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视频标签：磁性材料
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视频课题：人教版高中物理选修1-1第二章第五节磁性材料-浙师大附中
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磁性材料 教学设计
一、教材分析及课前准备
本节课为人民教育出版社物理选修1-1第二章磁场第五节，是磁场的最后一节内容。本节课是在前面磁场知识的基础上，用磁畴对磁化和退磁，硬磁性材料和软磁性材料的原理进行解释，并介绍了磁性材料的发展及应用、磁记录及地球磁场留下的记录，内容上注重与学生生活、现代社会及科技发展的联系，反映当代科学技术发展的重要成果和科学思想，利于培养学生的社会参与意识和社会责任感。
但是笔者对于磁畴不是很清楚，对磁性材料的发展也不是很了解，因而反复研读了严密和彭晓领编著的《磁学基础与磁性材料》一书，并特地请教了相关的大学教授，终于对磁性材料有了更深入更系统的了解。并发现教材中的一些概念表述不是很准确，比如铁磁性材料其实包含了铁磁性材料和亚铁磁性材料两种，磁畴图景也并非如书本所展示的那样。但是教材的简化处理更符合文科学生的认知规律，因而在教学过程中，仍按教材中的表述。突破磁畴这一难点最简单的办法就是通过实验让学生能够亲眼见到，但笔者在大学实验室做了很多次用显微镜观察磁畴的实验，每次都不够清晰，最终未能呈现，此乃本节课最大的遗憾。 二、 学情分析
本节内容的对象为文科学生。学生在初中就对磁化和退磁的概念有一定的了解，并有相应的生活体验；通过前四节的学习对磁现象有了更为全面的认识，为本节课奠定了充分的知识基础。但是对于文科生来说，虽然知道原子结构模型，但没学过安培分子电流假说，要理解微观上的磁畴仍然是非常困难的，因而磁畴这一难点的突破是本节课的重中之重。磁性材料的发展、磁记录及地球磁场留下的记录等属于介绍性知识，学生会觉得非常枯燥，因而本节课设计了很多实验，动画和图片，激发学生的学习热情和求知欲望。高二文科生已有初步的比较和分类、分析和归纳、具体和抽象的思维能力，能把感性认识上升到理性认识，具备了一定的分析问题、解决问题的能力，这为本节学习做好了能力准备。 三、 教学目标 (一)物理观念
知道磁化、退磁现象，知道什么是铁磁性物质、硬磁性材料和软磁性材料，能列举磁性材料在生产生活中的应用，能解释简单的有关磁的实际问题，培养学生的物质观念。 了解地球磁场留下的记录，学会用物理知识认识自然，解释自然现象。 (二)科学思维
通过实验和逻辑推理，建构磁畴模型，感受构建物理模型的思维方式，体会物理模型在探索自然规律中的作用及在物理学研究中的意义，养成科学思维习惯。
能应用磁畴理论解释磁化、退磁现象，解释铁磁性物质和其他物质、硬磁性材料和软磁性材料的本质区别，解释过程中熟练使用对比的方法。 (三)科学探究
通过对“为什么铁磁性物质磁化后有很强的磁性”这一问题的探究，提升基于实验和理论推理相结合的科学探究能力。
通过高温退磁实验，体会科学研究方法。
通过铁磁流体实验，感受新型磁性材料铁磁流体的特征，推断铁磁流体的物质组成,。 (四)科学态度与责任
了解生活中与磁现象有关的物理知识， 磁现象在生活和生产中的应用，体会到物理来源于生活又应用于生活的本质，提升学习和研究物理的好奇心与求知欲。 通过了解磁性材料的发展及与磁相关的现代技术的发展，让学生体会科学技术促进了人类生产生活方式的变革，对人类文明和社会进步做出了巨大贡献。
四、重点难点
重点：知道磁化、退磁现象，知道什么是铁磁性物质、硬磁性材料和软磁性材料。 难点：磁畴概念及用其解释磁化和退磁过程 五、设计思想
物理核心素养的培养应落实到整个教学过过程中。创设学生积极参与、乐于探究、善于实验、勤于思考的学习情境。促进学生自主学习。通过多样化的教学方式，引导学生理解物理学的本质，认识自然界，形成科学思维习惯，增强科学探究能力和解决实际问题的能力，逐步形成科学态度和正确的价值观。 六、教学过程 教师活动 学生活动 设计意图
引
入
魔术：开心果穿越玻璃杯
问：你觉得开心果真的穿越了吗？有没有同学能破解这个魔术？
欣赏魔术，
并破解魔术。 回顾磁性、磁化等相关概念
学生在惊叹中聚焦思维，回顾相关知识，并应用相关知识破解魔术，引出课题
磁
性
材
料
问1：哪些物质容易磁化？那些物质不容易磁化？ 演示实验：用磁戒判断六种材料（铁钴镍锌铝铜）是否容易被磁化
得出概念：铁磁性物质
问2：磁性材料在生活中有哪些应用？配合图片， 介绍中国自主研发的时速600公里高速磁浮列车
答1：铁、钴、镍容易被磁化，而锌、铝、
铜很难。 知道什么是铁磁性物质。 答2：电磁铁、门吸、磁悬浮列车、磁卡、
磁带、磁盘
利用实物进行实验验证，培养学生实事求是的科学精神
磁性材料的应用如此广泛，研究磁性材料是非常有价值的。
特别介绍中国自主研发的时速600公里高速磁浮列车，增强民族自豪感
磁
化
与
退
磁
探究1：为什么铁磁性物质磁化后有很强的磁性？ （1）通过实验，合理抽象，构建模型
问1：条形磁铁如果断成两块，是否还有磁性？断后的磁铁还有N极和S极吗？怎么证明？ 问2：如果磁铁小碎屑呢，还有没有磁性？有没有N极和S极？
演示1 演示2
问3：如果更小更小呢？在这些实验的基础上，你能否推知其可能的原因？ 问4：这个原子小磁体，能否形象地用图像表示？原子怎么表示？磁极呢？ 问5：每个原子都有磁性，铁芯为什么没有磁性？ 问6：铁芯怎样才能有磁性？加磁场磁化。这个过程中原子发生了什么变化？请画在学案上。 问7：铝加磁场后应该是怎么样的？ （2）深度思维，修改模型
问8：可是为什么铁的大部分原子的磁化方向会沿着外加磁场的方向，铝几乎不发生偏转。转动靠的是什么，动力是什么力，阻力是什么力？介绍热运动由温度决定
问9：铁原子自身的磁场比铝原子要大得多，这是为什么呢？
解释：必须以量子力学为基础。理论和实验均表明，由于铁磁性物质电子相互作用的特殊性，原子间会自发磁化形成小区域，区域内所有原子磁化方向相同，这样的区域叫做磁畴。 （3）应用模型，解决问题
问10：铁在磁化前和磁化后的情况是怎样的，请画在学案上。
利用所画图景比较铁铝，铁的磁化率是铝10 11倍 （1）构建模型
（2）修改模型 答9：可能跟原子的核外电子的排布有关
（3）应用模型
铁磁化前
铁磁化后
以实验为基础以问题为引导 以学案为辅助 学生通过自主探究合作交流 最终将没见过的磁畴模型完美构建出来，成功解释为什么铁磁性物质磁化后有很强的磁性。
探究2：在外磁场去掉后，铁芯和磁铁的磁性有什么区别？
比较软磁性材料和硬磁性材料
从特点、原因、应用三方面进行比较 学会从不同的角度进行对比，加深认识 探究3：硬磁性材料如果要退磁，可采用什么方法？
学生实验：
学会用物理知
识解决问题 体验科技在生活中的应用
问：为什么高温能退磁？ 介绍：电饭锅磁缸的原理 用酒精灯给磁缸加热
用磁畴解释高温退磁原理 应 用 : 磁 记 录
问1：磁带、磁盘、磁卡他们的作用是什么？猜猜看为什么叫磁带？
演示实验：用磁铁吸引拉出的磁带 得出：磁记录概念
问2：根据磁带原理图，说说磁记录的基本原理 问3 ：为了保护磁带信息不受损，要注意什么？ 介绍磁记录的发展，突出容量增大了108 倍 分析得到磁记录就是利用了磁化原理，并判断磁头和磁带是软还是硬磁性材料
提升用物理知识解决问题的能力
让学生体会科学技术促进了人类生产生活方式的变革， 地球磁场留下的记录
介绍：科学家根据地球磁场在岩石中留下的记录（磁化原理）得知地磁的变化
问：为什么大家这么害怕地磁的变化，如果地磁紊乱会对地球产生哪些危害？
视频：影片《地球抢险记》剪辑片段
利用已学的知识分析危害，如：鸽子迷失方向，飞机偏离轨道，太阳风的影响等 用物理认识自然，解释自然现象，学以致用
磁性材料的发展
分析磁性材料的发展方向，介绍磁性材料的发展 演示实验：铁氧体和钕磁体磁性大比拼
视频：介绍新型材料磁流体的制成、特性及应用
学生实验： 铁磁流体
体会科技促进生产生活方式的变革，对社会进步做出了巨大贡献。 体验新型磁性材料的性能 七、板书
八、教学反思 在教学中，从只关注学生的知识掌握转变为以提升学生的核心素养为目标。根据物理核心素养和教学内容，准确制定具体的教学目标。教学过程中，重视物理实验，设计合理的问题链，并以学案为辅助，引导学生进行有效的探究活动，构建物理模型，让学生主动地沉浸在实验探究与科学思维同步进阶的过程中。利用实验、视屏和图片，将枯燥的介绍性知识变得生动活泼，让学生愉悦地体验物理给人类带来的美好！
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
