深入研究电磁之间的联系

创新整合点

在教学中，利用腾讯会议同时登录七个账号，其中六个账号在手机上登录并打开摄像头进行实验展示，另一个账号在计算机上登录，方便在教学过程中选择组别展示相应的实验，学生与其他组分享实验成果，增强了学生的成就感，激发了学生的学习主动性。

教材分析

《电磁感应现象及应用》是高中物理必修三第五章第三节的内容，根据《普通高中物理课程标准（2017年版）》的要求，本节课安排了大量的学生合作探究实验，同时还有较多的思考、分析、总结等能力的要求，故将磁通量的内容提前到与磁感应强度一起讲解，给学生留下足够的探究和思考时间。电磁感应现象在生活中常见又应用广泛。本节课从手机无线充电的情境引入电磁感应现象，而后演示了经典的历史实验，再安排学生合作探究实验。由于学生的分组实验不同，所以通过腾讯会议投屏的形式，让每一组学生都能观看到自己没做过的实验，进而能够合作探究，经过思考，归纳总结出产生感应电流的条件。在整个教学中力求做到在学生已有的基础之上，通过教师的引导，学生自主学习、探究实验、产生问题、协作交流得出闭合导体回路中磁通量发生变化是产生感应电流的结论。

学情分析

学生在初中已经简单了解过电磁感应现象，而且部分导体切割磁感线在他们的头脑中的印象也是十分深刻的，但其实切割不是产生感应电流的充要条件，磁通量变化才是。可怎么能够将其整合统一为磁通量的变化是产生感应电流的条件呢？这就需要学生自己设计方案，动手实验，最后讨论总结出规律并发现矛盾所在。顺着这个思路，笔者将探究实验的顺序进行了调整，先是让学生观看演示实验，发现磁没有生电，让学生带着质疑以及好奇，再层层递进探究实验，最后整合的物理条件是闭合导体回路磁通量发生变化才会有感应电流产生。本节课密切关注“学生最近发展区”，通过科学研究和物理实验在解决任务的同时，归纳总结产生感应电流的条件，培养学生的研究能力和科学态度。

教学目标

知识与技能目标：通过手机无线充电的实验知道电磁感应现象，通过经历感应电流产生条件的探究活动，提高分析论证能力；学会通过现象分析归纳事物本质特征的科学思维方法，认识实验观察能力与逻辑思维能力在科学探究过程中的重要作用。

过程与方法目标：通过分组探究实验，分别从B、S以及B与S夹角三个方面归纳得出产生感应电流的条件；分组讨论得出磁通量变化是产生感应电流的条件，学会互助学习分析归纳总结得出简洁、统一的物理规律和归纳事物本质特征的科学思维方法。

情感态度与价值观目标：通过感受法拉第对科学的热爱以及对科学研究持之以恒、坚韧不拔的态度，了解电磁感应现象曲折的发现过程；通过了解电磁感应现象的重大历史意义和电磁感应现象的广泛应用，体会科学、技术对人类文明的推动作用。

教学环境与准备

教学环境：多媒体教室、宽带网络、腾讯会议软件、手机、手持mini键盘。

教学准备：多媒体链接计算机，课前调试计算机和手机网络，其中手机用自己的数据流量和WIFI都可以。一台计算机和多部手机同时进入一间腾讯会议室。测试网络的稳定性。

教学过程

1.导入课题

师：相信同学们对无线充电器都有所了解，现在老师用无线充电器给手机充电，请看屏幕，观察现象，说一说你看到了什么。

生：手机充上了电。

师：无线充电器和220伏的交流电相连，而手机和充电器之间没有导线的链接，那手机是如何充上电的呢？

学生猜测有磁、有电，可能是电磁感应。

师：什么现象是电磁感应现象？电磁感应现象在日常生活中有什么应用？这节课就让我们一起来学习电磁感应的现象及应用。

设计意图：利用手机无线充电器巧妙设置悬念，引出问题，从心理学的角度吸引学生的注意，使学生产生问题意识，并渴望知道其中的缘由，从而使学生产生强烈的求知欲和对探究的热情，为后续的探究教学做好铺垫，提高课堂教学效率。

2.演示实验，引出实验目的

活动一：明确“电磁感应”概念

师：从奥斯特发现电能生磁以后，全世界的科学家都在找寻磁生电的方法，但相隔十年之久，法拉第才在一次偶然的操作中发现磁生电。现在就让我们重现一下经典的历史瞬间。观察实验装置（如图1），你都看到了什么？

生：开关、导线、线圈、电流表、电源、黑色的磁铁。

师：这个黑色的并不是磁铁，而是铁芯，它有聚磁的作用，能强化电磁铁产生的磁场。线圈1与电源相连就相当于电磁铁。线圈2与电流表相连形成闭合回路，如果磁能生电，那电流表指针为什么没有偏转呢？

教师演示实验。

师：请同学们观察老师是如何操作的。你又看到了什么现象？这个现象能说明什么问题？

生：在闭合和断开开关的瞬间，电流表发生偏转，说明磁能生电。

师：法拉第用了十年的时间在总结了别人和自己失败的经验后，决定不再固守“稳态”的猜想。正是他的这种坚持不懈的探索精神，才使他有了震惊世界的伟大发现。于是，他把磁生电的现象叫做电磁感应现象，把磁生电过程中产生的电流叫感应电流，从此开辟了人类社会的电气化时代。

设计意图：先让学生体会科学家对科学研究持之以恒、坚韧不拔的态度，然后让学生通过自己观察实验器材，明确实验目的。

3.探究产生感应电流条件

师：请同学们思考，闭合回路在什么情况下产生感应电流？（教师提供常见的实验器材照片，如下页图2所示）在观察实验装置后，请同学们思考下面三个问题：①你看到了哪些实验器材？②你探究实验的目的是什么？③为了这个目的，你设计的方案是什么？

生1：电流表、电压表、两个线圈、条形磁铁、导线。

生2：实验目的是产生感应电流。

生3：要检测是否产生电流，所以要有电流表，电流表与其中一个大线圈行成闭合回路。然后探究磁能不能生电。

学生分组开始实验，在做完实验以后，通过腾讯会议展示本组实验，并得出结论：闭合导体回路B变化，产生感应电流。

教师介绍科拉顿跑失良机的遗憾，并得出磁生电是一种在变化运动过程中才能出现的效应，然后提出问题：

追问一—它变化时还能不能产生感应电流？继续提供器材照片，如图3所示。

追问二—①你看到了哪些实验器材？②你探究实验的目的是什么？③为了这个目的你设计的方案是什么？

生1：电流表、两个线圈、U形磁铁、导线。

生2：实验目的是产生感应电流。

生3：要检测是否有电流，就要有电流表，电流表与线圈或者导线行成闭合回路，然后探究磁能不能生电。

接着，小组抽签选实验装置，四组同时组装电路，并展示实验。学生展示实验同时得出如图4所示结论。

师：如果是三个变化产生感应电流，在实际应用的时候可能就会有些烦琐。而物理规律是追寻简洁、统一、对称的，我们能不能继续归纳总结并用更简洁的语言来描述这个规律呢？

生：三个物理量共同决定磁通量；得出结论：当穿过闭合导体回路的磁通量发生变化时，闭合导体回路中就会产生感应电流。

设计意图：利用腾讯会议突破传统教学手段在时间、空间上的限制，将传统教学手段不能表现的许多现象和过程生动地表现出来。学生通过展示分享实验，能有效提高学习成就感和获得感，从而激发研究的热情。通过组别间的互助补充，提高学生在实验环节中的参与度和互助学习的能力。

4.电磁感应现象的应用

师：如果你是设计师，将如何设计无线充电器？

生：无线充电器内部有磁铁或者有线圈，手机内部也有一个线圈，将无线充电器与交流电源链接，手机放在无线充电器上就可以充电了。

教师展示无线充电器和手机内部构造（如上页图5），并向学生介绍：电磁感应除了应用在无线充电器上以外，还应用在生活中的发电机中，如后人在法拉第圆盘发电机的基础上建造了世界上最大的水力发电工程—三峡大坝发电站。

设计意图：鼓励学生大胆猜测，学以致用。通过师生的互动，揭示实验的奥秘，呼应本课的开头。从物理走向社会，结合生活实际，阐明知识在实际生活中的应用。

5.总结提升

师：经过本节课的学习，同学们都有哪些收获呢？

生1：如果当时科拉顿有实验伙伴，可以互助学习的话，就能早6年发现电磁感应现象，我们的生活也一定会有很大变化。

生2：了解了伟大的科学精神，告诉我们做事要坚持不懈。

生3：本节课的探究方法是先观察再带着目的设计方案，然后解决问题，我会将这种方法应用到今后的学习和生活中。

设计意图：虽然本节课的实验一共有6个，但是始终围绕4个问题，即你看到了什么、你想干什么、你能干什么、你还能干什么展开，引导学生将这4个简单的问题应用到生活中去解决问题。

教学反思

《电磁感应现象》是电磁学这一部分的学习重点，为了激发学生对电磁感应的好奇心，笔者采取了以下做法：①观察生活中高科技的真实情境，引出磁生电；②演示经典的历史实验，引出本节课的实验目的：探究产生感应电流条件；③学生分组做不同的实验，给予学生最大的实验自由，再分别展示本组实验，与其他组分享实验成果，增强了学生的成就感；④经过本节课的学习，希望学生能够跳出物理学物理，通过本节课掌握的不仅仅是物理知识，还有解决问题的方法。

本课基于腾讯会议和多媒体的技术支持，将教师展示和学生分组展示都全部呈现在大屏幕上。学生虽然是分组做的不同实验，但最后都可以展示本组的实验过程，与其他组分享实验成果，增强了学生的成就感，使得教学环节能够顺利开展。同时，生动的课堂给学生带来了沉浸式的学习环境，激发了学生的学习主动性。课堂上学生积极主动呈现自身的学习状态，便于教师及时抓住学生的思维点，适时调整教学节奏和语言。信息技术与课程内容达成有效融合，能够让学生生成自主的思维链条。

在学生展示实验时，提到了电流表指针的偏转方向，这里应该向学生解释—我们在下一章中，在探究感应电流方向时会详细学习的，同时表扬学生观察实验现象仔细。在课堂推进过程中，教师有打断和补充学生观点的行为，应该先让学生表达完自己的观点，再让同学之间相互补充，判断对错，这样才能充分体现以学生为主体的教学形式。