初中物理“电流的磁场”教学案例分析

“电流的磁场”是苏科版物理教材中“电磁转换”中的第二节内容，本节课依据教材，结合新课改的理念，根据“学程导航”范式教学模式要求，从学生的认知角度来考虑教学内容，整个教学案例具有独创性。本课案例中充分发挥了实验教学的功能，体现了物理这门学科的特色。

一、教学目标

（一）知识与技能

1.通过探究活动知道通电直导线周围存在着磁场和通电螺线管外部的磁场。

2.学会用安培定则判定相应磁体的磁极和通电螺线管的电流方向。

（二）过程与方法

1.引导学生积极参与探究活动并体验发现规律的乐

趣，提高分析和总结规律的能力。

2.在分组实验中养成合作意识，培养合作学习的能力。

（三）情感态度与价值观

通过探究体验电磁的联系，激发学习的兴趣，形成乐于探索的精神。

二、重点难点

重点：探究通电螺线管外部的磁场。

难点：如何设计奥斯特实验和通电螺线管外部的磁场以及如何引导学生进行探究。

三、教学资源

学生刚学完磁体与磁场。对磁体的相关知识有了一定的了解。电流的磁效应是学习电磁现象的重要基础。在教学中要尽可能让学生感受电流及其周围的磁场是同时存在的且密不可分。让学生自己去探究、总结规律。

实验所需的器材包括：导线若干、开关、电源、小磁针、电磁铁、回形针、铁屑。

四、教学过程

【创设情境，引入新课】

师提问：当把小磁针放在条形磁体的周围时，观察到什么现象？请思考为什么？

利用实物投影进行演示。

生回答：观察到小磁针发生偏转。因为磁体周围存在着磁场，小磁针受到磁场的磁力作用而发生偏转。

师追问：小磁针是不是只有放在磁体周围才会受力发生偏转呢？其他物质周围存在磁场吗？

通过多媒体展示生活中常见的实物：电话、收音机、电视、洗衣机等都用到了磁。

【合作交流 互动探究】

（一）通电直导线周围的磁场

师问1：有什么方法能判断电流周围是否有磁场？

学生交流讨论。展示：可以用小磁针靠近通电导体，观察小磁针是否会发生偏转。

师问2：需要哪些器材？导线与小磁针的位置关系怎样？

生回答：器材有导线、电池、开关、小磁针；用电器导线与小磁针平行放置。

为了得到较大的电流，让实验现象变得明显，此电路中不用电器，闭合开关让电路瞬间短路得到较大的电流，所以在实验过程中一定要注意，闭合开关看到现象后立即断开开关。

要求学生对照问题“导线通电时，小磁针是否会发生偏转？断电时呢？”进行实验并思考通过这个现象可以得到什么结论。

如图（PPT图略）所示，将一根直导线放在静止小磁针的上方并使直导线与小磁针平行。

友情提醒：（1）导线与小磁针平行放置。（2）通电时间不能太长。（3）注意观察电流方向和小磁针的偏转方向。

活动展示：导体通电，小磁针发生偏转，说明通电后导体周围对小磁针产生磁力的作用。

学生归纳：通电导线和磁体一样，周围也存在着磁场。

生提问：本组磁针N极顺时针方向偏转？旁边有的为什么逆时针偏转？

师启发：小磁针N极的偏转不同说明什么？

生回答：说明磁场的方向不同。

师追问：磁场的方向可能与什么因素有关呢？请大家改变电流方向重做实验。先思考如何迅速改变电流方向？

生1回答：改变电源的正负极。

生2回答：也可以交换导线的两端。

学生活动展示成果：观察到当电流的方向变化时，小磁针N极偏转方向也发生变化，说明磁场方向与电流有关。

师问：在实际生活应用中往往需要较大的磁场，那如何增强直导线的磁场？

生1回答：增大电流。

生2回答：把直导线缠绕，把电流叠在一起增强磁场。

（二）探究通电螺线管周围的磁场

师问1：通电螺线管周围有没有磁场呢？

学生猜想并要求学生说出猜想的依据。

师问2：如何用实验验证这个猜想呢？需要哪些器材？

师问3：假如通电螺线管周围有磁场，怎样知道通电螺线管周围磁场的方向和分布？如何知道某点的磁场方向？

生回答：把小磁针放在通电螺线管周围，观察小磁针静止时的N极的指向。

师问4：怎么知道磁场的方向（N/S极）与电流的方向有没有关系呢？

大家讨论如何设计试验，实验的步骤怎样。学生讨论交流汇报，小组成员间分工合作，由小组长分配组内每个同学的任务。

学生活动：每组发一张如右图所示的纸，螺线管放在长方形上，把小磁针依次放在周围的小圆圈内，螺线管通电后画出各点的小磁针静止时N极的指向。

学生活动后实物投影两个学生所画的图，问其他同学是否一样。

师引导：观察到的现象和哪个物体周围的磁场相似？如何知道更多点的磁场方向呢？

生1回答：用更多的小磁针。

生2回答：用铁屑做实验。

演示在通电螺线管的周围撒上铁屑，并轻轻敲击玻璃板，让铁屑分布均匀，与PPT中条形磁铁的磁场进行对比。

要求学生改变电流方向，重复上述实验。

小组讨论：（1）观察比较所画的两幅图，它们有哪些相同和不同之处？（2）通电螺线管周围的磁场方向与电流方向有关吗？

学生回答后，教师板书：通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似。

师提问：螺线管的N、S极分别在哪端呢？

学生回答后，教师板书：通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关。当电流的方向变化时，通电螺线管的极性也发生改变。

师提问：有没有简便方法呢？

（三）通电螺线管磁极的判断：安培定则

学生看书、讨论，弄清安培定则的作用和判定方法后进行展示：

1.作用：可判断通电螺线管的磁性与电流方向的关系。

2.判定方法：用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向与螺线管中的电流方向一致，则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。（多媒体演示判断）

学生讨论补充总结使用安培定则的方法和顺序：

1.查清螺线管的绕线方向；

2.标出电流在螺线管中的方向；

3.用安培定则确定螺线管的磁极方向。

练习：如下图。

1.判断通电螺线管的N、S极；

2.判断通电螺线管上电流的方向；

3.标出电源的正负极。

【回顾反思，归纳总结】

1.知识点总结。

2.科学探究过程中用到的方法，小组合作的体会等。

五、教后反思

在教学改革不断向纵深发展的今天，学校着力打造“学程导航”范式教学模式，打造智慧高效的课堂。《学记》中说：“君子之教喻也，道而弗牵，强而弗抑，开而弗达。”也就是说，习题先让学生动手做，规律先让学生动手发现，方法应让学生去总结，思路应让学生自己去探索，问题应让学生自己解决。所以我觉得理想的课堂应该是“学堂”，而不是“讲堂”；是“练功房”，而不是”表演场”。教师讲了不等于懂，懂了不等于会，会了不等于通。从讲到通，学生的主动参与是桥梁。

“电流的磁场”是苏科版物理教材中的内容，本课内容是初中物理电磁学部分的一个重点。奥斯特的发现揭示了电现象和磁现象是紧密联系的，它有力推动了电磁学的研究和发展，导致了人造磁体和电磁铁的发明。本节课依据教材，结合新课改的理念，根据“学程导航”范式教学模式要求，从学生的认知角度设计教学内容，教学设计具有独创性。本课设计中充分发挥了实验教学的功能，体现了物理这门学科的特色。

在引入新课时创设了一个物理情境，再通过多媒体展示生活中常见的实物，使学生猜想磁与电有密切的关系，激发学生的探究兴趣，使学生把物理和生活有机、自然联系起来了，拉近了物理和生活的距离。

把教材中奥斯特的演示实验进行改进，改为学生分组实验，通过问题设置层层深入激发学生思考，通过学生分组活动，自己能观察现象得出结论，PPT中习题围绕实验现象和结论及时巩固。

教材中从通电直导线周围磁场的探究过渡到通电螺线管外部磁场的探究，符合初中生的认知规律，让学生了解并经历人类对某一自然规律认识的历史。在通电直导线周围的磁场基础上引导学生进行探究，大大提高了实验的可视性和可操作性，拓展了实验装置的功能，形成了有预设和生成的教学资源，让学生体验“发现问题――猜想和假设――设计方案――进行实验和收集证据――分析论证得出结论”这个研究性学习的过程，逐步培养学生的问题意识、观察能力以及合作探究能力，让学生自己动手探究规律，虽然所用时间较长，但充分发挥学生的主动性，在学生探究活动的基础上，教师演示用类似研究条形磁铁周围磁场分布的方法，在有机玻璃上均匀地撒一层铁屑，让学生观察通电螺线管整体磁场的分布情况，以拓宽学生的知识面。

在安培定则这部分教学中先以学生看书自学为主，再结合视频，直观又有趣地进行练习和巩固。多媒体的利用，使难以理解的安培定则变得形象、生动而且比较容易掌握，并且培养了学生的自学能力。

通过这节课的教学实录，使笔者感觉到：在教学过程中教师要充分考虑让学生有更多参与教学思考的机会，教师只起引导和点拨的作用，把课堂的时间和空间都让给学生，使学生在寻求解决问题的办法和过程中获得自信和成功的体验，从而优化课堂，提高课堂效率。