的科學學習置身于廣闊的背景之中”,“引領(lǐng)他們到校園、家庭、社會、大自然中去學科學用科學”,“不要把學生束縛在教室這個太小的空間里,教室外才是孩子們學科學用科學大有作為的更廣闊天地”。教師要架起科學課由課內(nèi)向課外延伸,有學習走向生活的橋梁,讓學生在更為開放的環(huán)境中探究,通過展示(課余展示、課前展示、辦板報展示、在學校網(wǎng)站上展示),讓學生的探究結(jié)果得到,還可以指導學生將他們的研究成果寫成科學小報告或小論文,在報刊雜志上予以發(fā)表,激發(fā)孩子們進一步探究的熱情,使探究的動力得到進一步的鞏固。
新課程改革的根本目的在于促進人的生動地發(fā)展、主動地發(fā)展。作為教育引導著的教師只有牢記葉老的教誨,以“五個解放”作為一切教育活動的出發(fā)點和歸宿點,我們的課堂才能煥發(fā)出生命的活力,才能還課堂于學生,才能實現(xiàn)人的生動發(fā)展、主動發(fā)展。
參考文獻
[1] 教育部基礎(chǔ)教育司組織編寫。《走進新課程》,北京師范大學出版社,2003年
[2]喻伯軍主編。《小學科學教學案例專題研究》,浙江教學出版社 2005年6月
1、能描述什么是電磁鐵。說出電磁鐵的優(yōu)點和工作原理。
2、能通過實驗得出影響電磁鐵磁性強弱的因素。
3、說出電磁鐵在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。
1、電磁鐵的磁性強弱與什么因素有關(guān)。
2、電磁鐵的應(yīng)用。
評價任務(wù):
1、通過演示實驗1認識電磁鐵,說出電磁鐵的優(yōu)點和工作原理。
2、通過合作探究得出影響電磁鐵磁性強弱的因素。
3、通過觀看視頻列舉出電磁鐵在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用實例。
一、自主學習:
1、我們把插入 的螺線管叫電磁鐵。它 時有磁性, 無磁性。
演示實驗1:取一個帶有鐵芯的螺線管、一些大頭針,將螺線管通電,靠近大頭針,觀察發(fā)生的現(xiàn)象,然后斷開電路,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
現(xiàn)象表明:螺線管通電時 ,斷電時 。我們把這種磁體 叫電磁鐵。電磁鐵是利用電流的 效應(yīng)工作的。它運用于我們生活的很多領(lǐng)域。
電磁鐵的實際用途很多,最直接的應(yīng)用之一就是 。在電動機、、電鈴和 里也用到電磁鐵。全自動洗衣機的進水、排水閥門,衛(wèi)生間里感應(yīng)式?jīng)_水器的閥門,也都是由 控制的。
猜想:電磁鐵的磁性強弱可能與 和 有關(guān)。在探究過程中要用到法。
答:可以根據(jù)它 來判斷它磁性的強弱。這種方法叫 。
設(shè)計實驗(學生在老師的引導下設(shè)計實驗,注意變量的控制)。
分組實驗:
(1)、將剛才的實驗電路中加一個滑動變阻器,閉合電路,調(diào)整變阻器的滑片,使電磁鐵線圈的 不變,線圈中 的大小發(fā)生變化,觀察吸引大頭針的數(shù)目有什么變化。
(2)、改換不同匝數(shù)的螺線管,控制 不變,比較不同匝數(shù)電磁鐵的磁性。
進行實驗,完成下面的表格。
實驗結(jié)論:
影響電磁鐵磁性強弱的因素有 、; 越大, _____________越多,磁性就越強。
第四單元、生物的多樣性
一、校園生物大搜索
1.到目前為止,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并分類記載的生物種類超過了200萬種,估計地球上現(xiàn)存的物種應(yīng)有200萬—450萬種。
2.科學家常常要對一個區(qū)域的動植物種類和分布情況進行調(diào)查。分區(qū)域觀察研究是科學研究常用的方法。
3.校園里的動植物種類很多,生活的環(huán)境也各不相同。
4.我國珍稀植物有珙桐 、人參、水杉、銀杏、金花茶等。
5.我國珍稀動物有大熊貓、藏羚羊、揚子鱷、白鰭豚、亞洲象、金絲猴等。
三、多種多樣的植物
1.用分類的方法可以幫助我們更好地辨別和研究動植物。
2.根據(jù)不同的標準可以將植物分成不同的類別。如根據(jù)莖的特點植物可以分為木本植物(如:桃樹樟樹)和草本植物(如:狗尾草、水稻);根據(jù)生活環(huán)境將植物分為水生植物(如:浮萍)和陸生植物(如:雪松)。
3.科學家主要是根據(jù)植物的特征對植物進行分類。他們根據(jù)植物有沒有花把植物分成了兩大類:開花的植物和不開花的植物。
4.在植物王國中,已發(fā)現(xiàn)的種類有30多萬種,開花的植物約占一半以上。
5.在不開花的植物中,蕨類、藻類、苔蘚類和開花的植物一樣,自己進行光合作用制造養(yǎng)料。
6.不開花的植物包括蕨類(如:蕨菜)、藻類(如:紫菜)和苔蘚類(如:葫蘆蘚)植物等。
7.屬于開花的植物有:桃樹、油菜花、鳳仙花、月季、金魚藻等
四、種類繁多的動物
1.科學家把動物分成脊椎動物和無脊椎動物兩大類。身體中有脊柱的動物叫脊椎動物,沒有脊柱的動物叫無脊椎動物。
2.像螞蟻、蝗蟲、蜜蜂那樣,身體上有三對足的動物是昆蟲類;像金魚、鯉魚那樣,終生在水中生活,用鰓呼吸的動物是魚類;身體上長羽毛的動物是鳥類;直接生小動物,并用乳汁喂養(yǎng)小動物是哺乳動物。爬行動物:身體表面有鱗或甲,肚皮貼近地爬。兩棲動物:小時候在水里生活,用鰓呼吸;長大后在陸地生活,用肺呼吸。
3.動物的身體構(gòu)造和生命活動特征是科學家對動物進行分類的重要標準。
4.在動物王國中,已發(fā)現(xiàn)的種類已經(jīng)有150多萬種,是生命世界中類別最多的。而昆蟲又是動物王國中種類最多的,已知的昆蟲達到100多萬種,約占80%。
5.脊椎動物是動物身體中長有脊柱,構(gòu)造比較復雜的一類,它又可以分為魚類、兩棲動物、爬行動物、鳥類、哺乳動物。
五、相貌各異的我們
1.不同的生物有各種不相同的特征。
2.我們不能找到兩個相貌完全相同的人。
六、原來是相互關(guān)聯(lián)的
1.植物的葉具有進行光合作用和蒸騰作用的功能。植物所具有的不同的形態(tài)結(jié)構(gòu)是它們長期適應(yīng)生活環(huán)境的結(jié)果。
2.在不同環(huán)境中生活的動物,也有明顯不同的形態(tài)結(jié)構(gòu)。
3.浮萍是水生植物中的浮水植物,只有一根較細的根;
七、誰選擇了它們
1.在田野中,綠色青蛙因為有好的偽裝而被保留下來,其它顏色的青蛙因為過于顯眼而被獵食者吃掉。
2.生物學家對不同地方的生物個體進行比較時,發(fā)現(xiàn)了一個非常有趣的現(xiàn)象,即同一種生物,愈冷的地方,個體就愈大,身體愈接近圓形;并且鼻子、耳朵、腿等暴露在外部的器官就越小。
3.環(huán)境發(fā)生改變,動物的形態(tài)結(jié)構(gòu)也相應(yīng)發(fā)生變化。多樣的生物是由多樣的環(huán)境造成的。
4.大自然的選擇使得生物發(fā)生變化,然而人工選擇也在豐富著物種的多樣性。
5.在實驗中,我們發(fā)現(xiàn)大的球形燒瓶這個容器內(nèi)的水溫降得慢,細而長的玻璃瓶這個容器內(nèi)的水溫降得快。在大自然中,大而圓的動物的體形降溫慢。
八、生物多樣性的意義0.
1.地球是我們美麗的家園,各種各樣的生物,在這個家園中都扮演著不同的角色,它們相互依存,相互作用,相互影響著。
2.生物的多樣性是人類生存與發(fā)展的基礎(chǔ)。
3.每種生物都與人類生活息息相關(guān)。人類的衣食住行離不開生物的多樣性。
4.多樣的生物對我們?nèi)祟愑胁煌膬r值。有的具有欣賞價值和科學價值,有的具有經(jīng)濟價值,有的具有藥用價值。
5.就像人類生活離不開生物的多樣性一樣,每一種生物也需要生活在生物多樣性的環(huán)境之中。舉例:花繁殖后代需要昆蟲幫助傳粉;蒼耳靠動物傳播種子;動物排出的糞便可成為植物的養(yǎng)料;蝗蟲生活需要以水稻等植物為食物。
6.保護生物多樣性,要從保護家鄉(xiāng)生物多樣性做起。
7.人類是生物大家族中的一員,我們理應(yīng)平等對待家族中的每一個成員。
8.人類生活離不開植物:提供給人類做食物;供人類欣賞;提供給人類做藥材;人類可以用植物做成生活及學習用品;可以凈化空氣;提供給動物做食物。
資料庫:
1.生物的基本生存條件包括陽光、空氣、水源和地域等。
2.《生物多樣性條約》于1993年正式開始實行。
3.每年的5月22日被稱為國際生物多樣性日。
4.全世界已有180多個國家成為《生物多樣性條約》締約國
3.電能的來源和轉(zhuǎn)化
關(guān)鍵詞:高中物理;核心素養(yǎng);教學設(shè)計;楞次定律
物理核心素養(yǎng)是學生在接受相應(yīng)學段的教育過程中,逐步形成適應(yīng)學生未來發(fā)展所需要的必備能力與關(guān)鍵品格,它是關(guān)于學生知識、技能、情感、態(tài)度、價值觀等多方面要求的綜合體?;诤诵乃仞B(yǎng)的物理課堂教學,要求我們在教學設(shè)計中,關(guān)注“物理觀念”“科學思維”“實驗探究”和“科學態(tài)度與責任”四個維度。每個維度都有其特定的素養(yǎng)形式與素養(yǎng)內(nèi)涵,本文以《楞次定律》為課例,談?wù)劵诤诵乃仞B(yǎng)的高中物理課堂教學的設(shè)計與思考。
一、基于物理核心素養(yǎng)的教學內(nèi)容分析
《楞次定律》是一節(jié)典型的學習難度較大的物理規(guī)律探究課,一是涉及的因素多,有磁場方向、磁通量的大小、磁通量的變化、線圈繞向、電表指針偏轉(zhuǎn)、電流方向等。雖然學生已經(jīng)對這些物理量有了基本的了解,但在同一實驗中涉及那么多的物理因素,學生感到難以理清頭緒。二是規(guī)律比較隱蔽,難以通過一般的概括獲得規(guī)律,要求有很強的分析、推理和概括能力?!袄愦味伞币蚱鋬?nèi)容的復雜和表述的間接使規(guī)律顯得更加抽象。前面學習的“電場”和“磁場”描述的場都是“靜態(tài)場”,大小和方向是恒定的,而“楞次定律”所涉及的是變化的磁場與感應(yīng)電流的磁場之間的相互關(guān)系,是一種“動態(tài)場”,學生理解難度增大。
針對課題《楞次定律》的特點,基于物理核心素養(yǎng),我們對教學內(nèi)容進行分析,列出了核心素養(yǎng)所對應(yīng)的教學內(nèi)容(見表1).
二、基于物理核心素養(yǎng)的教學目標確立
教學目標是通過一定的教W程序后學生所獲得的素養(yǎng)或能力的狀態(tài)的描述,是指教學活動實施的方向和預(yù)期達成的結(jié)果。
我們認為核心素養(yǎng)不能替代教學目標,核心素養(yǎng)是學生必備的品格和關(guān)鍵能力,是人的最終發(fā)展目標,而教學目標是指某一具體的教學活動預(yù)期達到的結(jié)果(學生心理與行為的變化),是一個特定過程的最終狀態(tài)。因此,要形成核心素養(yǎng)這個“狀態(tài)”,離不開每一節(jié)課的教學的“小目標”。為此我們根據(jù)物理核心素養(yǎng)的素養(yǎng)形式與素養(yǎng)內(nèi)涵,列出了本課的教學目標(見表2).
三、基于物理核心素養(yǎng)的教學過程
在基于物理核心素養(yǎng)的教學內(nèi)容分析和教學目標確定的基礎(chǔ)上,設(shè)計基于學生物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)的教學過程。
(一)基于真實情境 提出研究的物理問題
通過演示實驗創(chuàng)設(shè)問題情境,可以調(diào)動學生學習興趣,激發(fā)學生的求知欲,并提出需要深入探究的物理問題。我們從學生原有的認識入手,條形磁鐵穿過閉合線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流,設(shè)計演示實驗,如圖1所示,條形磁鐵穿過線圈,用微電流傳感器檢測線圈中的電流如圖2所示,學生能分析觀察到的物理現(xiàn)象,提出可探究的物理問題――感應(yīng)電流的方向的變化與哪些因素有關(guān)? 這樣引入的目的是培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的能力。
(二)參與方案制定 經(jīng)歷實驗探究過程
我們立足教材,并對教材進行延伸和深挖。以問題為導向,通過一組活動,從科學猜想到設(shè)計實驗,再進行實驗研究,在課堂上讓學生經(jīng)歷探究的全過程,真切感受到科學探究的樂趣,提升對科學本質(zhì)的認識,提高實驗探究的能力,逐步發(fā)展豐富物理核心素養(yǎng)。
活動1(科學猜想與設(shè)計實驗)
在對圖2所示的現(xiàn)象分析基礎(chǔ)上,進行科學猜想――感應(yīng)電流的方向與磁場的磁通量的變化有關(guān)。
制定“探究感應(yīng)電流方向與磁通量變化的關(guān)系”的實驗方案,要有產(chǎn)生感應(yīng)電流的實驗裝置(如圖3所示),變量的控制(磁鐵的極性和運動方向、線圈的繞向),感應(yīng)電流方向的測定(電流表),設(shè)計記錄的表格,如表3.
活動3(深入探究)磁鐵的N極和S極插入線圈或拔出線圈,觀察指針的偏轉(zhuǎn)情況,得出線圈中感應(yīng)電流的流向及磁通量變化的關(guān)系。
(三)分析實驗數(shù)據(jù) 主動得出實驗結(jié)論
教師事先設(shè)計了表格形式的學案(表4),表格第四、第五行沒有涉及任何物理量,這給學生留足了探究的空間。通過小組討論,研究發(fā)現(xiàn)“感應(yīng)電流方向”與“磁通量變化”之間并沒有直接關(guān)系。教師引導是否還有其他因素的影響呢?在學案表格中加入一行――原磁場的方向。再經(jīng)過小組交流,仍然找不到規(guī)律。因為磁場方向是豎直方向,而感應(yīng)電流方向是水平螺旋方向,啟發(fā)學生明白安培定則就是讓這兩個方向的物理量發(fā)生關(guān)系的,從而教師再引導學生引出“中介量”――感應(yīng)電流的磁場方向,引導學生,在表格中增加原磁場方向和感應(yīng)電流磁場方向兩個因素。逐步完成表格,再通過交流討論,歸納總結(jié)得出:當線圈內(nèi)磁通量增加時,感應(yīng)電流的磁場與原磁場方向相反;當線圈內(nèi)磁通量減少時,感應(yīng)電流的磁場與原磁場的方向相同。在教師的引導下,得出“增反減同”,進一步概括得到“阻礙”兩字。
學生從而主動得到楞次定律:感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。
規(guī)律比較隱蔽,其抽象性概括性很強,學生很難獨立對其歸納和總結(jié)。教師鼓勵學生進行小組討論,給足時間和空間,在充分的交流和表達過程中,碰撞出智慧的火花,發(fā)展核心素養(yǎng)。
(四)進行實踐檢驗 納入自身知識結(jié)構(gòu)
如圖5所示,有兩個輕質(zhì)鋁環(huán)A(閉合)和B(斷開),某同學手持磁鐵的任意極靠近A,A會怎么運動?遠離A時,A怎么運動?
用實驗證明,楞次定律是正確的。
進一步分析:用磁鐵靠近輕質(zhì)鋁環(huán)A時,在鋁環(huán)中產(chǎn)生了感應(yīng)電流,獲得了電能。在這一過程中,鋁環(huán)與磁鐵有相互作用的電磁力,所以,此同學對磁鐵和鋁環(huán)這個系統(tǒng)做功,符合能量守恒的普遍規(guī)律。倡導學生要節(jié)約能源,促進可持續(xù)發(fā)展的責任感。
(五)解決實際問題 提升科學思維能力
回歸課前引入的演示實驗,根據(jù)楞次定律解釋為什么條形磁鐵穿過閉合線圈,電流方向會發(fā)生改變?
讓學生解決真實的物理問題,從中認識物理學的價值和與生活、社會、科技的聯(lián)系,明白物理規(guī)律可以預(yù)測事物的結(jié)果或現(xiàn)象。
(六)總結(jié)學習內(nèi)容 欣賞楞次定律
1.本節(jié)課的教學流程:制作電磁鐵;研究電磁鐵(提出問題→猜想→設(shè)計實驗→進行實驗→評估→交流)。
2.每個環(huán)節(jié)都充分體現(xiàn)學生的主體地位,學生充分發(fā)表自己的見解,交流自己的看法,學生自己完善探究的環(huán)節(jié),自主進行探究。
3.在教師的組織、引導下由學生自己去發(fā)現(xiàn)、提出問題,并進行科學的猜想,自己設(shè)計實驗,自己得出結(jié)論,自己評估、交流且多次討論,充分放手讓學生利用創(chuàng)造學的“集體思考法”通過討論協(xié)作學習。教師是學習的組織者、引導者,學生是學習的主人,這極利于學生形成自主、主動學習的習慣。利于科學思維能力的提高,利于團隊精神的培養(yǎng)和良好品格的形成。
4.注重學生知識的應(yīng)用,從生活走向物理,從物理走向社會。在日常生活中找到所學知識的應(yīng)用,特別是學生課外實踐活動的設(shè)計更能激發(fā)學生創(chuàng)造性和動手能力。
1.知道電磁鐵的工作原理。
2.知道影響電磁鐵磁性強弱的幾個因素。
3.了解電磁鐵在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用。
1.培養(yǎng)學生的自主探究能力掌握科學的研究方法。
2.通過實驗設(shè)計,制作電磁鐵。培養(yǎng)學生動手能力,觀察實驗現(xiàn)象、收集分析實驗數(shù)據(jù)和信息匯總的能力。
1.積極參與動手制作,細心觀察等科學探究活動。
2.嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和主動與他人合作的集體主義精神。
制作并研究電磁鐵的磁性強弱與那些因素有關(guān)。
學生的實驗設(shè)計與自主探究,合作交流能力的培養(yǎng)。
1.演示實驗教具:教師自制的電磁鐵示教板、多媒體課件、螺線管、永久磁鐵、電鈴等。
大鐵釘2枚、細漆包線若干、開關(guān)、電源、滑動變阻器、大頭針適量、棉線等。
以自主探究合作交流為主,輔以講解和討論。
前面我們學習了奧斯特的發(fā)現(xiàn),知道電流周圍存在著磁場。也研究過通電螺線管周圍存在磁場,它的磁感線分布跟條形磁鐵十分相似。
2.通電螺線管周圍的磁場。
正因為通電螺線管周圍存在著磁場,所以能對其中的磁體產(chǎn)生力的作用。
演示實驗:
教師用自制的教具演示課本實驗。
找學生上臺演示,將鐵芯插入螺線管內(nèi),指針的偏轉(zhuǎn)角度發(fā)生了怎樣的變化?(變大)說明了什么?(螺線管的磁性增強)。
因此,人們通常把螺線管緊密地套在鐵芯上,這就制成了一個電磁鐵。
教師出示一只電磁鐵,并解剖,找學生分析講解:電磁鐵是由鐵芯和線圈組成。
同學們邊討論邊交流,親自動手制作一個電磁鐵。
用細漆包線在大鐵釘上順著一個方向繞制兩個匝數(shù)不同(40匝和80匝)的線圈,再用棉線纏繞固定,使漆包線不松散,這就制成簡單的電磁鐵。
(說明:在制作過程中,學生合作交流,教師巡視,對于繞線和固定的技巧給予指點。這一過程培養(yǎng)學生的動手操作能力,并為下一步自主探索打下基礎(chǔ),同學間相互交流,找出竅門)。
請同學們將制作好試著接入電路,觀察電磁鐵能否吸引大頭針。
(說明:這一步培養(yǎng)學生的情感態(tài)度和價值觀,如能吸引大頭針,學生能體會成功的喜悅,如若不能則找原因。)
電磁鐵是否有磁性以及磁性強弱可能與哪些因素有關(guān)?
學生:可能與電流大小有關(guān),可能與線圈的匝數(shù)有關(guān),還可能與鐵芯的有無有關(guān),還可能……
(說明:學生想到的辦法很多,應(yīng)適時、適度地給學生交流的機會,在交流中學到研究方法)。
每個同學設(shè)計各有特色,每個學生都能發(fā)表自己的見解,互相取長補短。教師一定要參與學生的討論,多聽學生如何設(shè)計,不要急于發(fā)表看法。
(說明:在學生進行分組實驗中教師巡視、指導,與學生交流心得體會。同學間相互協(xié)作,按照自己的設(shè)計去實驗。)
(1)把電磁鐵線圈、電源、開關(guān)用導線連起來,
(2)將鐵釘靠近一堆大頭針,觀察通電和斷電時,電磁鐵對大頭針的作用。(如圖1所示)
(3)把電源、開關(guān)、滑動變阻器、電流表和線圈匝數(shù)較少的電磁鐵串起來,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電路中電流開始較小,后來較大,觀察比較這兩種情況下,電磁鐵吸引大頭針的多少。(如圖2所示)
(4)把電源、開關(guān)、滑動變阻器跟兩個線圈不同的電磁鐵串聯(lián)起來,觀察通電時,兩個電磁鐵吸引大頭針的多少?(如圖3所示)
師生共同得出結(jié)論:
電磁鐵通電時有磁性,斷電時磁性消失,通過電磁鐵的電流越大,電磁鐵的磁性越強,當電流一定時,電磁鐵線圈的匝數(shù)增多,磁性增強。
學生對自己的設(shè)計實驗和實驗過程進行交流,評估各自得出的結(jié)論,在探究學習中主動和他人合作,特別是實驗過程中遇到的困難相互協(xié)調(diào)解決。
請每個同學在小組內(nèi):(1)把自己的探究的過程及結(jié)論告訴同學;(2)相互傳閱探究記錄;(3)主動征求別人意見改正自己的錯誤,彌補不足。
有的小組可能會出現(xiàn)冷場的現(xiàn)象,教師要及時引導。
1.出示電磁起重機模型,找學生上講臺操作。
2.演示教師自制的電鈴,將其分解,指出核心部件電磁鐵,并作簡單說明。
1.實際使用電磁鐵已安裝好,常用什么方法來控制磁性強弱?(常用電流的大小來控制)
2.將電磁鐵與永磁鐵做一對比突出電磁鐵的優(yōu)點,從而說明電磁鐵使用上的方便性。
3.找學生將自己制作的電磁鐵上講臺演示,共享勞動成果。
1.回家查看生活中什么地方用了電磁鐵?什么地方用電磁鐵使生活更方便?
用自制的電磁鐵制作一個小電鈴或其它有價值的小發(fā)明。
查找課外資料,就地取材設(shè)計制作,培養(yǎng)動手能力和知識的應(yīng)用,提高自身的素質(zhì)。
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