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视频标签：电磁感应,划时代的发现
所属栏目：高中物理优质课视频
视频课题：人民教育出版社选修3-2第四章电磁感应第一节划时代的发现-安徽省优课
教学设计、课堂实录及教案：人民教育出版社选修3-2第四章电磁感应第一节划时代的发现-安徽省优课
电磁感应（人教版选修3-2）
第一节 划时代的发现
【教学设计说明】
奥斯特发现“电流的磁效应”和法拉第发现“电磁感应现象”， 揭开了人类社会迈进电气化时代的序幕，这段科学史也是科学思维中传统与创新交锋和突破的生动事例，它同时还展示了创新思维的重要和时代局限性对创新的羁绊。因此这节教材是课堂教学中对学生进行科学方法和科学精神教育的好素材。本教案在设计时，以“统一和谐思想”为暗线和“发现”为明线，运用科学史情景的探究教学方法，把学生带到历史上探究的事件中去，借鉴历史的发现过程，采用引导和活动相结合的形式，让学生了解当时的知识和认识背景，，让学生体验科学发现的过程，体验他们研究的思路与方法，充分感悟科学家的科学方法和科学精神。从而很好地启迪学生的心灵，培养并提高学生的科学素养。
本节课作为电磁感应的开端，对后续的学习具有重要的影响。在教学中，引领学生走进电磁感应，激起对电磁感应现象的浓厚兴趣，这是本节教学的基本出发点。为达到上述目的，教学设计以丰富多彩的视频、图片、课件、实验辅助教学，在趣味学习活动中贯彻快乐学习的理念。
【教学目标】
（1）关注电流磁效应和电磁感应现象的发现过程，了解相关的物理学史。
（2）体会科学探索的过程特征；感受科学家的科学探索精神；感悟科学与技术、社会的重要关系，树立人文精神。
（3）了解信念和机遇在科学发现中的作用；辩证认识传统观念对科学发展的利与弊。
（4）以科学家不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志激励自己。
【教学重点】
知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。
【教学难点】
领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。
【教具】
1、教师演示用：电源，灵敏电流计、开关、螺线管，铁芯，导线若干。
【教学过程】
一、引入新课
1、激起思考：爱因斯坦的遗憾 从爱因斯坦的统一场引出电和磁的统一场。
二、进行新课
激发兴趣----视频
教师提问：从视频当中可以发现什么信息？引出
（一）奥斯特梦圆“电生磁”
1、奥斯特是怎样发现电生磁的？
学生讲述奥斯特电生磁的故事。
老师追问：是不是一帆风顺的？
2. 学生阅读教材与老师结合课件简介奥斯特发现电流磁效应前科学界对电和磁的认识以及激励奥斯特寻找电与磁的联系的信念。
几经研究终未果：失败的实验---受纵向力的约束。
给学生提供实验器材，让学生思考如何设计探究电生磁的实验，让学生体会奥斯特也是受到了传统经验的影响。
机遇青睐局限破：成功的实验---横向力的问世。
（二）法拉第心系“磁生电”
1、对称思考创新路。
法拉第关于电磁的对称性思考：电和磁是一对统一和谐对称的自然现象.
法拉第初期观点：受奥斯特等科学家的实验启发，既然静电能感应静电，磁能感应磁，电流能产生磁，那么，依此类推，磁也能产生电流，电流也应该能产生电流。
2、教师介绍：科学的道路决不平坦，法拉第于1824年、1825年和1828年做过三次集中的实验研究，然而均以失败告终。
［课件演示］ ：思维定势路漫长
实验1:先将一个强磁铁放在导线旁边，再将导线与电流计相连。
实验2：他用两根长约4m的导线平行放置, 相隔约两张纸厚的距离, 先把其中的一根导线接到电池的两端通电,再把另一根与电流计相连。
实验3：把一根螺旋线与电池两极联接，直导线穿过它，后者两端连接电流计。
实验4： 将实验2中的直导线与电池两极相连, 螺线管与电流计连接。
每个实验将装置呈现后由学生先预测结果，教师再通过实验进行检验，以增加悬念，调动学生学习的积极性。让学生感受科学家在面对失败时所表现出的坚忍不拔的精神。
3、课件介绍：1831年8月29日，法拉第把两个线圈绕到同一个铁环上，他发现，当把与电池、开关相连的线圈A的开关2接通，使线圈A中的电流由零增大到某恒定值的瞬间，在闭合线圈B附近的小磁针偏转、振动并且最终停在原来的位置上。当把线圈A的开关2断开，使线圈A中的电流由某恒定值减小到零，在此瞬间，闭合线圈B附近的小磁针反向偏转、振动并且最终停在原来的位置上。
让学生演示此实验体验科学发现需要有敏锐洞察力和抓住稍纵即逝的现象的头脑。
4 “偶然”发现犹迷茫。
法拉第不明白的是到底是线圈A当中的电流在线圈B中感应出的电流，还是线圈当中的电流产生的磁场感应出的电流呢？指针为什么不是来回摆动呢?他百思不得其解。他给他的朋友菲利普斯写了一封信。课件展示信的内容。
老师引导并设置问题:法拉第也曾迷茫，但从普通的磁铁中获得电的信念丝毫没有动摇。
法拉第做了进一步的思考：线圈A和铁芯是不是产生这一效应的必要条件呢？
老师提问：如果你是当时的法拉第接下来你会怎么办？
学生自由发言。说出自己的想法。
意在带领学生进入法拉第时代体会法拉第的进一步研究与思考。
5 深入探究得真谛。
法拉第做了进一步的研究 如图所示
经过大量的实验最终法拉第得出：磁生电在暂态处。这里的暂态是指运动和变化。
1831年11月24日，向英国皇家协会宣布了磁生电的原因。这就是：变化的电流，变化的磁场，运动的恒定电流，运动的磁铁，在磁场中运动的导体。他把这些现象定名为电磁感应，产生的电流叫做感应电流。
6 提出问题：法拉第发现电磁感应现象之前的实验都一一失败了，失败的原因是什么呢？学生总结。
启迪：从原因分析可以看出，这些实验都是在以往经验的启发下，通过类比方法设计的。科学研究是立足于已知去探索未知，总是以已有的知识和方法、经验和理论为指导去进行研究的。这种指导作用是必要的、有益的，但同时也会带来限制和束缚，特别是对于新领域的开创性的研究工作。只有善于突破传统，才能创新。
7 提出问题：经长达10年的艰苦探索，法拉第终于发现了“磁生电”现象，并且认识到“磁生电”是一种在变化和运动过程中才出现的非恒定的暂态效应。你认为法拉第成功的“秘诀”是什么？
学生对比失败的原因总结出成功的秘诀。意在让学生感受----成功属于坚持不懈的有心人。
8 课件展示：跑来跑去的科拉顿的。意在让学生理解科学探究中要敢于打破传统经验，敢于创新，才能有突破。让学生能深刻领悟法拉第的创新思维的伟大。
总结：电磁感应现象的发现实现了电与磁第二次握手，是一个划时代的发现，它揭开了人类社会迈进电气化时代的序幕。
9 统一思想有继承。课件展示 麦克斯韦正是继承了法拉第场的思想，并找到了麦克斯韦方程组使电磁学的统一得到了更为完善发展。爱因斯坦 ，温伯格和等萨拉姆在统一场上的研究成果，进一步让学生感受法拉第光辉思想的后续影响。从电和磁的统一场又上溯到了引力场和电磁场的统一场。
从某种意义上说，物理学的历史就是寻找不同自然现象之间的联系，追求统一解释的历史。
最后以对学生提问的方式结束。意在让学生对法拉第的科学思想有所感所悟，激发他们对科学研究的兴趣，引领他们能够自主，自愿，能够带着坚定的信念，敏锐的洞察力，以及坚韧不拔的气势走进伟大而神圣的物理殿堂，去发现物理学当中更多的美。
板书设计： 第一节 划时代的发现
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横向力
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视频来源：优质课网 www.youzhik.com
