電磁鐵案例解析

1、案例解析基于前概念物理知識的學(xué)習(xí)寧顯儒（哈爾濱市風(fēng)華中學(xué)、中學(xué)高級教師）一前概念理論對教學(xué)的影響受生活經(jīng)驗(yàn)、學(xué)習(xí)環(huán)境等因素影響，初中生學(xué)習(xí)物理前已形成豐富的物理前概念?？?體看來對于有的概念， 大部分學(xué)生的想法都是正確的，并不像本人事先認(rèn)為正確的前概念只為少數(shù)人所有。而也有一些概念幾乎沒有學(xué)生對此有正確前概念。教學(xué)實(shí)踐證明：以學(xué)生為主體，針對學(xué)生的前概念，設(shè)計、實(shí)施探究式教學(xué)策略的方法，引發(fā)學(xué)生認(rèn)知沖突、促進(jìn)學(xué) 生認(rèn)知順應(yīng)、認(rèn)知反饋等教學(xué)環(huán)節(jié)， 促進(jìn)學(xué)生頭腦中的前概念發(fā)生轉(zhuǎn)變，可以使學(xué)生在發(fā)展科學(xué)探究能力的同時更好地學(xué)習(xí)物理。 而在平時的備課中我們往往把更多的精力放在了教材 上，卻沒有注意到我

2、們的教學(xué)對象是有豐富思想情感和不同生活經(jīng)驗(yàn)與經(jīng)歷的人，因此，我們應(yīng)該更多地去走進(jìn)學(xué)生的內(nèi)心世界，觸及學(xué)生的心靈，撥動學(xué)生的心弦，去了解學(xué)生的真實(shí)想法，注意學(xué)生已有的前概念，并通過合理的教學(xué)設(shè)計，實(shí)現(xiàn)概念的正確轉(zhuǎn)化。二、教學(xué)片段與分析教學(xué)片段1:導(dǎo)入新課前概念：同學(xué)知道永磁鐵能夠吸引鐵制品，永磁鐵的磁性會長期保持，不會讓吸引的鐵制 品直接掉下來，而視頻中的磁鐵磁性是可以消失的，與學(xué)生頭腦中已有的知識產(chǎn)生強(qiáng)烈的 矛盾沖突。為下面的學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)了一個良好的情景。老師：科技的進(jìn)步，工業(yè)的發(fā)展，在給我們生活帶來便利的同時也產(chǎn)生了大量垃圾，為 了實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)利用，如何有效地將垃圾分類處理就成為一個重要的課

3、題。我們來看垃圾廠中分離鐵制品的一個場景（屏幕馬上播放電磁起重視頻）引入新課這一環(huán)節(jié)盡管時間不長， 但意義重大。良好的開端等于成功的一半。 播放視頻 時，同學(xué)們聚精會神的觀看，眼神中充滿了喜悅， 注意力都集中到屏幕上。 學(xué)生在歡快的心 情中，一點(diǎn)點(diǎn)的步入教師預(yù)設(shè)的情景之中。老師：在垃圾場里，這種起重機(jī)怎么能隨意把鐵吸住或放下呢？它的工作原理是是什么 呢？通過老師的引導(dǎo)和視頻的播放，使同學(xué)們很自然的發(fā)現(xiàn)了電磁鐵，成功的進(jìn)行了引入， 并且將電磁鐵能產(chǎn)生很大的吸引力，及能夠控制磁性的有無的特點(diǎn)， 合理的利用視頻進(jìn)行展示，清晰的展示給同學(xué)們，為下一步教學(xué)做了鋪墊。理論：學(xué)生的前概念也是重要的教學(xué)資源，

4、是教學(xué)設(shè)計的出發(fā)點(diǎn)?？紤]到學(xué)生的困難， 針對學(xué)生的錯誤前概念，可以利用多媒體的優(yōu)越性，將實(shí)際生活中的有關(guān)現(xiàn)象以照片、錄 像等形式展現(xiàn)在學(xué)生面前。這樣做，一方面給學(xué)生提供了實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和感性認(rèn)識，為發(fā)現(xiàn)問 題、展開探究活動和進(jìn)行知識建構(gòu)奠定了基礎(chǔ)；另一方面也使學(xué)生認(rèn)識到物理學(xué)的意義和 價值，體驗(yàn)到應(yīng)用物理知識分析和解決多種問題的過程。這樣不但可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積 極性，還有利于知識的遷移和實(shí)際應(yīng)用。而后以問題為中心選擇和設(shè)計指導(dǎo)學(xué)生開展探究 活動和建構(gòu)知識的教學(xué)策略。效果：從生活走向物理，生活中處處都是物理知識，通過欣賞視頻，觀看形成強(qiáng)烈關(guān)于電磁鐵對比效應(yīng)的的畫面，引導(dǎo)學(xué)生觸境思考，歸納分析，這有效

5、調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。教學(xué)片段2 :電磁鐵原理的動畫前概念：通電螺線管有磁性，為什么磁化后磁性會這么強(qiáng)，磁化是以什么方式來進(jìn)行 的。鐵芯被磁化是一個微觀、抽象的過程，學(xué)生不易理解。老師：但剛才有的同學(xué)在分離大頭針時先采用了通電螺線管，沒有吸引上大頭針，在 螺線管中插入鐵芯后卻吸引上大頭針，為什么插入鐵芯后通電螺線管的磁性會增強(qiáng)呢？（播放視頻）通電螺線管周圍存在磁場，但它的磁性很弱，在螺線管內(nèi)插入一個鐵芯，鐵芯內(nèi)部每個原子可看做是一個微型小磁針，此時的鐵芯可以看成由若干個雜亂無章的小磁針組成，鐵芯沒有磁性，當(dāng)電流通過螺旋管時， 螺旋管中的鐵芯就被電流的磁場磁化成了磁體，也就是把鐵芯內(nèi)部的小磁針

6、磁化成了同一方向，與通電螺線管的方向一致，這就大大增強(qiáng)了磁性， 所以鐵芯對磁性增強(qiáng)起了重要的作用，當(dāng)螺線管中沒有電流時， 它們的磁性立即消失， 電磁鐵就是根據(jù)這個道理制作的。理論：利用視頻來輔助教學(xué)是一種行之有效的教學(xué)手段和方法，它可以起到調(diào)動學(xué)生的 情感，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣；拓展學(xué)生積極思維的空間，培養(yǎng)創(chuàng)新精神；優(yōu)化課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)；提 供更多、更新、更廣的知識點(diǎn)，開闊視野等作用?？偟膩碚f，圖像和視頻資源的使用是使 教學(xué)效果更好，對教師的教學(xué)具有促進(jìn)作用。因?yàn)檫@些資源是比較直觀而且極富形象生動 性。讓學(xué)生將頭腦中的前概念以某種形式清楚表達(dá)出來，鑒定出其中科學(xué)的成分和不科學(xué) 的成分。另外尤其是中學(xué)生注意

7、力沒有那么集中，圖像視頻可以吸引他們的注意從而達(dá)到 教學(xué)目的。效果：同學(xué)們對電磁鐵的原理有了充分的認(rèn)識和理解，為下面學(xué)習(xí)電磁鐵的特點(diǎn)做了 一個很好的鋪墊。教學(xué)片段3:電磁鐵的磁性強(qiáng)弱和哪些因素有關(guān) 前概念：電磁鐵的與磁鐵的結(jié)構(gòu)不同，電磁鐵的磁性可以控制；掌握了科學(xué)探究的基本 方法，學(xué)會了小組合組學(xué)習(xí)老師說：你們小組的電磁鐵確實(shí)吸引了很多大頭針，那么你們組的電磁鐵和別的組有什么 區(qū)別呢？除了吸得多外，在結(jié)構(gòu)上還有區(qū)別嗎？學(xué)生說： 我們的線圈纏的比較密。老師說：哦，你們纏繞的匝數(shù)比較多。每一組進(jìn)行展示時，老師都要引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注這一小組的電磁鐵的特點(diǎn)，包括（由多少個電池組成的，電磁鐵的漆包線有多長，纏

8、了多少匝，電磁鐵有無鐵芯）老師能夠不露痕跡的刻意的引導(dǎo)學(xué)生觀察每一小組的電磁鐵的特點(diǎn)和吸引大頭針的數(shù)目，在比較電磁鐵磁性強(qiáng)弱的同時， 分析影響電磁鐵磁性強(qiáng)弱的因素， 為后面知識的總結(jié)打下基礎(chǔ)，做了準(zhǔn)備，這也是新課程理念的體現(xiàn)，在輕松的環(huán)境中，創(chuàng)設(shè)情境，優(yōu)化了學(xué)生知識的生成結(jié)構(gòu)，構(gòu)建了生成知識的結(jié)構(gòu)體系。吸引大頭針數(shù)最多的小組展示時，同學(xué)們在電磁鐵已經(jīng)明顯吸引很多大頭針的情況下，還不斷地往電磁鐵上放大頭針。老師說：他們這也是蝸牛的精神。教師的教學(xué)很有策略， 用幽默的語言對學(xué)生的行為加以評價，提醒學(xué)生注意展示的時間，同時也對學(xué)生進(jìn)行了德育滲透教育。這組同學(xué)展示中，導(dǎo)線斷了，電磁鐵上的大頭針都掉了下

9、來。學(xué)生說：導(dǎo)線斷了老師說：那么，導(dǎo)線斷了之后馬上出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？學(xué)生說：大頭針都掉下來了老師說：為什么會掉？學(xué)生說：電磁鐵沒有磁性了老師說：電磁鐵和條形磁鐵比較有什么優(yōu)點(diǎn)？學(xué)生說：電磁鐵的磁性強(qiáng)弱可以控制。老師說：除了電磁鐵的磁性強(qiáng)弱可以控制，還有什么可控制呢？學(xué)生說：電磁鐵的磁性的有無可以控制教師及時抓住學(xué)生在展示中出現(xiàn)的小狀況，對學(xué)生進(jìn)行了追問，逐步的啟發(fā)學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)電磁鐵與普通磁鐵的不同之處， 并使學(xué)生非常自然的發(fā)現(xiàn)電磁鐵的優(yōu)點(diǎn)： 磁性的有無可 以控制，使學(xué)生順利地完成了知識內(nèi)化的過程， 體現(xiàn)了課程標(biāo)準(zhǔn)和課程改革的思想。 在這個 片段中，老師的精心設(shè)計不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還有效

10、地激發(fā)學(xué)生進(jìn)行深入的思考。理論：教學(xué)中肯定學(xué)生有關(guān)前概念中的科學(xué)的成分，并以此作為教學(xué)的基點(diǎn)。對不科學(xué)的 成分，教師就要引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)已有的物理知識和學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)展開相互討論，通過對所要探究 的問題提出相應(yīng)的“合理的”假設(shè)和猜想，設(shè)計探究實(shí)驗(yàn)對其進(jìn)行驗(yàn)證。通過學(xué)生親自動 手實(shí)驗(yàn)、教師演示實(shí)驗(yàn)或邏輯的推理等方法，促使學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論與最初的假設(shè)或客觀 事實(shí)矛盾，從而引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突 。效果：在講授的過程中，恰當(dāng)?shù)赜脤Ρ确ㄖ圃炝宋锢憩F(xiàn)象的矛盾沖突，提高了學(xué)生探究的熱情。這是合理、靈活運(yùn)用教法的成功案例。教學(xué)片段4:電磁鐵的應(yīng)用前概念：知道電磁鐵的構(gòu)造及其特點(diǎn)并與磁鐵的區(qū)別，但在實(shí)際應(yīng)用并沒有一個具體的

11、動 手操作過程。老師：既然電磁鐵在實(shí)際中應(yīng)用這么廣泛，我們學(xué)習(xí)就是為了應(yīng)用，今天我們也來利用 自制的電磁鐵體會它在不同裝置中的一些作用？。學(xué)生：利用前面已經(jīng)做好的電磁鐵， 和老師提供的部分器材制作電鈴，拉力報警器，溫度te學(xué)夾 報警器。對于電磁鐵的應(yīng)用學(xué)生已經(jīng)有了初步的了解，培養(yǎng)學(xué)生利用身邊的物品進(jìn)行制作的意識的目的已經(jīng)達(dá)到， 理論：實(shí)現(xiàn)了對前概念的轉(zhuǎn)化并不是學(xué)習(xí)的結(jié)束，學(xué)物理的目的是為了用物理，引導(dǎo)學(xué)生用物理概念解釋日常自然現(xiàn)象，使學(xué)生不得不信服物理概念的正確性，同時物理概念也得 到創(chuàng)生和活化。效果：整個課堂教學(xué)中用到的教學(xué)器材，均來源于生活中常見的普遍的東西，增強(qiáng)了學(xué)生的新鮮感的同時，更能帶給學(xué)生以身邊處處有物理，身邊的東西均可作為科學(xué)探究的器材，培養(yǎng)了學(xué)生利用生活中的物品進(jìn)行探究的意識，解開科學(xué)探究的面紗， 打破了科學(xué)探究和發(fā)明創(chuàng)造的神秘感，弓I導(dǎo)學(xué)生提高創(chuàng)新精神的意識。整節(jié)課的每一個環(huán)節(jié)都能隨著學(xué)生認(rèn)知的深入而逐一加強(qiáng)，始終圍繞電