本站原创摘 要 ：物理学是一门实验科学,开展实验探究教学不仅能为学生提供丰富的感性认识,为思维加工提供大量素材,而且也能为学生能力的培养创造良好条件.根据学生的认知规律,依据探究教学的原则,以《电流的磁场》设计了突出探究教学为宗旨,能充分体现知识的产生、形成和发展过程的课堂教学.
关 键 词 ：电流的磁场；探究教学；教学设计
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2013）1（S）-0071-3
《电流的磁场》是初中物理（苏科版几年级下册[2009年8月第2版]）第十六章《电磁转换》第二节的内容.本节课的任务是通过实验,体验和探究通电直导线和通电螺线管周围的磁场.学生在课前已掌握磁极之间的相互作用规律、磁场的基本性质、条形磁铁周围的磁场分布等相关知识,并具备电学实验的相关操作技能.
本节课是在学生学完磁铁周围的磁场基础上,进一步学习的电流的磁场,要突出的重点是通电螺线管的磁场.本课的教学方法是通过实验探究并与条形磁铁磁场进行对比,帮助学生理解.要突破的难点是判别通电螺线管周围的磁场方向,概括出有手螺旋定则.
本设计重视学生科学情意的教育,能激发学生积极探索的,特别是通过让每位学生自己绕制螺线管,借助实物,结合多媒体动画,实现对有手螺旋定则深入的了解,在探究的过程中培养学生的各种能力.
教师实验器材
电磁铁、电源、导线、开关、铁钉、两个小磁针、直导线、条形磁铁、细线、白色圆筒.
学生实验器材
两节干电池组成的电源、开关、两个小磁针、导线（包括两根带夹子的）、直导线、铜丝、铁棒、小铁钉.
1.展示问题模型,引导学生猜测出通电导体周围存在磁场
教师要学好物理,首先要学会观察和思考,先来看一个实验：我手上拿着一个元件.它是由缠有铜丝的塑料筒和铁棒组成,让铁钉靠近它,铁钉没有被吸引,当把它连接在电路中通上电流,再让铁钉靠近它,同学们发现了什么?断开开关,又看到了什么?在日常生活中,磁铁周围是存在磁场的,请问这是磁铁吗?
教师什么物体周围和磁铁一样也存在磁场呢?请同学猜测一下.
目的锻炼学生观察问题、表达问题、对比、猜测能力.
2.用所给器材设计实验,探究通电直导线周围存在磁场
教师好,今天就跟大家一起来学习电流的磁场（引入课题）.
通电的直导线周围存在磁场吗?你会设计什么样的实验证明呢?
引导得出：连接电源、开关、导线,把小磁针放在导线周围,闭合开关,观察小磁针是否发生偏转.若发生偏转,则说明通电导线周围存在磁场；若没有偏转,则说明它周围不存在磁场.
教师（看课件,图1）为了让实验效果更好一些,实验中让小磁针离导线近一些,同时注意开关闭合的时间不要太长.
学生开始实验.
教师你们的小磁针是顺时针还是逆时针偏转的呢?
教师请两组同学来对比实验,找找偏转方向不一样的原因.
教师（看课件,点击,如图2）通过这两次实验,大家得出什么结论?
学生回答后再板书：
通电直导线周围存在磁场,且电流磁场的方向与电流的方向有关.
教师这是丹麦物理学家奥斯特在1820年发现的,它揭示了电与磁的联系和磁现象的电本质,为物理学的发展开辟了一个新的领域.这个实验我们称为奥斯特的发现.
目的锻炼学生创新意识,实验设计、实验探究、实验动手能力.
3.探究通电螺线管外部磁场分布
教师发现通电直导线周围存在磁场后,许多物理学家就致力于这方面的研究,因为它的磁性很弱,远没有达到人们的要求.人们在不断的实践中发现如果把导线绕在圆筒上,就成了螺线管,也叫线圈.通电后的螺线管有什么价值呢?接下来大家一起探究通电后的螺线管周围的磁场.先回顾一下条形磁铁周围磁场的探究过程（看课件,如图3）,分两步：一是探究磁场的分布,二是探究磁场的方向.那通电螺线管外部磁场的分布又该怎样探究呢?
教师很好.再跟大家一起探究通电螺线管周围的磁场分布,请大家仔细观察（看课件,如图
4.播放探究通电螺线管周围的磁场分布视频）.
教师通电螺线管周同的磁场分布与什么物体周围的磁场分布相似?
目的锻炼学生知识迁移能力.
4.绕制螺线管.用小磁针探究通电螺线管的N、S极
教师很棒.与条形磁铁相似,同学们手中有一根细铜丝,把它缠绕在圆筒上,就做成一个螺线管,为增强它的磁性,我们把它缠绕在铁棒上,看看有几种绕法.
教师请同学画出相应的绕法示意图.
教师条形磁铁周围的磁场是有方向的,那通电螺线管周围的磁场方向是怎样的呢?若能判定出它的N、S极,就可解决这个问题.现在给螺线管通上方向不同的电流.给同学们两个小磁针,请你探究出这四种情况下,通电螺线管的N、S极.
教师探究前先回答这样几个问题：
（1）如何判断小磁针的N、S极,且红色的一端是小磁针的什么极?
（2）小磁针分别放在通电螺线管的什么位置?如何根据小磁针磁极判断螺线管A、B端各是N极还是S极?
教师实验前有一些注意事项（课件,如表1）.
教师好,接下来进行小组实验,第一小组探究第一张图,第二小组探究第二张图,第i小组探究第三张图,第四小组探究第四张图.
学生进行实验（放点轻音乐）,如图5.
教师请同学汇报结果.仔细观察我们的文验结果,同学们发现通电螺线管周围的磁场方向与什么有关?
学生磁场方向与线圈的绕法和线圈中的电流方向有关.
教师通过实验探究可以得出什么结论?
学生回答后板书：
通电螺线管周围的磁场与条形磁铁的磁场相似且磁场方向与线圈的绕法和线圈中的电流方向有关.
目的锻炼学生合作交流、实验探究、实验操作的能力.
5.掌握安培定则
教师若每次都要通过小磁针来确定磁场方向,太麻烦!我们探究得出了通电螺线管的N、S极.有没有什么快捷方便的方式把它和线圈中的电流方向结合起来呢（留一些时间给学生思考,再介绍安培定则）?
物理学家安培,总结出安培定则（右手螺旋定则）：用右手握住螺线管,让四指弯曲且与螺线管中的电流方向一致,则大拇指所指的那一端就是通电螺线管的N极.
这是什么意思呢?请同学们伸山右手一起来操作一下.手有两种握法,正握和反握,配合四张图,练习一下.
教师再做两道练习（根据动画模拟加深认识）.
教师请同学们完成学案上的习题.
6.通电螺线管应用于生活
教师绕在铁棒上的通电螺线管在生活中有什么用处呢?来看一段视频,看我们是否也研制出了电磁起重机?同学们用刚才缠绕好的通电螺线管试一试.
教师通电螺线管在生活中还有哪些应用呢?如果让你来将通电螺线管应用于生活,你会设计在哪些领域呢?
目的让学生感知到物理来自于生活,也应用于生活.
本节课是在已有的电学知识和简单的磁现象知识基础上展开的,将电和磁联系起来,这是初中物理电磁学部分的一个重点.也是可持续发展的物理学习的必要基础.
本节课主要包括三个重要的知识点：通过实验探究得出通电直导线周围存在磁场；通过实验（8）探究通电螺线管的磁场：会应用安培定则.
这是一节内容较多、难度较高的课.初三学生的心智较为成熟,认知水平比起刚接触物理时有了很大提高,分析问题、解决问题的能力电很强,但他们不爱主动表现自我,需要教师积极、灵活的调动和引导.同时,学生的动手能力也要培养,但要让学生先通过实验前的讨论,明确实验目的后再动手操作,探究才会做到更高效.