《电磁铁》探究式教学设计

贾小亚

【摘 要】 “自主、合作、探究”的教学理念，是新课改的主旋律，本文以笔者在重庆市高新育才学校新教师讲课比赛一等奖的部分作为基础，结合教学实践，设计了《电磁铁》探究式教学设计。

【关 键 词】 电磁铁；电磁铁的强弱；探究实验

一、设计思想

《电磁铁》人教版八年级物理第九章第四节内容，电磁铁是通电螺线管的实际应用，笔者将从以下四个方面展开教学：

1. 制作电磁铁。在引导学生总结出电磁铁的定义后，通过亲自制作电磁铁，强化理解电磁铁的概念和构造，并发挥学生的自主性。

2. 研究电磁铁的磁性与哪些因素有关。本节课的重点是研究电磁铁的磁性与电流、线圈匝数的关系。首先引导学生大胆猜想，学生可能会提出很多其他非影响因素，对此要鼓励，并且要对学生提出的因素进行分析讨论，教会学生排除非影响因素。其次是设计实验，此环节为学生的弱项，通过设疑，引导学生利用控制变量的研究方法就桌面上的器材进行设计。最后是分析论证，教会学生分析实验现象，并从现象中总结规律。

3. 探究电磁铁的两级。此内容可作为拓展环节，主要是联系所学，安培定则对学生而言较难理解，利用实验进行判断，使学生真正学以致用。

4. 电磁铁在生产、生活中的应用。可采取让学生自主收集资料，交流共享的方法，并请小组交流讨论电磁铁相比于永磁铁的优点有哪些。

二、教学设计

（一）创设情境，引入新课

设置情境：教师展示一盒大头针，故意不小心打翻在讲台上，请学生帮助老师快速地把大头针捡起来放到盒子里而又不被扎到手（讲台上放有一磁铁）。

设计意图：可以很快地吸引学生的注意力，调动学生积极参与课堂活动的兴趣，学生基本上都可以想到用永磁铁吸引大头针较快且不被扎到手，但是在取下大头针时需要用手取而且易被扎到。

师：这位同学想到了利用磁铁，非常好，现在请大家注意观察老师是怎么做的？

演示实验：手掌中藏较小电磁铁，开关及电源部分藏于袖中，另一只手控制开关，手掌靠近大头针说“起”，同时接通电磁铁，大头针被轻松吸起，然后说“落”，同时断开电磁铁，大头针“听话的”落到盒子里。（注意演示过程中要富有戏剧性）

提出问题：老师是怎么办到的？引发学生思考，并向学生揭开谜底展示藏于手心的电磁铁。

教师引导同学们回忆上节课的内容，如果我们利用电流产生磁场，那么电流断开是否磁性也就随之消失了呢？这就是我们今天要学的内容——电磁铁。（显示课题）

（二）新课教学

1. 定义

师：那么什么样的构造才能叫电磁铁呢？在同学们的桌子上就有一个电磁铁，请同学们观察其构造，思考每部分构造的作用，自己给电磁铁下定义。

小组讨论、进行操作：给电磁铁通、断电去吸引大头针，是否插入铁芯以及插入钢芯、陶瓷芯的情况，通过吸引大头针的数量判断电磁铁是否有磁性及磁性强弱。

设计意图：让学生大胆尝试，通过实验发现问题，才能透彻地理解知识。

小组总结交流并给出电磁铁定义。

板书：1. 电磁铁：带有铁芯的螺线管。

请同学们思考一下：电磁铁的工作原理是什么？

板书：2. 工作原理：电流的磁效应。

设计意图：这样设计有利于学生自主思考，并且不需要死记硬背就可以记住概念和原理。

2. 自制电磁铁（课件展示）

师：同学们能不能利用桌上老师为大家准备好的器材自己做一个电磁铁呢？桌上放有两个相同的大头钉、一些绝缘导线、开关、滑动变阻器、一些曲别针和电流表（不是所有的器材都会用到），引导学生制作电磁铁。

温馨提示（课件展示）：为了使电磁铁磁性较强，线圈匝数最好在50匝到100匝之间。线圈最好紧密排列，这样线圈产生的磁场叠加效果最好。各组学生利用选择的器材自制电磁铁去吸引大头针。然后挑选吸起大头针不同的若干组进行展示。

3. 实验探究：影响电磁铁的磁性强弱的因素（课件展示）

提出问题：你认为你制作的电磁铁的磁性强弱究竟与哪些因素有关呢？

引导学生根据自己的知识和经验提出猜想并说明理由。

进行猜想：电磁铁的磁性强弱可能与电流的大小、线圈的匝数有关。

设计意图：让学生自己通过制作的经验回顾并思考可能与哪些因素有关，可以更好的发散思维，学生还有可能会提出与电压、电阻、铁芯粗细等等有关，需要教师引导学生共同分析，排除部分非影响因素，或让学生课后自行探究。

设计实验：请学生设计实验来证明猜想是否正确。引导学生分析，注意控制变量。

课件展示：

①如何研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系？研究磁性与线圈匝数的关系呢？

②如何改变线圈的匝数和电流的大小？

③怎样控制变量？

④如何判断电磁铁磁性强弱？

小组讨论并制订实验方案，教师到各个小组中参加讨论，适时地引导、点拨学生。

小组活动：

设计出电路图，研究电流大小影响如图1，研究线圈的匝数影响如图2。

学生总结：采用控制变量法，研究电流大小对磁性影响时，要保持线圈匝数不变；研究线圈匝数对磁性影响时，要保持电流大小不变。

进行实验：

①按图1连接电路，将开关合上，通过调节滑动变阻器，改变通过线圈中的电流，观察大铁钉吸起大头针的多少。

②按图2连接电路，观察大铁钉吸起大头针的多少。

学生归纳、概括实验结果，并记录在书中给出的表格中。

分析论证：通过电磁铁的电流越大，磁性越强；电磁铁线圈匝数越多，磁性越强。

板书：3. 电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数和电流大小有关。

①通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强。

②在电流一定时，电磁铁线圈匝数越多，磁性越强。

4. 电磁铁的应用（课件展示）

提出问题：你知道的电磁铁的应用有哪些？

小组讨论：电磁起重机、电动机、发电机、扬声器、电话、电铃、电话、磁悬浮列车等。

设计意图：本节课只是大概让学生了解有哪些应用，展示电磁铁的应用图片，可以请同学们课后通过网络了解电话（或电铃、扬声器等）中哪个部位用到了电磁铁以及是如何工作的，这样不仅培养了学生自主收集资料并获取知识的能力，也为下节课的知识做了铺垫。

三、教学反思

八年级下册的学生在有了一定的物理知识的基础上，本节课的知识内容对他们来说不算难，但是学生设计实验等能力还有待提高，所以本节课的重点在于培养学生的猜想能力、实验设计能力、合作交流能力及分析总结能力，在实验设计上进一步认识到“控制变量法”在中学物理实验中的重要地位。

“自主、合作、探究”的教学理念，也深深地融入了整个教学过程中，教师多以设疑的方式引导学生自主思考并合作探究出结论，学生课堂参与度较高，效果较为理想。

【参考文献】

[1] 王治涛. 电磁铁教学设计[J]. 数理化学习（初中版），2013（3）.

[2] 彭前程. 初中物理探究教学的理论与实践[M]. 北京：人民教育出版社，2010.