《課題：探究本地地磁場》課堂實錄

1、.?課題：探究本地地磁場?課堂實錄探究式教學(xué)是“以學(xué)生為中心，在整個教學(xué)過程中由老師起組織者、指導(dǎo)者、幫助者和促進者的作用，利用情境、協(xié)作、會話等學(xué)習(xí)環(huán)境要素充分發(fā)揮學(xué)生的主動性、積極性和首創(chuàng)精神，最終到達使學(xué)生有效地實現(xiàn)對當(dāng)前所學(xué)知識的意義建構(gòu)的目的;強調(diào)學(xué)生對知識的主動探究、主動發(fā)現(xiàn)和對所學(xué)知識意義的主動建構(gòu)。探究式教學(xué)符合新形勢下的教學(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。下面就這次活動做一簡單回憶，同時也希望各位同行給以指正。確定課題：我們在“電磁感應(yīng)現(xiàn)象這一節(jié)備課時，就

2、想到了這一個問題：有哪些方式可以實現(xiàn)磁生電?而為實現(xiàn)這個目的，在很大程度上取決于磁場提供的方式;而磁場提供方式常見的有磁體和電流的磁場。但我們在查閱資料時，發(fā)現(xiàn)有老師利用地磁場來研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的方法。隨后，我們就進展了實驗，用導(dǎo)線做繩讓學(xué)生集體做跳繩的游戲，用靈敏電流計檢測出在跳繩時導(dǎo)線中確實有電流產(chǎn)生。通過這個實驗不僅讓學(xué)生大開了眼界，也增添了不少樂趣，這個實驗給我們留下了深化印象。做完以上實驗后，有老師就提出：能不能測出本地的地磁場的強弱呢?當(dāng)時我們就想到這肯定比較難，我們查閱了很多資料后發(fā)如今現(xiàn)今的中學(xué)物理中幾乎沒人涉足這一問題，我們在準(zhǔn)備放棄時突然意識到這是一個很好的探究課題。特別是

3、探究式教學(xué)中的“重過程輕結(jié)果及讓學(xué)生體會探究的科學(xué)過程的意義遠(yuǎn)勝于知識灌輸?shù)挠^念大大激發(fā)和鼓勵了我們，于是我們決定把地磁場作為高二學(xué)生在學(xué)完?電磁感應(yīng)?后的一個探究課題，并且還決定不要求結(jié)果有多準(zhǔn)確，關(guān)鍵要學(xué)生好好體會一下探究的方法和在探究過程中科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)。當(dāng)即我們確定如下目的：1.通過探究讓學(xué)生感受、認(rèn)識地磁場;2.通過對本地地磁場的磁感強度測量，培養(yǎng)學(xué)生動手實驗，解決實際問題及綜合應(yīng)用才能;3.進步學(xué)生對磁場，電磁感應(yīng)、運動學(xué)知識的理解才能;4.培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和探究思想;5.通過對地磁場的探究過程，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，以及對物理實驗的自覺性。準(zhǔn)備階段：提早一周要求學(xué)生在圖書館或

4、英特網(wǎng)上搜集有關(guān)地磁場的資料，以理解地磁場的特點、狀況和分布;并查出本地湖北興山詳細(xì)所處位置。探究階段：一、認(rèn)識地磁場由各小組同學(xué)選派一名代表將所搜集并整理好的資料通過投影儀或幻燈片展示給大家。搜集資料歸納如下：地磁場相當(dāng)于一個宏大的條形磁體，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上而有一定的偏角，叫磁偏角。在地理南極地磁場方向豎直向上，地理北極處是豎直向下的，赤道處是由南向北的程度方向，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)識本地地磁場我們的家鄉(xiāng)湖北興山地處東經(jīng)：110.46°、北緯：31.14°。

5、因此我們家鄉(xiāng)的地磁場是斜向下方的。三、本地地磁場的測量方法及原理問1：如何測出本地地磁場的磁感強度?答：只要我們能測量出地磁場的程度分量和豎直分量，然后利用平行四邊形定那么就可以算出地磁場的大小和方向。如圖1所示。問2：那么怎樣才能測出地磁場的程度分量和豎直分量呢?學(xué)生討論并答復(fù)讓一段金屬導(dǎo)體沿程度方向做勻速直線運動，并在這段導(dǎo)體兩端連上靈敏電流計，從靈敏電流計上讀出感應(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)定律就可將地磁場的豎直分量計算出來。原理：I=E/R=BLv/R B=IR/Lv問3：這種方法可行嗎?學(xué)生討論雖然原理是可行的，但實際操作卻很難做到，因為勻速直線是一種理想的運動

6、，實際操作中很難做到。問4：那如何改進呢?只要記錄下金屬導(dǎo)體運動的最大速度，和電流計的最大電流值可以，因為它們是一一對應(yīng)的。問5：如何記錄下最大速度呢?又怎么讓這段導(dǎo)體運動起來呢?學(xué)生經(jīng)討論得到以下方法：讓學(xué)生拿著導(dǎo)體棒向前跑動但不易測出速度來;電動機帶動也不容易測出速度來;放在摩托車上速度可以由速度表上讀出最大速度。問6：摩托車應(yīng)該向哪個方向運動呢?學(xué)生討論可以向任何方向運動只要保證導(dǎo)體棒是程度的及摩托車是程度運動的就行了!問7：那我們又如何測出地磁場的程度分量?受剛剛的啟發(fā)，我們可以讓一金屬導(dǎo)體沿程度方向做自由落體運動，測出它的高度，記下電流計的最大電流，那么這個電流和落地時的速度相對應(yīng)，

7、從而就可以算出地磁場的程度分量。問8：金屬桿只要沿程度方向自由下落可以嗎?不行，必需要沿東西方向自由下落，因為程度分量是由南指向北的。經(jīng)過以上討論和探究找到了實驗的方案：通過把導(dǎo)體棒放在摩托車上測出豎直分量;利用自由落體運動測出程度分量導(dǎo)體棒必須沿東西方向。實驗及數(shù)據(jù)整理階段：在多方的共同努力，我們用一個下午的時間測得數(shù)據(jù)如下：1.測豎直分量相關(guān)數(shù)據(jù)：導(dǎo)體長度L=5.27m把銅導(dǎo)線拉直后固定在竹竿上 速度vxm=30km/h總電阻R=135Ω 電流Im=10uA計算得出：By=3×10-5T2.測程度分量相關(guān)數(shù)據(jù)：導(dǎo)體長度L=5.27m總電阻R=135&

8、amp;Omega;金屬桿自由下落高度h=3.95m電流Im=15uABx=4×10-5T3.根據(jù)圖1可以算出本地地磁場的磁感強度B=5×10-5T，方向與程度方向所成夾角α=37°。探究后談體驗：本課題涉及知識多、跨度大，應(yīng)用到了直線運動、恒定電流、電磁感應(yīng)和地磁場等知識，跨躍了力學(xué)與電學(xué)兩大板塊，對學(xué)生才能要求高，特別是綜合分析問題的才能。將書本上的知識應(yīng)用到解決實際問題中去，在思維上是一個飛躍，是一個再創(chuàng)造的過程，因此本課題大大激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新精神。盡管本課題不是大綱要求的內(nèi)容，但學(xué)生在探究的過程中所用知識都是大

9、綱所要求的內(nèi)容，探究中不是淡化了教材，而是加深了對教材內(nèi)容的理解同時也豐富了教材的內(nèi)容，亦即本課題既表達了素質(zhì)教育的新精神同時也沒偏離高考這個“指揮棒。利用身邊器材做一些小實驗甚至是意想不到的“大實驗，這不僅是創(chuàng)新精神的表達，同時也暗示了物理學(xué)科的樸實性，物理學(xué)不一定都是那么深奧難懂，并且與我們的生活息息相關(guān)。學(xué)生親自查找資料、設(shè)計方案、動手實驗和處理數(shù)據(jù)，實實在在經(jīng)過了一個探究過程，在探究過程中增添了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣;也磨練了學(xué)生的意志，學(xué)生體會到了在科學(xué)探究中不是一番風(fēng)順的，有很多曲折要屢次反復(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老師理念上的沖擊是宏大的，假如不改變過去那種以老師為中心忽略學(xué)生自身學(xué)習(xí)能動性的教學(xué)方法，不僅被時代所淘汰更主要是被學(xué)生所唾棄!在這次探究活動中，我們發(fā)現(xiàn)平常物理根底很差或?qū)W習(xí)物理興趣不濃的同學(xué)也表現(xiàn)得非常突出，盡管他們沒有提出什么有效的方法，但在實驗中他們是最熱心的一群，在探究完畢時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)不一定都要以一個課題的形式呈