第14章设计制作电磁铁 （表格式）2023-2024学年北师大版九年级全一册

《设计制作电磁铁》 使用教材 北师大-出卷网-，义务教育初中物理教科书九年级全一册，第十四章 实验器材 自制“魔盒”、小磁针、直导线（长度不同）、电池、导线、开关、曲别针、铜柱、铁柱、铝柱、DIS磁感应强度传感器。 实验创新要点 本节课打破传统教学内容，基于单元教学视角，以设计制作电磁铁任务为主线，避免了传统教学中学生在学习第三节电流的磁场时因缺乏与生活实践的联系、内容偏理论所造成的学习兴趣不高，动力不足等问题，既是实现从旧教材向新课标的过渡，又是落实习近平总书记提出的“要在教育‘双减’中做好科学教育加法”的要求，以设计任务充分激发学生的好奇心、想象力、探求欲，增强科学兴趣和创新意识，同时，巧妙设计科学家微课，把弘扬科学精神贯穿于教育全过程，促使学生热爱科学、崇尚科学，努力为国家培育具备科学家潜质、愿意献身科学研究事业的青少年群体。 （一）巧用自制实验教具创设魔术情境，增加探究兴趣 首先借助门磁报警器为学生展示其工作过程（如图1所示），发现打开门报警器的蜂鸣器发出警报，关上门蜂鸣器停止发出警报，分析原理是由于干簧管和磁铁共同作用的结果，开门时没有磁场，干簧管簧片处于闭合状态，电路报警，关门时有磁场，干簧管簧片处于断开状态，电路不报警。之后，利用自制实验教具“魔盒”进行实验，先将“魔盒”A面面向学生（如图2所示）进行演示，观察现象发现依然可以实现开门报警、关门不报警的功能，引导学生猜想盒子中的物体能产生磁场，再将“魔盒”B面面向学生进行演示，发现闭合“魔盒”B面的开关，铃不响灯亮（如图3所示），断开“魔盒”B面的开关，铃响灯不亮（如图4所示），引导学生发现“魔盒”中的磁场可能是电流产生的。通过自制“魔盒”实验教具不仅激发了学生的探究兴趣，而且通过恰当的实验设计、可视的实验现象和精准的问题引导，激发学生主动思考、自主发现，猜想到电流可能产生磁场。学生学完新知后可通过拆解“魔盒”进行揭秘，发现“魔盒”内部是由马蹄形电磁铁、灯泡和开关组成的串联电路。其内部结构图如图5和图6所示。对“魔盒”的揭秘环节可引导学生发现将所学知识进行应用的意识，认识到物理不仅是有趣的更是有用的。 （二）乐用实验制造认知冲突，还原真实探究过程 在学生猜想到电流可能会产生磁场后，利用直导线、小磁针、电池引导学生大胆验证猜想。与以往演示实验不同，采用学生分组实验，仅强调不要长时间通电等基本安全规范，不做过多引导，给学生空间让学生自己思考如何验证电流周围是否存在磁场。学生在实验操作的过程中由于导线和小磁针的空间摆放位置的不同会产生不同的实验效果，即经历“失败”的过程，同时，在分享“成功经验”的过程中，为电流产生磁场的特点有了感性的认识，以及实验成功的关键有了深刻的认识，通过让学生有“试错”的机会，更能激发学生主动探究电流产生磁场的特点，在实际操作的过程中提升问题解决能力。 妙用传感器设置任务驱动，提升问题解决和动手实践能力 在本节设计制作电磁铁的过程中，主要突破难点即为引导学生认识到通电直导线、通电螺线管、电磁铁产生磁场的强弱是不同的，以及如何引导学生从直导线出发，发现形状的不同、芯材的不同会影响电流产生的磁场的强弱，从而自己发现电磁铁的结构和动手制作出有实践意义的电磁铁。利用DIS磁感应强度传感器，通过可视化的磁场强弱，采用合理的问题引导，设置任务驱动，不断发现问题，解决问题，主动提出电磁铁的设计结构，让整堂课学生均处于不断思考、深度参与的过程。 1.直观反映磁场强弱，主动发现导线形状对磁场强弱的影响 由于通电直导线无法吸引曲别针或大头钉，即使改变形状也无法吸引，所以无法引导学生认识到导线形状的改变可能会影响电流周围 ... ...