全国一等奖教学设计：法拉第电磁感应定律──感应电动势的大小

1法拉第电磁感应定律──感应电动势的大小执教：上海市金陵中学陈琪琪一、教学任务分析本节课《法拉第电磁感应定律──感应电动势的大小》，讲述感应电动势的定义，感应电动势的大小与法拉第电磁感应定律。它不仅是电磁感应的核心部分，又对电学和磁学部分起到承上启下的作用，因而是本册教材的重点。电磁感应定律的发现，不仅在科学和实践上具有重要意义，它的指导思想及发现过程中科学家群体所表现出的科学态度及意志力，也对后人有重要的启迪和教育。新课程理念下的创新教学，就是要构建以学生及学生主体活动为基础的教学过程。因此本节课教学设计如下：以探究式教学模式实施教学，引导学生再一次学习“提出问题——猜想与假设——设计实验方案——进行定性实验探究——进一步定量实验探究——分析归纳总结得出结论”这种科学探究规律的方法。通过探究和教师的创新实验，引导学生不仅能理解法拉第电磁感应定律，而且能在探究过程中，发展他们的创新能力、学习习惯、合作精神和情感态度。二、教学目标1、知识与技能（1）知道什么是感应电动势。（2）知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量。（3）知道法拉第电磁感应定律的内容和数学表达式。（4）知道公式BLvE是如何推导出的，知道它只适用于导体切割磁感线运动的情况，会用它解答有关问题。2、过程与方法（1）通过感应电动势大小的探究实验，感受猜想、假设、实验、比较、归纳等科学方法在得出法拉第电磁感应定律中的重要作用。（2）通过运用法拉第电磁感应定律推导切割磁感线运动时的感应电动势公式BLvE，掌握运用理论知识探究问题的方法。3、情感、态度与价值观（1）感悟法拉第电磁感应定律发现过程中，法拉第等科学家群体所表现出的科学态度、意志力。感悟科学发展过程的继承性、科学家群体的巨大作用，提升科学素质。2（2）通过小组实验，增强与同组同学之间相互协作能力，通过各小组的交流过程，学会表达与倾听，学会反思与质疑。三、教学重点和难点重点：法拉第电磁感应定律及表达式的探究过程。难点：感应电动势的大小跟磁通量的变化率成正比。四、教学资源：1、实验器材演示实验：强磁体、发光二极管、灯泡、电磁炉、自制线圈、可变电源、原副线圈、电压传感器、磁传感器、数据采集器、计算机、长导线。学生实验：原副线圈、电源、电键、滑动变阻器、灵敏电流计、导线若干。2、教学课件：自制PPT课件。五、教学设计思路本设计内容包括四个方面：一是引入感应电动势及感应电动势有大小；二是定性探究影响感应电动势大小的因素；三是定量探究法拉第电磁感应定律；四是应用法拉第电磁感应定律。本设计的基本思路是：以实验创设情景，复习感应电流的产生条件，类比电路知识引入感应电动势的概念。通过磁体插拔只能使二极管发光而用电磁炉却能使220V灯泡发光，发现感应电动势有大小，从而提出问题：感应电动势的大小与哪些因素有关？通过学生的猜想和定性探究实验，总结得到感应电动势大小与磁通量变化快慢有关。进一步设计定量的实验，通过实验得到感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。通过物理学史的介绍，领略科学发展过程中的继承性、科学家群体的巨大作用。进一步应用法拉第电磁感应定律，培养学生的创新精神。在新课程理念下实施创新教学，以教师的创新来感化和激发学生的创新，为此，利用现代信息技术研发出进行定量探究法拉第电磁感应定律的新型实验，由于还没有来得及推广，所以实验仪器的使用是由教师来讲述和演示。本设计要突出的重点和要突破难点是：法拉第电磁感应定律的探究过程。方法是：以学生自主探究实验和分析为基础，感悟出感应电动势的大小由磁通量的变化快慢决定。再通过设计定量实验进行研究E与t间关系，从图像中归纳总结出电磁感应的规律，从而突出重点，并突破难点。本设计强调问题讨论、交流讨论、实验探究、教师指导等多种教学策略的应用，重视3概念、规律的形成过程以及伴随这一过程的科学方法的教育。通过学生主动参与，培养其分析推理、比较判断、归纳概括的能力，使之感受猜想、假设、实验、比较、归纳等科学方法的重要作用；感悟科学家们的探究精神，提高学习的兴趣。高中学生具备了比较强的自主学习，合作探究能力，这些为实施本节探究式教学奠定了基础。但是学生在探究过程中会存在一些如实验设计不完善或者不合理等问题。这就需要教师及时引导，与学生互动共同进行探讨，以顺利完成本节课的教学目标。完成本设计的内容需1课时。六、教学流程图1、流程图：2、流程图说明情景：分别用电磁感应和电源使发光二极管发光。探究I：不通电使220V灯泡发光：将线圈放置在电磁炉上，打开电磁炉灯泡发光。探究II：学生定性实验并交流结果：感应电动势的大小与哪些因素有关。学生交流：如何获得更大的感应电动势，感应电动势的大小与哪些因素有关。探究III：运用DIS进一步定量研究感应电动势E的大小与磁通量变化率t的关系。应用I：运用法拉第电磁感应定律推导导体切割磁感线时的感应电动势。应用II：学生体验摇绳发电，应用导线切割地磁场产生感应电动势。3、教学的主要环节第一环节：通过情景引入和与闭合电路知识的类比引入感应电动势的概念。第二环节：电磁感应现象中产生的感应电动势有大小。应用I推导切割磁感线电动势感应电动势情景演示实验1探究II猜想学生实验探究I演示实验2感应电动势有大小法拉第电磁感应定律电动势大小与磁通量变化快慢有关探究III演示实验3应用II体验实验44第三环节：通过学生的实验探究，探究影响感应电动势大小的因素。第四环节：通过DIS实验定量研究感应电动势E的大小与磁通量变化率t的关系，归纳总结出法拉第电磁感应定律。第五环节：应用法拉第电磁感应定律。4.板书设计：法拉第电磁感应定律一、感应电动势（E）二、影响感应电动势大小的因素（同学们的猜想）三、法拉第电磁感应定律1、内容2、公式：S一定，E∝tBE∝tE=kt（取国际单位K=1）tEE=nt（n--线圈匝数）四、应用1、导体切割磁感线产生EBLvttLvBtSBtE(B、L、v相互垂直)2、摇绳发电