1、划时代的发现教学设计课程名称划时代的发现授课人学校名称教学对象高二科 目物理课时安排1一、教材分析教科书上把“划时代的发现”单独作为1节课来处理，主要是因为奥斯特的发现改变了人们的自然观，世界观和思维方式（从相互联系中考察事物）；法拉第的发现揭开了人类社会迈进电气化时代的序幕，这段科学史也是科学思维中传统与创新交锋和突破的生动事例，它同时还展示了创新思维的重要和时代局限性对创新的羁绊。另外一个重要的原因就是法拉第对电磁感应现象研究的史实，可以成为科学方法和科学精神教育的好素材。但是如果单纯由教师叙述整个发现史，则课堂一定会单调沉闷，学生也很难设身处地感受到这些发现的伟大性。由于奥斯特发现电流磁
2、效应的过程在选修31的学习中已经接触过一些了，学生对比较熟悉，可采用引导学生阅读教科书有关奥斯特发现电流磁效应的内容，然后分小组讨论交流，让学生通过阅读、思考和讨论，充分体会到奥斯特研究“电生磁”的历史背景，研究过程的艰辛曲折和电流磁效应的重大意义。法拉第发现电磁感应现象的过程，设计方案的基本设想是：运用科学史情景的探究教学方法，把学生带到历史上探究的事件中去，借鉴历史的发现过程，采用引导和活动相结合的形式，让学生了解当时的知识和认识背景，“经历”法拉第探索的主要过程，体验法拉第研究的思路与方法，充分感悟法拉第的科学方法和科学精神。二、教学目标及难重点（知识与技能，方法和过程，情感态度与价值观
3、）教学目标：（1）关注电流磁效应和电磁感应现象的发现过程，了解相关的物理学史。（2）知道电磁感应、感应电流的定义。（3）体会科学探索的过程特征；感受法拉第的科学探索精神；感悟科学与技术、社会的重要关系，树立人文精神。（4）了解信念和机遇在科学发现中的作用；辩证认识传统观念对科学发展的利与弊。教学重点：知道与电流磁效应和电磁感应现象的发现相关的物理学史。领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。教学难点：领悟科学探究的方法和艰难历程。培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。三、教学策略选择与设计本节课主要是物理学史，所以教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成
4、果。四、教学环境及设备、资源准备教学环境：普通教室学生准备：课本、笔记本、草稿纸教师准备：交互式电子白板教学课件、教师演示实验器材：两个线圈、铁环、小磁针、开关、导线若干。教学资源：计算机、投影仪、CAI课件。五、教学过程教学过程教师活动学生活动媒体设备资源应用分析新课导入：新课教学：活动1：学生讨论 活动2：看书回答问题活动3：演示电流磁效应活动4： 设计实验，探究电磁感应产生的条件并交流评价活动5：引导学生理解科学家不懈努力的科学精神。 新课小结：作业布置：在上一册（选修31）我们学习了有关电场和磁场的知识，对电现象和磁现象有了较为深刻的理解。我们已经知道电荷能够通过“感应”使附近的导体出
5、现电荷，电流能够在其周围“感应”出磁场，那么磁场能否“感应”出电流呢？回答是肯定的，这就是电磁感应现象。从这节课开始，我们就来学习这方面的知识。让我们首先来了解科学家们的探究历程吧。1、奥斯特梦圆“电生磁”引导学生阅读教材有关奥斯特发现电流磁效应的内容。提出以下问题，引导学生思考并回答：（1）是什么信念激励奥斯特寻找电与磁的联系的？在这之前，科学研究领域存在怎样的历史背景？（2）奥斯特的研究是一帆风顺的吗？奥斯特面对失败是怎样做的？（3）奥斯特发现电流磁效应的过程是怎样的？用学过的知识如何解释？（4）电流磁效应的发现有何意义？谈谈自己的感受。教师倾听学生回答，及时给出点评。课件演示电流的磁效应
6、。增加学生的感性认识。教师引导：奥斯特发现电流磁效应会引发科学界怎样的哲学思考？学生感悟：既然电流能够引起磁针的运动，那么用磁能不能使导线中产生电流呢？2法拉第心系“磁生电”英国科学家法拉第受奥斯特发现的启发，敏锐地觉察到；磁与电之间也应该有类似的“感应”，并在1822年的一篇日记中留下了“由磁产生电”这样闪光的思想字迹。幻灯片演示法拉第的实验记录：“长期以来我就持有一种观点，几乎是一种信仰，我相信其他许多爱好自然知识的人也会共同有的，就是物质的力表现出来时所具有的各种形态，都有一个共同的根源，或者换句话说，它们是相互直接联系的，也是相互依赖的，所以它们似乎是可以相互转化的。”分析：法拉第初期
7、观点，是受奥斯特等科学家的实验启发，既然静电能感应静电，磁能感应磁，电流能产生磁，那么，依此类推，磁也能产生电流，电流也应该能产生电流。设置问题：如果你是法拉第，以此观点你能尝试设计一个用以探索“磁生电”的实验方案吗？设计实验：限定学生在法拉第时代所具有的知识和经验基础上设计实验方案，旨在把学生带到历史上探究的事件中去，让学生转换角色，体验探究。交流评价：交流学生设计的实验方案，并进行简要评价。一是借以让学生进一步了解当时的知识和认识背景；二是为学生理解法拉第为探索磁生电所做的初始假设及未果实验的合理性和局限性做好铺垫。教师介绍：科学的道路决不平坦，法拉第于1822年12月、1825年11月和
8、1828年4月做过三次集中的实验研究，然而均以失败告终。实验演示演示图4-2法拉第第一个成功的“电生磁”的实验，请两名学生当众演示，其余学生仔细观察实验现象，感受成功的喜悦。提出问题：经长达11年的艰苦探索，法拉第终于发现了“磁生电”现象，并且认识到“磁生电”是一种在变化和运动过程中才出现的非恒定的暂态效应。你认为法拉第成功的“秘诀”是什么？引导回答：成功的诀窍是不懈的努力，敏锐的洞察力。赞赏：经过许多次失败之后，法拉第毫不气馁，仍不懈的努力坚持研究，最后凭借他“敏锐的洞察力” 捕捉到了稍纵即逝的偶然现象，终于看清“磁生电”是一种在变化、运动的过程中才能出现的效应。幻灯片演示：法拉第用过的线圈
9、，旁边配以“不懈的努力，敏锐的洞察力” 。介绍：法拉第因此茅塞顿开，但他并没有就此沾沾自喜不再作为，而是抓住新现象的端倪，进行深入研究。经过大量的实验研究法拉第把引起电流的原因概括为五类，它们都与变化和运动相联系，这就是：变化的电流，变化的磁场，运动的恒定电流，运动的磁铁，在磁场中运动的导体。教师启发：法拉第将上述他所发现的 “前所未有”现象定义为电磁感应现象，请根据你的理解为电磁感应下个定义。引导得出：利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象。电磁感应现象中产生的电流叫做感应电流。电磁感应现象的发现是一个划时代的发现，它揭开了人类社会迈进电气化时代的序幕。（三）布置作业1. 认真阅读教材，领悟
10、科学家奥斯特发现电流磁效应现象和法拉第发现电磁感应现象的探究历程。2. 阅读教材第4页“科学足迹”，体会科学家们不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志，学习科学家们的人格魅力。3. 把课本上本节“问题与练习”中的2道题目做在练习本上。讨论猜想学生结合思考题，认真阅读教材，分成小组讨论，发表自己的见解。学生观察实验并感悟学生交流，谈自己的想法学生感悟科学家的艰辛和付出利用白板隐藏功能跳出电生磁和磁生电激发学生的思维利用白板拖动功能出示“问题分析”，引导学生自觉观察，吸引了学生注意力，看清题目要求，提高学习的有效性。利用白板的绘图工具完成了完成电路图的连接展示科学家的事迹视频，让学生了解科学家探究科学的
11、不懈努力精神在新课小结处，利用隐藏功能合理展示出本课程的知识结构图，让学生对所学知识有一个整体的归纳。六、教学评价设计（1）猜想是否体现物理思维。（2）实验设计体现目的要求（3）对科学家的对科学不懈努力的精神是否有真的感悟七、课后反思1. 本堂课利用科学史情景进行探究教学，这种教学设计是物理课堂教学改革过程中出现的一个新课题。要把学生自然地带到历史上探究的事件中去，借鉴历史的发现过程，但课堂教学中一定要注意不要演化为历史的简单重复。正如波利亚所言：“在教一个科学的分支(或一个理论.一个概念)时, 我们应该让孩子重蹈人类思想发展中的那种最关键的步子，当然我们不应该让他们重蹈过去的无数个错误,而仅
12、仅是重蹈关键性步子.”要充分利用多媒体设备展示科学家的事迹。 2. 在电磁感应的发现过程中，前辈科学家的思考、研究时的迷失与最后成功，给予我们多方面的教育和启迪，是过程与方法、情感、态度与价值观教育的难得素材。但一定要让学生充分了解当时的背景，存在着的时代限制，学生初中时已接触到电磁感应现象了，早就知道闭合回路的部分导体切割磁感应线会产生感应电流，否则他们容易产生错觉，觉得这样“简单”的现象科学家要经过11年研究才发现，并没有什么了不起的，利用动画和图片让学生有更直观的了解。3通过教学可以让学生感受法拉第、奥斯特的科学探索精神，培养不怕失败、勇敢面对挫折的坚强意志。但这种培养是潜移默化的，并不是一堂课就能造就的，教师应在日常教学中抓住契机，逐渐强化。3
