探究本地地磁場(chǎng)的教案設(shè)計(jì)
探究式教學(xué)是“以學(xué)生為中心，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中由教師起組織者、指導(dǎo)者、幫助者和促進(jìn)者的作用，利用情境、協(xié)作、會(huì)話(huà)等學(xué)習(xí)環(huán)境要素充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性、積極性和首創(chuàng)精神，最終達(dá)到使學(xué)生有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前所學(xué)知識(shí)的意義建構(gòu)的目的”;強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)知識(shí)的主動(dòng)探索、主動(dòng)發(fā)現(xiàn)和對(duì)所學(xué)知識(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu)。探究式教學(xué)符合新形勢(shì)下的教學(xué)理念、素質(zhì)教育的創(chuàng)新精神，已廣泛地受到各位教育同仁的認(rèn)可和重視。
在學(xué)習(xí)《電磁感應(yīng)》后，我們確定了“探究本地地磁場(chǎng)”的課題，在探究式教學(xué)上做了一些有益的嘗試。下面就這次活動(dòng)做一簡(jiǎn)單回顧，同時(shí)也希望各位同行給以指正。
確定課題：
我們?cè)凇半姶鸥袘?yīng)現(xiàn)象”這一節(jié)備課時(shí)，就想到了這一個(gè)問(wèn)題：有哪些方式可以實(shí)現(xiàn)磁生電?而為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，在很大程度上取決于磁場(chǎng)提供的方式;而磁場(chǎng)提供方式常見(jiàn)的有磁體和電流的磁場(chǎng)。但我們?cè)诓殚嗁Y料時(shí)，發(fā)現(xiàn)有教師利用地磁場(chǎng)來(lái)研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的方法。隨后，我們就進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，用導(dǎo)線(xiàn)做繩讓學(xué)生集體做跳繩的游戲，用靈敏電流計(jì)檢測(cè)出在跳繩時(shí)導(dǎo)線(xiàn)中確實(shí)有電流產(chǎn)生。通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)不僅讓學(xué)生大開(kāi)了眼界，也增添了不少樂(lè)趣，這個(gè)實(shí)驗(yàn)給我們留下了深刻印象。
做完以上實(shí)驗(yàn)后，有教師就提出：能不能測(cè)出本地的地磁場(chǎng)的強(qiáng)弱呢?當(dāng)時(shí)我們就想到這肯定比較難，我們查閱了很多資料后發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)今的中學(xué)物理中幾乎沒(méi)人涉足這一問(wèn)題，我們?cè)跍?zhǔn)備放棄時(shí)忽然意識(shí)到這是一個(gè)很好的探究課題。特別是探究式教學(xué)中的“重過(guò)程輕結(jié)果”及讓學(xué)生體會(huì)探究的科學(xué)過(guò)程的意義遠(yuǎn)勝于知識(shí)灌輸?shù)挠^(guān)念大大激發(fā)和鼓勵(lì)了我們，于是我們決定把地磁場(chǎng)作為高二學(xué)生在學(xué)完《電磁感應(yīng)》后的一個(gè)探究課題，并且還決定不要求結(jié)果有多準(zhǔn)確，關(guān)鍵要學(xué)生好好體會(huì)一下探究的方法和在探究過(guò)程中科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。當(dāng)即我們確定如下目標(biāo)：
1.通過(guò)探究讓學(xué)生感受、認(rèn)識(shí)地磁場(chǎng);
2.通過(guò)對(duì)本地地磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度測(cè)量，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，解決實(shí)際問(wèn)題及綜合應(yīng)用能力;
3.提高學(xué)生對(duì)磁場(chǎng)，電磁感應(yīng)、運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)的理解能力;
4.培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和探究思想;
5.通過(guò)對(duì)地磁場(chǎng)的探索過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，以及對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的自覺(jué)性。
準(zhǔn)備階段：
提前一周要求學(xué)生在圖書(shū)館或英特網(wǎng)上搜集有關(guān)地磁場(chǎng)的資料，以了解地磁場(chǎng)的特點(diǎn)、狀況和分布;并查出本地(湖北興山)具體所處位置。
探究階段：
一、認(rèn)識(shí)地磁場(chǎng)
由各小組同學(xué)選派一名代表將所搜集并整理好的資料通過(guò)投影儀或幻燈片展示給大家。搜集資料歸納如下：
�、诺卮艌�(chǎng)相當(dāng)于一個(gè)巨大的條形磁體，它的北極在地理南極、南極在地理北極;另外，地磁的南北極與地理的南北極不在同一直線(xiàn)上而有一定的偏角，叫磁偏角。
�、圃诘乩砟蠘O地磁場(chǎng)方向豎直向上，地理北極處是豎直向下的，赤道處是由南向北的水平方向，南半球由南向北但斜向上方，北半球由南向北但斜向下方。
二、認(rèn)識(shí)本地地磁場(chǎng)
我們的家鄉(xiāng)湖北興山地處東經(jīng)：110.46°、北緯：31.14°。因此我們家鄉(xiāng)的地磁場(chǎng)是斜向下方的。
三、本地地磁場(chǎng)的測(cè)量方法及原理
問(wèn)1：如何測(cè)出本地地磁場(chǎng)的.磁感強(qiáng)度?
答：只要我們能測(cè)量出地磁場(chǎng)的水平分量和豎直分量，然后利用平行四邊形定則就可以算出地磁場(chǎng)的大小和方向。如圖1所示。
問(wèn)2：那么怎樣才能測(cè)出地磁場(chǎng)的水平分量和豎直分量呢?
(學(xué)生討論并回答)
讓一段金屬導(dǎo)體沿水平方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，并在這段導(dǎo)體兩端連上靈敏電流計(jì)，從靈敏電流計(jì)上讀出感應(yīng)電流的大小，利用閉合電路歐姆定律和法拉第電磁感應(yīng)定律就可將地磁場(chǎng)的豎直分量計(jì)算出來(lái)。
原理：I=E/R=BLv/R B=IR/Lv
問(wèn)3：這種方法可行嗎?(學(xué)生討論)
雖然原理是可行的，但實(shí)際操作卻很難做到，因?yàn)閯蛩僦本�(xiàn)是一種理想的運(yùn)動(dòng)，實(shí)際操作中很難做到。
問(wèn)4：那如何改進(jìn)呢?
只要記錄下金屬導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的最大速度，和電流計(jì)的最大電流值可以，因?yàn)樗鼈兪且灰粚?duì)應(yīng)的。
問(wèn)5：如何記錄下最大速度呢?又怎么讓這段導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來(lái)呢?
學(xué)生經(jīng)討論得到以下方法：
讓學(xué)生拿著導(dǎo)體棒向前跑動(dòng)(但不易測(cè)出速度來(lái));電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)(也不容易測(cè)出速度來(lái));放在摩托車(chē)上(速度可以由速度表上讀出最大速度)。
問(wèn)6：摩托車(chē)應(yīng)該向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)呢?(學(xué)生討論)
可以向任何方向運(yùn)動(dòng)只要保證導(dǎo)體棒是水平的及摩托車(chē)是水平運(yùn)動(dòng)的就行了!
問(wèn)7：那我們又如何測(cè)出地磁場(chǎng)的水平分量?
受剛才的啟發(fā)，我們可以讓一金屬導(dǎo)體沿水平方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，測(cè)出它的高度，記下電流計(jì)的最大電流，那么這個(gè)電流和落地時(shí)的速度相對(duì)應(yīng)，從而就可以算出地磁場(chǎng)的水平分量。
問(wèn)8：金屬桿只要沿水平方向自由下落可以嗎?
不行，必須要沿東西方向自由下落，因?yàn)樗椒至渴怯赡现赶虮钡摹?/p>
經(jīng)過(guò)以上討論和探究找到了實(shí)驗(yàn)的方案：通過(guò)把導(dǎo)體棒放在摩托車(chē)上測(cè)出豎直分量;利用自由落體運(yùn)動(dòng)測(cè)出水平分量(導(dǎo)體棒必須沿東西方向)。
實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)整理階段：
在多方的共同努力，我們用一個(gè)下午的時(shí)間測(cè)得數(shù)據(jù)如下：
1.測(cè)豎直分量相關(guān)數(shù)據(jù)：導(dǎo)體長(zhǎng)度L=5.27m(把銅導(dǎo)線(xiàn)拉直后固定在竹竿上) 速度vxm=30km/h 總電阻R=135Ω 電流Im=10uA
計(jì)算得出：By=3×10-5T
2.測(cè)水平分量相關(guān)數(shù)據(jù)：導(dǎo)體長(zhǎng)度L=5.27m 總電阻R=135Ω 金屬桿自由下落高度h=3.95m 電流Im=15uA
Bx=4×10-5T
3.根據(jù)圖1可以算出本地地磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B=5×10-5T，方向與水平方向所成夾角α=37°。
探究后談體驗(yàn)：
本課題涉及知識(shí)多、跨度大，應(yīng)用到了直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、恒定電流、電磁感應(yīng)和地磁場(chǎng)等知識(shí)，跨躍了力學(xué)與電學(xué)兩大板塊，對(duì)學(xué)生能力要求高，特別是綜合分析問(wèn)題的能力。將書(shū)本上的知識(shí)應(yīng)用到解決實(shí)際問(wèn)題中去，在思維上是一個(gè)飛躍，是一個(gè)再創(chuàng)造的過(guò)程，因此本課題大大激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新精神。利用身邊器材做一些小實(shí)驗(yàn)甚至是意想不到的“大實(shí)驗(yàn)”，這不僅是創(chuàng)新精神的體現(xiàn)，同時(shí)也暗示了物理學(xué)科的樸實(shí)性，物理學(xué)不一定都是那么深?yuàn)W難懂，并且與我們的生活息息相關(guān)。學(xué)生親自查找資料、設(shè)計(jì)方案、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)和處理數(shù)據(jù)，實(shí)實(shí)在在經(jīng)過(guò)了一個(gè)探究過(guò)程，在探究過(guò)程中增添了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣;也磨練了學(xué)生的意志，學(xué)生體會(huì)到了在科學(xué)探究中不是一番風(fēng)順的，有很多曲折要多次反復(fù)才可能獲得成功。
從教學(xué)上看，我們感受到了新一輪課改帶給教師理念上的沖擊是巨大的，如果不改變過(guò)去那種以教師為中心忽略學(xué)生自身學(xué)習(xí)能動(dòng)性的教學(xué)方法，不僅被時(shí)代所淘汰更主要是被學(xué)生所唾棄!在這次探究活動(dòng)中，我們發(fā)現(xiàn)平常物理基礎(chǔ)很差或?qū)W習(xí)物理興趣不濃的同學(xué)也表現(xiàn)得非常突出，盡管他們沒(méi)有提出什么有效的方法，但在實(shí)驗(yàn)中他們是最熱心的一群，在探究結(jié)束時(shí)我們也看到了從他們臉上泛出的欣慰的笑容……當(dāng)然，探究式教學(xué)不一定都要以一個(gè)課題的形式呈現(xiàn)出來(lái)，一個(gè)概念的引入、一種方法的形成、一個(gè)典型例題的講解都可以成為探究的內(nèi)容，形式是不拘一格的，能用時(shí)就用，而且一定要用好。
因此，實(shí)施這個(gè)課題后，學(xué)生不僅從知識(shí)掌握上，還是能力的培養(yǎng)上，抑或是情感的體驗(yàn)上帶給他們的影響應(yīng)該是深遠(yuǎn)的甚至是刻骨的，而對(duì)教師的影響同樣是深遠(yuǎn)甚至是劃時(shí)代的!
【探究本地地磁場(chǎng)的教案設(shè)計(jì)】相關(guān)文章：
中班探究圖形的教案設(shè)計(jì)08-13
“比較探究養(yǎng)母”教案設(shè)計(jì)09-10
《探究熔化和凝固的特點(diǎn)》的教案設(shè)計(jì)06-17
關(guān)于我看探究學(xué)習(xí)的教案設(shè)計(jì)10-17
高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的教案設(shè)計(jì)理念06-11
探究空氣中物質(zhì)構(gòu)成的奧秘教案設(shè)計(jì)08-29
小議探究性學(xué)習(xí)(人教版必修教案設(shè)計(jì))12-06
本地的英文單詞07-30