《磁生電》魔術表演教學

《磁生電》魔術表演教學天津市濱海新區(qū)大港油田第四中學胡清月使用教材人教版九年級物理第二十章第五節(jié)《磁生電》二、實驗器材（1）“水生電”魔術器材：燒瓶、塑料管、塑料套、磁鐵、線圈、藍墨水、玻璃紙、導線、靈敏電流計。（2）“斷電生光”魔術器材：電源、開關、電動機（發(fā)電機）、導線、發(fā)光二極管。（3）“是真的嗎？”三個互動求證魔術器材：磁鐵、無線充電電感耦合裝置、紙盒、鋰電池燈泡。三、實驗創(chuàng)新要點/改進要點（1）利用魔術制作出不可思議的現(xiàn)象，形成視覺、思維的沖擊力，使學生對物理現(xiàn)象獲得生動深刻的印象，有效激發(fā)學生的好奇心。此外教師的演示對學生的實驗技能和素養(yǎng)有一定的示范作用。（2）創(chuàng)新融合了中央財經頻道“是真的嗎？”節(jié)目。注重知識的實際應用，培養(yǎng)觀察力、想象力、培養(yǎng)“去偽存真”的科學意識，傳達嚴謹科學的學習態(tài)度，并適時對魔術進行簡單揭秘，拓寬了學生的視野，激發(fā)學生學習興趣和探索熱情。（3）體現(xiàn)“小實驗、大智慧”，蘊含著創(chuàng)造教育的因素。且成本低廉，易于普及。這些特點體現(xiàn)了核心素養(yǎng)的思想精髓。意在告訴學生，看似復雜的物體，其實都是由簡單的結構加工而成?？此撇豢伤甲h、變換莫測的現(xiàn)象其實背后都是簡單的原理支持。要敢于解剖復雜事物，肢解復雜原理，鼓勵孩子勤于動手，挖掘資源，大膽發(fā)明創(chuàng)造，實現(xiàn)從物理走向社會。四、實驗原理/實驗設計思路（一）實驗原理電磁感應原理：閉合電路的部分導體在磁場中做切割磁感線運動，從而產生感應電流。（二）實驗設計思路（1）利用魔術制作出不可思議的現(xiàn)象，形成視覺、思維的沖擊力，使學生對物理現(xiàn)象獲得生動深刻的印象，有效激發(fā)學生的好奇心。此外教師的演示對學生的實驗技能和素養(yǎng)有一定的示范作用。（2）創(chuàng)新融合了中央財經頻道“是真的嗎？”節(jié)目。注重知識的實際應用，培養(yǎng)觀察力、想象力、培養(yǎng)“去偽存真”的科學意識，傳達嚴謹科學的學習態(tài)度，并適時對魔術進行簡單揭秘，拓寬了學生的視野，激發(fā)學生學習興趣和探索熱情。（3）體現(xiàn)“小實驗、大智慧”，蘊含著創(chuàng)造教育的因素。且成本低廉，易于普及。這些特點體現(xiàn)了核心素養(yǎng)的思想精髓。意在告訴學生，看似復雜的物體，其實都是由簡單的結構加工而成?？此撇豢伤甲h、變幻莫測的現(xiàn)象其實背后都是簡單的原理支持。要敢于解剖復雜事物，肢解復雜原理，鼓勵孩子勤于動手，挖掘資源，大膽發(fā)明創(chuàng)造，從而實現(xiàn)從物理走向社會。五、實驗教學目標（1）以中國古代魔術表演智慧為引入，激發(fā)學生的民族自豪感。（2）魔術表演的直觀感染力——新課引入?！八姟澳g和”斷電生光”魔術創(chuàng)設情境，用來引入新課，激發(fā)學生學習的興趣。（3）魔術的思考和跟蹤——落實“產生感應電流的條件”。創(chuàng)新融合中央財經頻道“是真的嗎？”節(jié)目，突破傳統(tǒng)的機械記憶模式，突出本節(jié)課的重點，突破本節(jié)課的難點。實驗教學內容（1）魔術1：“水生電”魔術。詳見視頻解析。（2）魔術2：“斷電生光”魔術。詳見視頻解析。（3）魔術3：線圈靠近磁鐵就能產生感應電流，讓二極管發(fā)光，這是真的嗎？詳見視頻解析。（4）魔術4：普通照明燈泡做切割磁感線運動就可以產生感應電流，這是真的嗎？詳見視頻解析。（5）魔術5：磁鐵繞上銅線就能產生感應電流？這是真的嗎？詳見視頻解析。實驗教學過程（一）教學流程概述（1）教師演示實驗，進行魔術表演，設置懸念，激發(fā)學生的好奇心，吸引學生的注意力，渴望獲取新知識。（2）隨著分組實驗的逐步開展，教師順勢對器材進行逐步拆解，提升學生的科學思維能力，動手能力及分析歸納總結能力。（3）學生根據(jù)所學內容對實驗原理進行解密，升華學生的科學推理能力。（4）利用所學內容，結合所需器材進行拓展延申，基于事實證據(jù)和科學推理的基礎上，培養(yǎng)學生提出創(chuàng)設性見解的品格和能力。（二）教學過程分解（1）魔術的直觀感染力——新課引入在導入部分，教材的引入相對單一，缺乏吸引力。因此利用魔術，制作出不可思議的現(xiàn)象。引起學生對其中蘊含奧秘的探索欲望，進而引入與其有關的概念規(guī)律。1）魔術1：“水生電”魔術——藍色的液體可以發(fā)電嗎？（如圖1、圖2）圖1圖2當燒瓶靜止，靈敏電流計沒有偏轉，晃動起來，靈敏電流計發(fā)生偏轉。從出示儀器到進行表演的全過程，都給學生以多方面的刺激，同時勢必會激發(fā)學生的思考。所需實驗器材：燒瓶，塑料管、塑料套、磁鐵、線圈，藍墨水、玻璃紙、導線、靈敏電流計。核心部件是搖搖棒的制作。采用略小于燒瓶直徑的塑料管，外面纏上線圈，里面加上磁鐵，兩端用塑料套封閉。燒瓶加上藍色墨水，將搖搖棒藏在燒瓶的瓶徑，外面用玻璃紙包裹，當晃動燒瓶，學生只能看見水的晃動，但是其實是管內磁鐵做相對運動，從而產生感應電流，靈敏電流計發(fā)生偏轉?！八姟蹦g的解密環(huán)節(jié)則放在學生體會切割的相對性實驗之后，對傳統(tǒng)切割的概念進行翻轉，并在此環(huán)節(jié)前后整合。目的是引導學生將搖搖棒運用到生活，自制“搖搖手電筒”，建立“學以致用”的科學理念，敢于利用所學知識發(fā)明創(chuàng)造。但是“搖搖手電筒”所需電流較大，因此為學生創(chuàng)造困難情境，引導學生對現(xiàn)有搖搖棒進行思維加工，學生自然想到從影響感應電流大小的因素入手，對現(xiàn)有困難進行有效改進，體現(xiàn)了戰(zhàn)勝困難與享受成功的情感價值。2）魔術2：“斷電生光”魔術——失去電源二極管還能發(fā)光嗎？（如圖3、圖4）圖3圖4將教材中的疑問用實驗的形式進行包裝，設置懸念。將電動機和二極管并聯(lián)，閉合開關，二極管發(fā)光，電動機轉動。將電源與用電器分離，搖動手柄，二極管重新發(fā)光。實驗器材有電源、開關、電動機、導線、發(fā)光二極管。同樣的磁鐵和線圈，電動機也可以作為發(fā)電機使用，展現(xiàn)了電生磁和磁生電的思維互逆性，以及事物之間的對稱性。“斷電生光”魔術的解密，則放在發(fā)電機的原理學習之后，學生自然可以說出其中的工作原理，同時為電磁感應在生產生活、軍事領域中的應用做銜接。（2）魔術的思考和跟蹤——“產生感應電流的條件”的應用直觀教學為學生提供了建立概念所必要的感性認識的材料。然而，確定事物與現(xiàn)象之間的因果關系，需要實踐與思考相結合。學生在學習了“產生感應電流的條件”后，對于“閉合電路”“部分導體”“切割磁感線運動”三個條件