教学设计之《互感和自感》

李帖 余欢

本节内容是电磁感应现象在技术中的应用，也是学生在认知上对电磁感应现象的进一步巩固和深化。教材对知识内容的呈现是以互感的简单介绍开始的，而作为重点的通电自感及断电自感两种自感现象是以演示实验结合理论介绍的方式展开讨论的。

在本节课的教学设计中，将自感安排在互感之前学习，并以实验设计、现象预设、实验验证、理论解释的实验探究、小组合作学习的方式组织课堂活动，也作为突出重点、突破难点的手段。

教学目标

1.学生经历明确目的、设计实验、预测现象、实验观察、理论解释的实验探究过程，认识自感现象，并理解自感现象形成的物理本质，同时提升学生科学探究的学科核心素养。

2.通过实验方案的设计与体验，激发学生学习的兴趣，培养学生学以致用的学习态度。

3.学生自主学习，知道自感电动势大小的决定因素，知道自感系数的决定因素，知道互感现象，了解互感的应用与防止。

4.通过了解互感和自感的应用和防止，体会物理知识与技术的融合之美。

教学重难点

教学重点：自感现象产生的原因及特点。

教学难点：应用楞次定律结合右手螺旋定则分析自感现象。

教学方法

实验探究、演示实验、合作交流、自主学习。

教学用具

通电断电自感演示仪、可拆卸变压器线圈、导线、学生电源、白炽灯泡、多媒体课件。

教学过程

环节1：教学引入及复习（培养学生观察现象、解决问题及语言表达能力）

教师引入：（1）课件展示磁铁插入线圈（线圈已与灵敏电流计相连）、磁铁进入铁管的动态图，让学生分析产生现象的原因;（2）询问学生解决问题时所运用的规律。

引导复习：楞次定律、右手螺旋定则、法拉第电磁感应定律的内容。

环节2：明确任务（明确课堂目的，为后续实验设计及验证的环节做准备）

教师讲述：（1）之前我们着重学习了磁铁引起的变化的磁场与线圈的相互作用，本节课我们将着重探讨电流变化引起的变化的磁场与线圈的相互作用。（2）为将研究简单化，我们本节课仅研究直流电路中，通电或断电的瞬间，线圈会对电流有什么样的作用？

环节3：小组合作探究：通电自感的开放性实验设计（培养学生表达自己的意识、合作学习的素养以及实验探究的意识与能力）

教师讲述：请同学们以小组为单位，自行设计实验，用以观察和探究直流电通电瞬间，线圈对电流的作用。（1）教师引导学生，进行实验设计的细化思考。（2）细化思考而问题有：A.需要哪些实验器材？B.线圈是串联还是并联接入电路？C.用什么电路元件可以较为明显的反映线圈对变化电流的作用效果？D.是否需要对照实验？如何设置？

环节4：实验设计讲评（培养学生表达自己、交流探讨的意识，并且在优化设计方案的过程中，培养学生严谨求实的科学态度）

教师活动：（1）与各个小组交流、探讨，优化各个小组的实验设计。（2）邀请部分小组在黑板上展示自己小组的设计方案。（3）进行各小组设计方案的点评。评价的方式包括师生交流和生生互评;评价的内容包括：设计思路的可行性、操作的简洁程度、优化的建议等。

环节5：通电自感的限定性实验（培养学生表达自己的意识、合作学习的素养以及实验探究的意识与能力）

教师讲述：（1）限定器材，各小组重新进行实验设计;（2）限定的器材为：直流电源、导线、开关、线圈、滑动变阻器、灯泡。

环节6：通电自感实验设计的再次讲评（培养学生表达自己、交流探讨的意识并且在优化设计方案的过程中，培养学生严谨求实的科学态度）

教师活动类似环节4。得出最终的实验电路。

环节7：预测实验现象（培养学生运用所学知识分析问题的能力）

教师引导：请同学们根据所学知识预测开关闭合瞬间的实验现象。

环节8：实验验证与现象解释（培养学生的实验观察能力、从理论角度解释实验现象的能力、用图像描述问题及现象的意识与能力）

教师活动：（1）运用通电断电自感演示仪为学生演示通电自感现象;（2）请同学们判断实验现象与自己的预测是否吻合，并运用所学知识解释实验现象;（3）教師对学生的理论解释做以评价;（4）请同学们画出通电后，小灯泡A1、A2的电流时间图像（作为巩固理解、突破难点的手段）。

环节9至环节14所设计的断电自感教学环节与通电自感的教学环节类似，在此不再赘述。

环节15：小结实验探究（帮助学生形成问题研究的宏观思路和方法，培养学生的科学探究素养）

教师活动：请同学们思考，从整体总结的思路出发，我们在研究电流变化引起的变化的磁场与线圈的相互作用时，运用了什么样的思路方法？

学生活动：思考、总结、回答，得出实验研究的步骤为：明确研究目的、设计实验、预测现象、实验验证、理论解释。

环节16：总结自感现象（培养学生总结、提升的意识与能力）

着重从电流和能量两个角度交流、探讨、理解自感线圈的阻碍作用，并且在教师的引导下让学生提出自感电动势、表达式、自感系数大小的决定因素，教师给出自感系数的单位。

环节17：自主学习互感现象（培养学生获取信息、总结提取的能力）

自主学习，总结、获得互感的定义;教师提供文字阅读材料，学生自主阅读，提取信息，了解互感现象的应用以及危害与防护。

后记：本节课在教材的设定下是一节验证性的规律应用课，为了培养学生的创造性思维，特采用了本教学设计，课堂实践效果很好！作为一块拙玉，望批评指正！

编辑 温雪莲