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        思做共融,讓探究教學真實發(fā)生

        2023-11-09 07:40:23胡世龍
        初中生世界·初中教學研究 2023年10期
        關鍵詞:磁針磁感線磁極

        胡世龍

        一、教學目標及重難點

        通過活動,認識磁體和磁極,了解磁極間相互作用的規(guī)律;認識磁體周圍的磁場分布情況;知道磁感線可用來形象地描述磁場,知道磁感線的方向是怎樣規(guī)定的。

        二、教學片段

        1.創(chuàng)設情境,導入新課

        師:同學們,你們喜歡魔術嗎?

        生(齊):喜歡!

        師:今天,老師要用這個燈泡給大家表演一個魔術。如果老師用一塊毛巾與燈泡摩擦,猜猜看,燈泡能否被“擦亮”?

        生(齊):能!

        師:請說出你的理由。

        生1:(搶答)摩擦生電。有了電,燈泡就可以發(fā)光!

        師:好像蠻有道理的!請你給大家現(xiàn)場演示一下,好嗎?

        生1:好的。(急不可耐地用毛巾擦拭燈泡。)

        師:燈泡發(fā)光了?

        生(齊):沒有!

        師:老師可以做到,請注意觀察?。ㄟ叢潦?,邊微調(diào)燈泡角度。)

        生:(一片驚訝聲)亮了!真的亮了!

        師:老師不僅能讓它發(fā)光,還能讓它發(fā)出不同顏色的光。(換條毛巾繼續(xù)表演。)

        師:事實上,這個小魔術與本節(jié)課將要學習的知識密切相關。

        【設計意圖】在物理教學中,創(chuàng)設一個精彩的導入情境,不僅可以激發(fā)學生的學習興趣,也可以為新知的教學埋下伏筆。本環(huán)節(jié)利用學生感興趣的小魔術,引導學生與已有知識之間建立認知沖突,從而激發(fā)學生探究新知的欲望。

        2.巧設活動,初識磁體

        師:同學們可能對磁體已經(jīng)有了一些了解。特別是被稱為四大發(fā)明之一的指南針,你想再多一些了解嗎?

        生(齊):想!(觀看指南針微視頻。)

        師:指南針指向有何特點?

        生(齊):始終指向南北方向。

        師:這也是磁體的特性之一——指向性。

        師:為了進一步認識磁體,請大家用桌上的器材自主完成屏顯的幾個小活動(屏顯略)。

        學生分組活動約5分鐘。

        師:活動1中,你觀察到什么現(xiàn)象?說明了什么?

        生2:大頭針、回形針、圖釘?shù)饶鼙晃~、鋁、塑料等不能被吸引。

        師:具有吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質,稱為磁性。具有磁性的物體,稱為磁體。

        師:活動2中,你觀察到了什么現(xiàn)象?說明了什么?

        生3:磁體兩端吸引的回形針最多,說明它兩端的磁性最強。

        師:磁體上磁性最強的部分,稱為磁極。每個磁體有且僅有兩個磁極。同學們知道這兩個磁極分別叫什么嗎?

        生(齊):南極、北極。

        師:為了驗證磁極命名的由來,老師用自制的實驗裝置(如圖1)給大家演示一下,注意觀察靜止后磁體指向有何特點。(輕撥磁體一端使其旋轉。)

        生(齊):一端指向南方,另一端指向北方。

        師:沒錯!指向南方的一端叫南極,用“S”表示;指向北方的一端叫北極,用“N”表示。

        師:活動3中,你觀察到什么現(xiàn)象?

        生4:磁體會轉動,靜止后兩個磁體異名磁極緊靠一起。

        師:說明了什么?

        生(齊):同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引。

        師:回答得非常好!

        師:活動4中,被吸引的大頭針能否吸引別的大頭針?說明了什么?

        生5:能吸引。說明被吸引的大頭針也具有磁性。

        師:原來沒有磁性的物體獲得磁性的過程,稱為磁化。

        【設計意圖】通過問題情境,引導學生自主探究,實現(xiàn)知識的有效建構。同時,改進教材實驗方案并自制教具,凸顯了實驗創(chuàng)新教學的魅力,一定程度上培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識。

        3.自主實驗,探究磁場

        師:同學們,講臺上的這個大磁針,若要改變它的指向,你有哪些辦法?

        生6:用手撥動一下。

        師:可以,因為力可以改變物體的運動狀態(tài)。若不直接接觸大磁針呢?

        生7:對著它的一端吹氣。

        師:好辦法!事實上,氣體對它施加了力。若用磁體靠近大磁針一端,會觀察到什么現(xiàn)象?說明了什么?

        生8:磁針也會轉動。說明它也能給磁針施加力的作用。

        師:磁體周圍實際上存在著一種看不見但能傳遞磁力的特殊物質,稱為磁場。由于無法直接觀察,該怎么研究呢?

        生9:可以在它的周圍放小磁針。

        師:請大家分組活動,觀察磁體周圍的小磁針磁極指向是否相同,說明了什么。

        生10:不相同。說明磁場有方向。

        師:在物理學中,小磁針靜止時N極所指的方向規(guī)定為該點的磁場方向。請大家用短箭頭標出不同位置小磁針N極所指的方向,觀察箭頭排列是否有規(guī)律可循。

        生11:沒有發(fā)現(xiàn)規(guī)律。

        師:可能是磁針數(shù)量太少。還有別的辦法嗎?

        生12:把幾個小組記錄現(xiàn)象的透明塑料板疊放后進行觀察,這就相當于放了更多的小磁針。

        師:為你的聰明才智點贊!現(xiàn)在能觀察到它周圍磁場分布的特點嗎?

        生13:順著各小磁針N極指向,斷斷續(xù)續(xù)出現(xiàn)一些帶有箭頭的短線段,還是不太明顯。

        師:為了更直觀地觀察磁場分布特點,我們可以在它周圍撒一些鐵屑,為什么呢?

        生(齊):鐵屑會被磁化成小磁針。

        師:回答得太棒了?。ㄍ队把菔荆┈F(xiàn)在,大家觀察到什么現(xiàn)象?

        生14:鐵屑好像排列成許多條曲線。

        師:沒錯。根據(jù)鐵屑排列情況,我們用一條條帶箭頭的曲線把磁體磁場分布情況表示出來,這些曲線被稱為磁感線。下面,請大家仔細觀察磁體周圍的這些磁感線分布有何特點,是否真實存在。

        生15:這些磁感線都是假想的,實際不存在。

        生16:磁體磁極附近的磁感線分布密集,中間位置分布較稀疏。

        師:是的。磁場越強的地方,磁感線越密集;磁場越弱的地方,磁感線越稀疏。

        生17:它從磁體N極出發(fā),回到S極。

        師:觀察得真仔細!磁感線上某點磁場方向與該點的切線方向一致。

        【設計意圖】在尊重教材知識序的基礎上,當磁體靠近磁針使其發(fā)生偏轉,證明了磁場存在;根據(jù)磁針指向不同,說明了磁場是有方向的;然后通過實驗,使磁場分布特點形象化、直觀化,為磁感線模型的構建搭建了思維階梯。同時利用“疊加”方法分析實驗數(shù)據(jù),使實驗結論更具有普遍意義。

        4.揭秘魔術,呼應開頭

        師:剛才魔術表演時用的燈泡實際上是一個磁控燈泡。它由三個可以發(fā)出不同顏色光的LED燈、電源和開關組成。大家知道這三個燈泡是怎樣連接的嗎?

        生(齊):并聯(lián)。

        師:為什么?

        生(齊):并聯(lián)電路中,各用電器之間互不影響。

        師:沒錯。控制燈泡是否發(fā)光的“機關”在老師的手指上,你知道是什么嗎?

        生18:戒指。

        師:是的。這枚戒指是由磁性很強的銣磁鐵制成的。當它靠近開關位置時,吸引開關使其閉合,電路接通燈泡發(fā)光。明白了嗎?(電路圖略。)

        生(齊):明白!

        師:好的。這節(jié)課我們就一起學習到這兒,同學們再見!

        【設計意圖】揭秘小魔術不僅是為了呼應開頭,也是為了培養(yǎng)學生主動探究魔術背后科學原理的意識,讓學生學會用思做共融的方法來解決生活中所遇到的實際問題,以期不斷提升他們的核心素養(yǎng)。

        三、教學反思

        江蘇省無錫市教科院許幫正老師曾多次提到,初中物理教學要注重實驗探究,同時要以問題鏈的方式設計恰當?shù)膶W習進階,以培養(yǎng)學生科學思維。筆者深深贊同該教學方式,認為其非常符合初中物理課堂教學實情,遂嘗試依照許老師的教學方式對“磁體與磁場”一節(jié)進行設計,希望對廣大同行的物理教學有所啟發(fā)。

        創(chuàng)設真實情境。創(chuàng)設好的情境能夠引發(fā)學生提出好的問題,激發(fā)他們學習的興趣。只有處于有趣情境中,才能彰顯課堂的靈動性,讓學生自覺實現(xiàn)知識建構。在導入環(huán)節(jié),筆者以磁控燈為道具進行了一場有趣的魔術表演,充分調(diào)動了學生渴望探索魔術背后科學原理的欲望,為新知的學習埋下伏筆。

        搭建思維載體。新課標所強調(diào)的“突出問題導向”,實際上就是思維載體搭建的過程,通過問題鏈引領學生思維進階,實現(xiàn)物理概念、規(guī)律等知識的有效建構。本節(jié)課由單個磁針到多個磁針,再到利用鐵屑來探究磁體周圍磁場的分布特點,連點成線,讓學生可以形象直觀地“觀察”磁感線的分布特點,為磁感線模型的構建奠定了基礎。

        開展實驗探究。實驗探究是科學探究的重要組成部分,是以問題為導引,以觀察為抓手,以思維為中心的探究過程,充分體現(xiàn)了新課標對科學探究的要求,讓學生在創(chuàng)造性解決問題的過程中培養(yǎng)科學思維與實驗探究能力。在“認識磁體”環(huán)節(jié),屏顯問題引導學生自主探究,實現(xiàn)了物理概念、物理規(guī)律的有效建構,順利達成了教學目標。

        但在實際教學中,本節(jié)課也暴露一些缺陷或不足。比如,磁控燈泡作為魔術道具,在一定程度上滿足了學生的好奇心。但在揭秘環(huán)節(jié),學生無法直接觀察電路的實際連接情況,是有一些遺憾的。再如,探究磁體周圍磁場分布特點,筆者想創(chuàng)新地運用“疊加”思想解決問題,卻發(fā)現(xiàn)學生很難想到將透明膠片疊加。可見,實驗創(chuàng)新設計時一定要充分考慮學生的認知層次,這樣實驗方案才能增益于課堂教學。

        (作者單位:江蘇省連云港市柘汪中學)

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