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視頻標簽：電磁感應,劃時代的發現
所屬欄目：高中物理優質課視頻
視頻課題：人民教育出版社選修3-2第四章電磁感應第一節劃時代的發現-安徽省優課
教學設計、課堂實錄及教案：人民教育出版社選修3-2第四章電磁感應第一節劃時代的發現-安徽省優課
電磁感應（人教版選修3-2）
第一節 劃時代的發現
【教學設計說明】
奧斯特發現“電流的磁效應”和法拉第發現“電磁感應現象”， 揭開了人類社會邁進電氣化時代的序幕，這段科學史也是科學思維中傳統與創新交鋒和突破的生動事例，它同時還展示了創新思維的重要和時代局限性對創新的羈絆。因此這節教材是課堂教學中對學生進行科學方法和科學精神教育的好素材。本教案在設計時，以“統一和諧思想”為暗線和“發現”為明線，運用科學史情景的探究教學方法，把學生帶到歷史上探究的事件中去，借鑒歷史的發現過程，采用引導和活動相結合的形式，讓學生了解當時的知識和認識背景，，讓學生體驗科學發現的過程，體驗他們研究的思路與方法，充分感悟科學家的科學方法和科學精神。從而很好地啟迪學生的心靈，培養并提高學生的科學素養。
本節課作為電磁感應的開端，對后續的學習具有重要的影響。在教學中，引領學生走進電磁感應，激起對電磁感應現象的濃厚興趣，這是本節教學的基本出發點。為達到上述目的，教學設計以豐富多彩的視頻、圖片、課件、實驗輔助教學，在趣味學習活動中貫徹快樂學習的理念。
【教學目標】
（1）關注電流磁效應和電磁感應現象的發現過程，了解相關的物理學史。
（2）體會科學探索的過程特征；感受科學家的科學探索精神；感悟科學與技術、社會的重要關系，樹立人文精神。
（3）了解信念和機遇在科學發現中的作用；辯證認識傳統觀念對科學發展的利與弊。
（4）以科學家不怕失敗、勇敢面對挫折的堅強意志激勵自己。
【教學重點】
知道與電流磁效應和電磁感應現象的發現相關的物理學史。領悟科學探究的方法和艱難歷程。培養不怕失敗、勇敢面對挫折的堅強意志。
【教學難點】
領悟科學探究的方法和艱難歷程。培養不怕失敗、勇敢面對挫折的堅強意志。
【教具】
1、教師演示用：電源，靈敏電流計、開關、螺線管，鐵芯，導線若干。
【教學過程】
一、引入新課
1、激起思考：愛因斯坦的遺憾 從愛因斯坦的統一場引出電和磁的統一場。
二、進行新課
激發興趣----視頻
教師提問：從視頻當中可以發現什么信息？引出
（一）奧斯特夢圓“電生磁”
1、奧斯特是怎樣發現電生磁的？
學生講述奧斯特電生磁的故事。
老師追問：是不是一帆風順的？
2. 學生閱讀教材與老師結合課件簡介奧斯特發現電流磁效應前科學界對電和磁的認識以及激勵奧斯特尋找電與磁的聯系的信念。
幾經研究終未果：失敗的實驗---受縱向力的約束。
給學生提供實驗器材，讓學生思考如何設計探究電生磁的實驗，讓學生體會奧斯特也是受到了傳統經驗的影響。
機遇青睞局限破：成功的實驗---橫向力的問世。
（二）法拉第心系“磁生電”
1、對稱思考創新路。
法拉第關于電磁的對稱性思考：電和磁是一對統一和諧對稱的自然現象.
法拉第初期觀點：受奧斯特等科學家的實驗啟發，既然靜電能感應靜電，磁能感應磁，電流能產生磁，那么，依此類推，磁也能產生電流，電流也應該能產生電流。
2、教師介紹：科學的道路決不平坦，法拉第于1824年、1825年和1828年做過三次集中的實驗研究，然而均以失敗告終。
［課件演示］ ：思維定勢路漫長
實驗1:先將一個強磁鐵放在導線旁邊，再將導線與電流計相連。
實驗2：他用兩根長約4m的導線平行放置, 相隔約兩張紙厚的距離, 先把其中的一根導線接到電池的兩端通電,再把另一根與電流計相連。
實驗3：把一根螺旋線與電池兩極聯接，直導線穿過它，后者兩端連接電流計。
實驗4： 將實驗2中的直導線與電池兩極相連, 螺線管與電流計連接。
每個實驗將裝置呈現后由學生先預測結果，教師再通過實驗進行檢驗，以增加懸念，調動學生學習的積極性。讓學生感受科學家在面對失敗時所表現出的堅忍不拔的精神。
3、課件介紹：1831年8月29日，法拉第把兩個線圈繞到同一個鐵環上，他發現，當把與電池、開關相連的線圈A的開關2接通，使線圈A中的電流由零增大到某恒定值的瞬間，在閉合線圈B附近的小磁針偏轉、振動并且最終停在原來的位置上。當把線圈A的開關2斷開，使線圈A中的電流由某恒定值減小到零，在此瞬間，閉合線圈B附近的小磁針反向偏轉、振動并且最終停在原來的位置上。
讓學生演示此實驗體驗科學發現需要有敏銳洞察力和抓住稍縱即逝的現象的頭腦。
4 “偶然”發現猶迷茫。
法拉第不明白的是到底是線圈A當中的電流在線圈B中感應出的電流，還是線圈當中的電流產生的磁場感應出的電流呢？指針為什么不是來回擺動呢?他百思不得其解。他給他的朋友菲利普斯寫了一封信。課件展示信的內容。
老師引導并設置問題:法拉第也曾迷茫，但從普通的磁鐵中獲得電的信念絲毫沒有動搖。
法拉第做了進一步的思考：線圈A和鐵芯是不是產生這一效應的必要條件呢？
老師提問：如果你是當時的法拉第接下來你會怎么辦？
學生自由發言。說出自己的想法。
意在帶領學生進入法拉第時代體會法拉第的進一步研究與思考。
5 深入探究得真諦。
法拉第做了進一步的研究 如圖所示
經過大量的實驗最終法拉第得出：磁生電在暫態處。這里的暫態是指運動和變化。
1831年11月24日，向英國皇家協會宣布了磁生電的原因。這就是：變化的電流，變化的磁場，運動的恒定電流，運動的磁鐵，在磁場中運動的導體。他把這些現象定名為電磁感應，產生的電流叫做感應電流。
6 提出問題：法拉第發現電磁感應現象之前的實驗都一一失敗了，失敗的原因是什么呢？學生總結。
啟迪：從原因分析可以看出，這些實驗都是在以往經驗的啟發下，通過類比方法設計的。科學研究是立足于已知去探索未知，總是以已有的知識和方法、經驗和理論為指導去進行研究的。這種指導作用是必要的、有益的，但同時也會帶來限制和束縛，特別是對于新領域的開創性的研究工作。只有善于突破傳統，才能創新。
7 提出問題：經長達10年的艱苦探索，法拉第終于發現了“磁生電”現象，并且認識到“磁生電”是一種在變化和運動過程中才出現的非恒定的暫態效應。你認為法拉第成功的“秘訣”是什么？
學生對比失敗的原因總結出成功的秘訣。意在讓學生感受----成功屬于堅持不懈的有心人。
8 課件展示：跑來跑去的科拉頓的。意在讓學生理解科學探究中要敢于打破傳統經驗，敢于創新，才能有突破。讓學生能深刻領悟法拉第的創新思維的偉大。
總結：電磁感應現象的發現實現了電與磁第二次握手，是一個劃時代的發現，它揭開了人類社會邁進電氣化時代的序幕。
9 統一思想有繼承。課件展示 麥克斯韋正是繼承了法拉第場的思想，并找到了麥克斯韋方程組使電磁學的統一得到了更為完善發展。愛因斯坦 ，溫伯格和等薩拉姆在統一場上的研究成果，進一步讓學生感受法拉第光輝思想的后續影響。從電和磁的統一場又上溯到了引力場和電磁場的統一場。
從某種意義上說，物理學的歷史就是尋找不同自然現象之間的聯系，追求統一解釋的歷史。
最后以對學生提問的方式結束。意在讓學生對法拉第的科學思想有所感所悟，激發他們對科學研究的興趣，引領他們能夠自主，自愿，能夠帶著堅定的信念，敏銳的洞察力，以及堅韌不拔的氣勢走進偉大而神圣的物理殿堂，去發現物理學當中更多的美。
板書設計： 第一節 劃時代的發現
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橫向力
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視頻來源：優質課網 www.jjlqy.cn
