《電磁鐵》探究式教學設計

賈小亞

【摘 要】 “自主、合作、探究”的教學理念，是新課改的主旋律，本文以筆者在重慶市高新育才學校新教師講課比賽一等獎的部分作為基礎，結合教學實踐，設計了《電磁鐵》探究式教學設計。

【關 鍵 詞】 電磁鐵；電磁鐵的強弱；探究實驗

一、設計思想

《電磁鐵》人教版八年級物理第九章第四節內容，電磁鐵是通電螺線管的實際應用，筆者將從以下四個方面展開教學：

1. 制作電磁鐵。在引導學生總結出電磁鐵的定義后，通過親自制作電磁鐵，強化理解電磁鐵的概念和構造，并發揮學生的自主性。

2. 研究電磁鐵的磁性與哪些因素有關。本節課的重點是研究電磁鐵的磁性與電流、線圈匝數的關系。首先引導學生大膽猜想，學生可能會提出很多其他非影響因素，對此要鼓勵，并且要對學生提出的因素進行分析討論，教會學生排除非影響因素。其次是設計實驗，此環節為學生的弱項，通過設疑，引導學生利用控制變量的研究方法就桌面上的器材進行設計。最后是分析論證，教會學生分析實驗現象，并從現象中總結規律。

3. 探究電磁鐵的兩級。此內容可作為拓展環節，主要是聯系所學，安培定則對學生而言較難理解，利用實驗進行判斷，使學生真正學以致用。

4. 電磁鐵在生產、生活中的應用。可采取讓學生自主收集資料，交流共享的方法，并請小組交流討論電磁鐵相比于永磁鐵的優點有哪些。

二、教學設計

（一）創設情境，引入新課

設置情境：教師展示一盒大頭針，故意不小心打翻在講臺上，請學生幫助老師快速地把大頭針撿起來放到盒子里而又不被扎到手（講臺上放有一磁鐵）。

設計意圖：可以很快地吸引學生的注意力，調動學生積極參與課堂活動的興趣，學生基本上都可以想到用永磁鐵吸引大頭針較快且不被扎到手，但是在取下大頭針時需要用手取而且易被扎到。

師：這位同學想到了利用磁鐵，非常好，現在請大家注意觀察老師是怎么做的？

演示實驗：手掌中藏較小電磁鐵，開關及電源部分藏于袖中，另一只手控制開關，手掌靠近大頭針說“起”，同時接通電磁鐵，大頭針被輕松吸起，然后說“落”，同時斷開電磁鐵，大頭針“聽話的”落到盒子里。（注意演示過程中要富有戲劇性）

提出問題：老師是怎么辦到的？引發學生思考，并向學生揭開謎底展示藏于手心的電磁鐵。

教師引導同學們回憶上節課的內容，如果我們利用電流產生磁場，那么電流斷開是否磁性也就隨之消失了呢？這就是我們今天要學的內容——電磁鐵。（顯示課題）

（二）新課教學

1. 定義

師：那么什么樣的構造才能叫電磁鐵呢？在同學們的桌子上就有一個電磁鐵，請同學們觀察其構造，思考每部分構造的作用，自己給電磁鐵下定義。

小組討論、進行操作：給電磁鐵通、斷電去吸引大頭針，是否插入鐵芯以及插入鋼芯、陶瓷芯的情況，通過吸引大頭針的數量判斷電磁鐵是否有磁性及磁性強弱。

設計意圖：讓學生大膽嘗試，通過實驗發現問題，才能透徹地理解知識。

小組總結交流并給出電磁鐵定義。

板書：1. 電磁鐵：帶有鐵芯的螺線管。

請同學們思考一下：電磁鐵的工作原理是什么？

板書：2. 工作原理：電流的磁效應。

設計意圖：這樣設計有利于學生自主思考，并且不需要死記硬背就可以記住概念和原理。

2. 自制電磁鐵（課件展示）

師：同學們能不能利用桌上老師為大家準備好的器材自己做一個電磁鐵呢？桌上放有兩個相同的大頭釘、一些絕緣導線、開關、滑動變阻器、一些曲別針和電流表（不是所有的器材都會用到），引導學生制作電磁鐵。

溫馨提示（課件展示）：為了使電磁鐵磁性較強，線圈匝數最好在50匝到100匝之間。線圈最好緊密排列，這樣線圈產生的磁場疊加效果最好。各組學生利用選擇的器材自制電磁鐵去吸引大頭針。然后挑選吸起大頭針不同的若干組進行展示。

3. 實驗探究：影響電磁鐵的磁性強弱的因素（課件展示）

提出問題：你認為你制作的電磁鐵的磁性強弱究竟與哪些因素有關呢？

引導學生根據自己的知識和經驗提出猜想并說明理由。

進行猜想：電磁鐵的磁性強弱可能與電流的大小、線圈的匝數有關。

設計意圖：讓學生自己通過制作的經驗回顧并思考可能與哪些因素有關，可以更好的發散思維，學生還有可能會提出與電壓、電阻、鐵芯粗細等等有關，需要教師引導學生共同分析，排除部分非影響因素，或讓學生課后自行探究。

設計實驗：請學生設計實驗來證明猜想是否正確。引導學生分析，注意控制變量。

課件展示：

①如何研究電磁鐵磁性強弱與電流大小的關系？研究磁性與線圈匝數的關系呢？

②如何改變線圈的匝數和電流的大小？

③怎樣控制變量？

④如何判斷電磁鐵磁性強弱？

小組討論并制訂實驗方案，教師到各個小組中參加討論，適時地引導、點撥學生。

小組活動：

設計出電路圖，研究電流大小影響如圖1，研究線圈的匝數影響如圖2。

學生總結：采用控制變量法，研究電流大小對磁性影響時，要保持線圈匝數不變；研究線圈匝數對磁性影響時，要保持電流大小不變。

進行實驗：

①按圖1連接電路，將開關合上，通過調節滑動變阻器，改變通過線圈中的電流，觀察大鐵釘吸起大頭針的多少。

②按圖2連接電路，觀察大鐵釘吸起大頭針的多少。

學生歸納、概括實驗結果，并記錄在書中給出的表格中。

分析論證：通過電磁鐵的電流越大，磁性越強；電磁鐵線圈匝數越多，磁性越強。

板書：3. 電磁鐵的磁性強弱與線圈的匝數和電流大小有關。

①通過電磁鐵的電流越大，它的磁性越強。

②在電流一定時，電磁鐵線圈匝數越多，磁性越強。

4. 電磁鐵的應用（課件展示）

提出問題：你知道的電磁鐵的應用有哪些？

小組討論：電磁起重機、電動機、發電機、揚聲器、電話、電鈴、電話、磁懸浮列車等。

設計意圖：本節課只是大概讓學生了解有哪些應用，展示電磁鐵的應用圖片，可以請同學們課后通過網絡了解電話（或電鈴、揚聲器等）中哪個部位用到了電磁鐵以及是如何工作的，這樣不僅培養了學生自主收集資料并獲取知識的能力，也為下節課的知識做了鋪墊。

三、教學反思

八年級下冊的學生在有了一定的物理知識的基礎上，本節課的知識內容對他們來說不算難，但是學生設計實驗等能力還有待提高，所以本節課的重點在于培養學生的猜想能力、實驗設計能力、合作交流能力及分析總結能力，在實驗設計上進一步認識到“控制變量法”在中學物理實驗中的重要地位。

“自主、合作、探究”的教學理念，也深深地融入了整個教學過程中，教師多以設疑的方式引導學生自主思考并合作探究出結論，學生課堂參與度較高，效果較為理想。

【參考文獻】

[1] 王治濤. 電磁鐵教學設計[J]. 數理化學習（初中版），2013（3）.

[2] 彭前程. 初中物理探究教學的理論與實踐[M]. 北京：人民教育出版社，2010.