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文檔簡介
第1章緒論1.1研究背景隨著第四次科技革命的進行,國家對科技創(chuàng)新型人才的需求量逐步擴大,傳統(tǒng)的板書教學(xué)已不再適應(yīng)信息化教學(xué)的需求,從而促使教育教學(xué)由傳統(tǒng)教學(xué)逐步向信息化教學(xué)轉(zhuǎn)型。國家需要全面發(fā)展的人才,不能只限制于紙上談兵,因此,核心素養(yǎng)這個概念越來越受到人們的關(guān)注,隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,二者的結(jié)合也越來越受到人們的關(guān)注REF_Ref27634\r\h[1]。隨著教育信息化的推進,教育教學(xué)強調(diào)學(xué)生德智體美勞全面發(fā)展,將教學(xué)目標(biāo)由三維改為核心素養(yǎng)目標(biāo)。物理學(xué)科作為基礎(chǔ)教育的重要組成部分,也需要圍繞核心思想進行教育改革。因為物理學(xué)科具有較強的抽象性和邏輯性,許多概念和規(guī)律難以理解,通過動畫模擬,虛擬實驗等信息技術(shù)將抽象的物理知識變的通俗易懂,幫助學(xué)生理解和掌握物理知識。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀從2016年教育部頒布的《教育信息化“十三五”規(guī)劃》中可以看出,隨著我國現(xiàn)代化信息技術(shù)和電子技術(shù)的不斷進步,信息化教學(xué)模式也從翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方法為主的基礎(chǔ)上慢慢開始了轉(zhuǎn)型REF_Ref27762\r\h[2]。2025年全國教育工作會議也部署了深入培養(yǎng)創(chuàng)新型人才,普及并深入教育信息化的措施。為響應(yīng)國家號召以及跟隨時代發(fā)展的腳步,目前,高中課堂正在研究將最新的科技成果和科技理念融入高中物理課程。目前教師經(jīng)常使用的投影儀、電腦、電子白板等方式就是一些在教學(xué)中易于使用的信息技術(shù)手段,為教學(xué)帶來了諸多方便,提高了教學(xué)效率REF_Ref27905\r\h[3];利用Flash動畫演示“平拋運動”,用Flash設(shè)計平拋運動的豎直和水平方向的運動,并在不同時刻的過程進行分析對比分析,能直觀觀察出平拋運動是水平和豎直方向上運動的合成,讓學(xué)生記憶深刻REF_Ref27977\r\h[4]。國外教育正在向數(shù)字化教育轉(zhuǎn)型,為積極應(yīng)對新的挑戰(zhàn),世界各國及相關(guān)組織紛紛出臺了數(shù)字化發(fā)展戰(zhàn)略,助推數(shù)字化轉(zhuǎn)型的實施REF_Ref28349\r\h[5]。德國于2016年要求學(xué)生們批判、獨立和創(chuàng)造性地使用數(shù)字媒體,深化其對技術(shù)的理解REF_Ref28411\r\h[6]。歐委會制定實施《數(shù)字教育行動計劃2021—2027》,在頂層設(shè)計和項目資金上全面支持教育數(shù)字化發(fā)展,并采取一系列舉措具體落實與推動教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型[7]。1.3研究目的與意義信息化教學(xué)研究的目的是提高教學(xué)效率,快速有效地傳遞教學(xué)內(nèi)容,方便教師在有限的上課時間內(nèi)傳授更多的知識。其意義在于利用信息技術(shù)可以優(yōu)化教學(xué)過程與效果,讓課堂內(nèi)容更具趣味性,拓展師生得學(xué)習(xí)的時間和空間,響應(yīng)信息化教學(xué)。利用多媒體,教師可以快速利用文字、圖片、音頻和視頻等信息,使學(xué)生在短時間內(nèi)獲得有價值的知識?;ヂ?lián)網(wǎng)等信息技術(shù)使教師能夠使用多種教學(xué)工具,豐富課程的開發(fā)和實施,并允許教師根據(jù)教學(xué)需要提供廣泛的學(xué)習(xí)內(nèi)容。利用豐富信息資源在虛擬現(xiàn)實(VR)和虛擬現(xiàn)實(AR)實驗中,學(xué)生可以切實體驗到知識的生成和發(fā)展,同時提高學(xué)習(xí)體驗,增強學(xué)習(xí)動機。在教學(xué)過程中,教師在講授物理理論要重視物理思維的學(xué)習(xí)方法或概念的構(gòu)成。通過將現(xiàn)代信息適當(dāng)?shù)丶{入物理課程,可以更好地利用互聯(lián)網(wǎng)更廣闊的虛擬空間,并為學(xué)生提供更多的教育資源。隨著信息化的進行,會為學(xué)生創(chuàng)造一個更全面的學(xué)習(xí)過程,提供更多的教學(xué)資源,并通過信息技術(shù),將直觀的物理實驗過程呈現(xiàn)在學(xué)生的整個學(xué)習(xí)過程中,從而提高他們的核心素養(yǎng),提高他們對現(xiàn)代信息技術(shù)的理解REF_Ref30589\r\h[8]。1.4研究內(nèi)容與方法1.4.1研究內(nèi)容本文從闡述核心素養(yǎng)下信息化教學(xué)的意義,分析信息化教學(xué)的研究現(xiàn)狀;提出核心素養(yǎng)下的高中物理信息化教學(xué)的有效策略;基于核心素養(yǎng)的高中物理信息化教學(xué)案例設(shè)計及分析,這三方面展開對核心素養(yǎng)下高中物理信息化教學(xué)的研究。主要解決構(gòu)建基于核心素養(yǎng)的高中物理信息化教學(xué)設(shè)計和探索信息化教學(xué)在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用策略,提高學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)兩個問題。1.4.2研究方法(1)文獻研究法在查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻的基礎(chǔ)上,對高中物理信息化教學(xué)的研究狀況及發(fā)展動向有了一個全面的認識,對核心素養(yǎng)有了更深刻的認識,為把核心素養(yǎng)、信息化與高中物理的教學(xué)設(shè)計結(jié)合起來,提供大體框架。(2)案例分析法結(jié)合高中物理“磁場磁感線”教學(xué)視頻,對信息技術(shù)在高中物理教學(xué)中的運用進行了分析與總結(jié),并對其在教學(xué)過程中存在的優(yōu)缺點進行了歸納,為改進本論文的教學(xué)策略和教學(xué)設(shè)計提供了支持。第2章信息化在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用策略2.1概念界定2.1.1信息化信息化是指一種信息技術(shù)得到了廣泛的運用,信息資源得到了很大程度的共享的狀態(tài),人類的智力潛能和社會的物質(zhì)資源潛能得到了最大程度的開發(fā)與利用REF_Ref7885\r\h[9]。也是在社會、經(jīng)濟、文化等各個領(lǐng)域廣泛應(yīng)用信息技術(shù),以提高效率、優(yōu)化資源配置、促進創(chuàng)新和提升競爭力的過程。利用信息化,能極大地提高教學(xué)效率,為教育的改革提供技術(shù)支撐。信息化是現(xiàn)代社會發(fā)展的必然趨勢,它深刻地改變了人類社會的各個方面,并將繼續(xù)推動社會向更高層次發(fā)展。2.1.2信息化教學(xué)信息化教學(xué)是指在教學(xué)過程中,將信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合,是提高教學(xué)質(zhì)量、優(yōu)化教學(xué)過程、達成核心素養(yǎng)目標(biāo)的一種教學(xué)模式。例如,我們可以利用Flash將圖像文字等結(jié)合起來展現(xiàn)較為流暢的動態(tài)效果來輔助講解抽象概念,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提升課堂的教學(xué)效率REF_Ref30851\r\h[10]。液晶教學(xué)觸摸一體機與投影儀相比有極大教學(xué)優(yōu)勢,能夠清晰地呈現(xiàn)文字等各種教學(xué)內(nèi)容,給師生帶來良好的視覺體驗,同時具備靈敏的觸摸屏增強了師生之間的互動性,使課堂更加活躍,讓教學(xué)內(nèi)容更加生動直觀。以上兩例均是信息技術(shù)與教學(xué)融合的體現(xiàn),說明了信息技術(shù)大大增強了教學(xué)的生動性,也展現(xiàn)了信息化教學(xué)的優(yōu)點。2.2教學(xué)策略分析教學(xué)策略是根據(jù)教學(xué)目標(biāo)制定的,并在教學(xué)過程中執(zhí)行的一系列計劃,根據(jù)既定的教學(xué)目的,將可獲得的教學(xué)資源與教學(xué)目標(biāo)相結(jié)合,對適合的教學(xué)方式進行適當(dāng)?shù)倪x擇,從而實現(xiàn)教學(xué)戰(zhàn)略的分析,為達成高效課堂提供有效方法REF_Ref31370\r\h[11]。在教育不斷發(fā)展變革的當(dāng)下,核心素養(yǎng)成為教育的重要指向標(biāo)。高中物理教學(xué)策略也需要緊跟時代步伐,借助信息化手段,培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。本文將從課前準(zhǔn)備,課堂講授以及課后鞏固與提升三方面來闡述信息化在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用策略。2.2.1課前準(zhǔn)備備好課是上一節(jié)好課的前提和基礎(chǔ)。教師要了解本節(jié)課的授課內(nèi)容,深入研究課程標(biāo)準(zhǔn),了解核心素養(yǎng)要求,分析教學(xué)重難點。登錄中國教研網(wǎng),觀看教授對高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)和教材的剖析,以及基于核心素養(yǎng)的提升的教學(xué)建議,對學(xué)業(yè)質(zhì)量檢測的分析,深入理解課程標(biāo)準(zhǔn),把握教學(xué)的大方向確立教學(xué)目標(biāo)。用Flash等軟件工具,把抽象的概念結(jié)合知識點本身特點,制作成動畫,使學(xué)生直觀感受并理解知識,豐富課堂內(nèi)容。分析學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況,通過線上學(xué)習(xí)平臺發(fā)布測試題,對學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握情況和對要學(xué)習(xí)內(nèi)容的情況進行調(diào)查,按照學(xué)生的學(xué)習(xí)水平進行安排教學(xué)內(nèi)容,確保前后知識的銜接,避免出現(xiàn)知識斷層現(xiàn)象,提高學(xué)生對知識的接受能力。通過國家智慧教育平臺等網(wǎng)站上獲取優(yōu)質(zhì)課件、教案、教學(xué)視頻等資源,借鑒網(wǎng)絡(luò)上的優(yōu)秀教學(xué)設(shè)計案例,根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)重難點并結(jié)合自己的教學(xué)風(fēng)格和學(xué)生實際情況,選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法,同時進行修改和完善教學(xué)過程設(shè)計,充分做好上課準(zhǔn)備。2.2.2課堂講授新課的引入是教學(xué)中重要的一步,一個好的引入可以迅速吸引學(xué)生的注意,讓他們的注意力集中在課堂上,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情REF_Ref31448\r\h[12]。教師可利用微視頻作為課堂導(dǎo)入,微視頻教學(xué)資源具有生動形象的畫面,能對學(xué)生進行多感官的刺激,降低抽象概念的理解難度,使課堂活動不枯燥乏味,能讓學(xué)生集中注意力于課堂REF_Ref31657\r\h[13]。上課環(huán)節(jié)是教學(xué)工作的中心環(huán)節(jié),在整個教學(xué)過程具有關(guān)鍵作用?。以下將圍繞物理觀念,科學(xué)探究,科學(xué)思維,科學(xué)態(tài)度和責(zé)任四方面來闡述信息化教學(xué)策略。利用多媒體、Flash等信息軟件,創(chuàng)設(shè)物理情境。高中物理知識用的物理概念和物理現(xiàn)象抽象,教師可利用多媒體資源創(chuàng)設(shè)物理情境,幫助學(xué)生建立物理觀念。將微視頻作為輔助課堂教學(xué)的教學(xué)資源,能將所陳述內(nèi)容的形象、精簡、直觀。例如,在講解“開普勒三定律”時,可通過播放天體的運動或物理學(xué)史的視頻,搭配視頻講解,將較抽象的定律直觀化,讓學(xué)生置身于宇宙世界中,學(xué)生更容易接受萬有引力的內(nèi)容。讓學(xué)生直觀感受宇宙的魅力,激發(fā)對萬有引力定律學(xué)習(xí)的興趣。利用Flash將微觀現(xiàn)象以圖像或動畫的形式展現(xiàn)出來,用正號代表正電荷,通過創(chuàng)建圖層,調(diào)節(jié)幀數(shù),利用補間動畫,呈現(xiàn)出電荷的定向移動的效果,讓學(xué)生直觀感受電流的產(chǎn)生,引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。借助虛擬實驗軟件,提升科學(xué)探究能力。部分學(xué)校因為時間,設(shè)備,材料等問題致使實驗難以開展或?qū)嶒炐Ч患?,虛擬實驗軟件可以解決這一問題。NB實驗室軟件是一款虛擬實驗軟件,其包括了初高中物理所有實驗,教師可以根據(jù)上課需要,選擇教學(xué)實驗,在工具欄選擇實驗儀器并進行組裝,這一過程教師和學(xué)生均可通過多媒體操作,既解決了實驗室問題,也增強了課堂師生的互動和趣味性,學(xué)生在自主操作、探究的過程中,深入理解實驗原理和方法。運用數(shù)據(jù)分析軟件,提升科學(xué)思維。運用傳感器、數(shù)據(jù)采集器等數(shù)據(jù)軟件,可以讓學(xué)生體驗在實驗中收集數(shù)據(jù),用信息技術(shù)處理數(shù)據(jù)的過程。在物理實驗中,學(xué)生可以使用傳感器收集數(shù)據(jù),通過輸入計算公式,電腦計算得出數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確率要高于手動計算,讓學(xué)生的思維集中在數(shù)據(jù)分析上,能讓學(xué)生在課堂的有限時間內(nèi),快速分析數(shù)據(jù),總結(jié)結(jié)論,理解物理定律。運用圖表繪制功能,根據(jù)需要的繪制圖像,選擇數(shù)據(jù),可以制作出比手動做圖更加準(zhǔn)確和美觀的圖像,學(xué)生能更好地理解數(shù)據(jù)所反映的物理規(guī)律,提升邏輯推理、分析歸納等科學(xué)思維能力。引入與物理相關(guān)的社會熱點問題,讓學(xué)生認識到物理知識對社會發(fā)展的貢獻,增強責(zé)任感。通過多媒體或者視頻展示科學(xué)家的生平事跡和研究歷程,如伽利略對自由落體運動的研究或引入物理學(xué)史,讓學(xué)生理解科學(xué)探索的艱辛,引起共鳴,增強社會責(zé)任感。同時,教師也需重視課堂互動,它能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性,同時幫助教師及時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,調(diào)整教學(xué)策略,營造課堂教學(xué)的積極氛圍,配合各項任務(wù)以達成全面落實核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)REF_Ref27762\r\h[2]。2.2.3課后鞏固根據(jù)艾賓浩斯遺忘曲線,及時復(fù)習(xí)可減緩遺忘速度,鞏固記憶,并且通過重復(fù)梳理知識,系統(tǒng)化知識結(jié)構(gòu),增強知識點間的關(guān)聯(lián),幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)課堂中未完全理解的部分,深化認知。因此,課后復(fù)習(xí)是學(xué)習(xí)過程中不可或缺的環(huán)節(jié)。用學(xué)習(xí)平臺幫助學(xué)生拓展學(xué)習(xí)空間,利用學(xué)習(xí)軟件,可以幫助學(xué)生反復(fù)學(xué)習(xí)并聯(lián)系課上沒有聽懂內(nèi)容,有助于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。學(xué)生在遇到問題時,可以交流軟件及時向教師求助,教師可以通過問題反饋全面地把握和掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)和學(xué)習(xí)情況,為后期調(diào)整教學(xué)設(shè)計和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容打下堅實的基礎(chǔ)REF_Ref32425\r\h[14]。2.3小結(jié)本章首先進行了概念界定,對信息化和信息化教學(xué)分別做了闡述,信息化是一種信息資源被廣泛應(yīng)用的狀態(tài),信息化教學(xué)則是將信息技術(shù)與教學(xué)相融合的教學(xué)模式,是信息化在教育界的具體表現(xiàn),同時也是信息技術(shù)在生活中應(yīng)用的體現(xiàn)。然后分析基于核心素養(yǎng)的信息化教學(xué)策略,從課前準(zhǔn)備,課堂講授,課后鞏固和提升三方面分析信息技術(shù)在教學(xué)過程中的教學(xué)策略,其中課前準(zhǔn)備從教材,學(xué)生,教法三個角度展開論述;課堂講授從課堂導(dǎo)入,核心素養(yǎng)的四個角度展開;課后鞏固和提升重在用信息技術(shù)建構(gòu)知識體系,鞏固知識,了解并體會物理與生活的聯(lián)系,培養(yǎng)社會責(zé)任感。多角度闡述信息技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用,展現(xiàn)信息技術(shù)與教學(xué)的融合,為信息化教學(xué)提供理論依據(jù)。第3章核心素養(yǎng)下高中物理信息化教學(xué)設(shè)計——以“磁場磁感線”為例在高中物理中,磁場相關(guān)知識是一大難點,對于學(xué)生來說,磁,在日常生活中接觸較少,沒有“電”的感覺直觀,所以對學(xué)生來說,“磁”是非常抽象的存在。雖然初中學(xué)習(xí)過有關(guān)磁的概念,因其抽象性,其理解難度和知識難度要高于多數(shù)學(xué)生的認知水平,可借用Flash的動畫制作功能,根據(jù)教學(xué)需要,制作出動畫,將抽象概念直觀化。有關(guān)磁的實驗難度較大,通過做實驗讓學(xué)生體會電與磁的關(guān)系較難實施,可以借助虛擬實驗軟件,彌補教學(xué)過程中因?qū)嶒灢槐銕淼娜毕?。選擇人教版新版必修三第十三章“電磁感應(yīng)與電磁波初步”的第一節(jié)“磁場磁感線”的原因是學(xué)生步入高中后首次接觸磁,打好基礎(chǔ),理解磁、磁場等的概念對之后學(xué)習(xí)非常重要,通過本節(jié)課對磁場磁感線的講解,能激發(fā)學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)磁知識的興趣和信心,有利于后續(xù)的學(xué)習(xí)與鞏固提升。3.1教學(xué)設(shè)計3.1.1教材分析高中物理人教版必修三中關(guān)于磁場磁感線的內(nèi)容是電磁學(xué)的重要基礎(chǔ)。教材通過生動形象的描述和實驗演示,讓學(xué)生認識到磁場存在的重要性。新課標(biāo)規(guī)定,要讓學(xué)生從實驗中感受到磁場的存在,并能用磁場來描述磁場,并能感受到物理模型在探究自然法則時所起的重要作用。學(xué)生需能用磁感線模型分析簡單磁場問題并得出結(jié)論,同時在分析論證過程中,能夠使用證據(jù)支持自己的觀點,培養(yǎng)科學(xué)探究能力和邏輯思維能力REF_Ref3647\w\h[15]。學(xué)生在接受義務(wù)教育的時候,已經(jīng)對磁現(xiàn)象和磁場進有了簡單認識,本節(jié)重點是要對圍繞著電流的磁場進行建模,為電磁感應(yīng)的學(xué)習(xí)建立一個科學(xué)的模型REF_Ref3719\w\h[16]。3.1.2學(xué)情分析初中時學(xué)生已接觸磁現(xiàn)象,會用磁感線描述磁場。通過電場知識的學(xué)習(xí),學(xué)生對“場”有了初步認識。經(jīng)過質(zhì)點模型等建構(gòu)過程,學(xué)生積累了選用合適模型解決問題的經(jīng)驗,能夠?qū)⒑唵螌嶋H問題轉(zhuǎn)化為物理模型,分析常見物理問題并得出解釋和結(jié)論REF_Ref3788\w\h[17]。許多磁現(xiàn)象較為抽象,大部分學(xué)生知道電與磁存在聯(lián)系,難以用普遍聯(lián)系的觀點看待它們的關(guān)系。而“場”這一概念本身較為抽象,從建構(gòu)物理模型到探究其本質(zhì)屬性的過程存在困難,理解場的物質(zhì)性對學(xué)生來說有一定難度。3.1.3教學(xué)目標(biāo)(1)物理觀念:知道磁場的物質(zhì)性。知道磁感線的概念和不同磁鐵的磁感線分布情況。會用安培定則判定磁場方向REF_Ref3912\w\h[18]。科學(xué)思維:通過分析不同磁鐵的磁感線分布特點,會用磁感線描述磁場,體會場模型在探索自然規(guī)律中的作用科學(xué)探究:通過通電導(dǎo)體和通電導(dǎo)線實驗,認識磁場間的相互作用,提升動手能力和解決問題能力??茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任:能列舉磁現(xiàn)象在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。了解我國古代在磁現(xiàn)象方面的研究成果及其對人類文明的影響。關(guān)注與磁相關(guān)的現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展。3.1.4教學(xué)重難點重點:理解電流的磁效應(yīng),能用安培定則判斷磁場的方向。難點:不同磁鐵的磁感線的分布,能用安培定則判斷磁場的方向。依據(jù)教材特點,教學(xué)要求和學(xué)生的認知水平確定本節(jié)課的教學(xué)重難點,學(xué)生在前四章學(xué)習(xí)了電的相關(guān)知識,對電有了系統(tǒng)的認識,但對磁較陌生。本節(jié)電流的磁效應(yīng)揭示了電與磁的聯(lián)系,是理解磁場本質(zhì)的起點,也是學(xué)習(xí)后續(xù)安培力,洛倫茲力的基礎(chǔ)。磁場需要用磁感線表示,磁感線將看不見摸不著的磁場轉(zhuǎn)化為可視的曲線,體現(xiàn)磁場的分布特點,也穿產(chǎn)磁知識學(xué)習(xí)的全過程,安培定則是通過電流方向判斷磁感線方向,解決電生磁的方向問題,貫穿磁場分析全過程。所以電流的磁效應(yīng),磁感線,安培定則為本節(jié)重點。學(xué)生充分學(xué)習(xí)了電學(xué)知識,對電場線的認識比較深刻,磁感線與電場線有相似之處,學(xué)生易混淆。安培定則的抽象性較高,需要多模型靈活切換,記憶與區(qū)分難度大。3.1.5教學(xué)方法講授法、實驗法、談話法。磁場、磁感線均為抽象概念,需通過教師系統(tǒng)講解,結(jié)合類比電場線知識幫助學(xué)生理解“場”的物質(zhì)性和磁感線的虛擬建模本質(zhì)。在條件允許的情況下,學(xué)生可以做分組實驗或者教師進行演示實驗,幫助學(xué)生理解,更容易接受和消化知識。3.1.6教學(xué)過程(一)導(dǎo)入新課:播放一段磁懸浮列車的視頻短片,展示磁現(xiàn)象在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用,引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,體會物理與生活的聯(lián)系。提出問題:磁體能夠在超導(dǎo)體上方懸浮,是什么力在起作用?生活中還有哪些與磁現(xiàn)象有關(guān)的實例?引導(dǎo)學(xué)生回答:磁懸浮列車、磁卡、電磁鐵等。分析:利用微視頻網(wǎng)站查找與磁現(xiàn)象有關(guān)的生活實例,篩選視頻,視頻內(nèi)容既要能體現(xiàn)磁在生活中的應(yīng)用,讓學(xué)生直接感受到磁與生活的聯(lián)系,又要生動有趣,不枯燥講解,達到課堂導(dǎo)入的目的與效果。(二)新課教學(xué):1.教師做演示實驗,將鐵球置于條形磁鐵周圍,觀察鐵球被吸引的現(xiàn)象。教師提問:鐵球和磁鐵沒有接觸,為什么鐵球會被吸引?引導(dǎo)學(xué)生思考,師生總結(jié)得出結(jié)論,磁體之間的相互作用是通過磁場實現(xiàn)的。接著復(fù)習(xí)磁場的概念,磁場的物質(zhì)性,可以通過對其他磁體、電流或運動電荷的作用來體現(xiàn)其存在。通過播放奧斯特實驗的視頻,讓學(xué)生觀察小磁針偏轉(zhuǎn)情況。教師總結(jié):磁針偏轉(zhuǎn)是因為通電導(dǎo)線周圍存在磁場。2.老師提出問題:在磁場的作用下,磁鐵和磁鐵可以相互影響,而奧斯特實驗也證明了在電流附近存在著一個磁場。那么,磁鐵與電流、電流與電流之間,是不是也存在著磁場?教師打開NB實驗室軟件,選擇高中物理必修三電與磁板塊,教師進行演示實驗,或挑選學(xué)生進行演示,教師在旁提示。實驗1:選擇蹄形磁鐵、電池組、導(dǎo)線進行組裝,如圖3.1所示,使磁鐵中間的導(dǎo)線與電池接通,觀察實驗想象,后調(diào)整磁鐵磁極,再次觀察實驗想象。實驗觀察到,當(dāng)導(dǎo)線通入電流后導(dǎo)線做切割運動,轉(zhuǎn)換蹄型磁鐵的磁極,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線向相反方向做切割運動。圖3.1磁體對通電導(dǎo)體產(chǎn)生作用力實驗2:選擇兩端固定的導(dǎo)線組裝儀器、導(dǎo)線、電池組進行組裝,如圖3.2所示,在其中通入方向一樣的電流,其余兩條導(dǎo)線通入方向相反的電流,觀察實驗。實驗觀察到,通入同向電流,兩根導(dǎo)線向斥,同入反向電流,兩根導(dǎo)線相互吸引。提問學(xué)生實驗原理,教師進行輔助分析,總結(jié)出磁體對通電導(dǎo)線之間和通電導(dǎo)線之間因為相互作用力產(chǎn)生的作用效果,通過以上實驗,學(xué)生體會到磁體與磁體之間,磁體與通電導(dǎo)體之間,通電導(dǎo)體與通電導(dǎo)體之間的相互作用是通過磁場產(chǎn)生的。圖3.2兩條通電導(dǎo)體之間發(fā)生相互作用3.回顧電場線的概念,通過回顧電場線的特點引入磁感線的概念。利用Flash動畫展示不同磁鐵的磁感線分布,如圖3.3-3.4所示,類比用電場線描述電場引入用磁感線描述磁場。圖3.3條形磁鐵磁感線圖3.4蹄形磁鐵磁感線老師再問:“細心地觀察磁體磁感線的分布情況,你們能不能從中找出磁感線的分布規(guī)律?”通過對實驗結(jié)果的分析,學(xué)生得出結(jié)論:磁感線由磁體N極引出,最后返回S極。教師對此進行了補充和歸納:磁感線其實就是一條封閉的曲線.在磁鐵外側(cè),磁感線由N極到S極;在磁鐵內(nèi),磁感線由S極到N極,這是一條直線。磁場強度由磁場強度的大小反映出來。磁感線的分布密度愈大,其磁場強度也愈大;反之,磁感線愈稀疏,則磁場愈微弱。4.教師提問:“我們既然知道電流周圍有磁場,那如何判斷電流的磁感線方向?”教師展示用Flash制作的直流電線分布,如圖3.5所示,同時教師帶領(lǐng)學(xué)生分析磁場方向,講解安培定則。教師可在講臺上放置鐵架臺,將直導(dǎo)線垂直固定在鐵架臺上,導(dǎo)線下方放置小磁針,使其可以在水平面轉(zhuǎn)動。導(dǎo)線通入電源,讓學(xué)生觀察小磁針的偏轉(zhuǎn)情況。觀察實驗現(xiàn)象,小磁針以導(dǎo)線為中心的同心圓排列,說明直線電流周圍的磁場是以導(dǎo)線為中心的同心圓。老師先給大家演示了安培定則,用右手拿著通電的直線,拇指指向電流的方向,四指指向磁感線的圓周方向。圖3.5直線電流磁感線分布圖3.6環(huán)形電流磁感線分布教師展示用Flash制作的環(huán)形電流磁感線分布,如圖3.6所示,通過Flash繪制出的環(huán)狀電流磁感線的分布圖,并對磁感線的方向進行了說明,并將其理解為由多個小段的線電流構(gòu)成,并與線性電流場判定法相結(jié)合,得到了環(huán)狀電流的特征:從圓環(huán)的一端向四周發(fā)散,然后在圓環(huán)的另一端匯合,構(gòu)成一個封閉的環(huán)狀曲線。由安培定則判定:四根手指的彎曲方向與線圈中的電流相同,拇指指向的地方即為磁場。圖3.7通電螺線管磁感線分布用Flash演示了通電螺線管中磁感線的分布情況,并以圖3.7為例說明利用安培定律判定螺線管磁感線的方向:用右手握住螺線管,四指對著電流,拇指所指之處即為螺線管內(nèi)磁感線的方向(外電場由N極到S極)。拓展安培分子環(huán)流假說,讓學(xué)生理解什么磁體本身也具有磁場,磁場不僅由電流產(chǎn)生,物質(zhì)內(nèi)部的分子電流也會產(chǎn)生磁場。展示磁鐵在生活生產(chǎn)中的應(yīng)用,物理與生活的聯(lián)系,介紹磁懸浮列車的原理,讓學(xué)生感受科技的魅力,增強社會責(zé)任感。課堂小結(jié)引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容,包括磁場的概念、磁感線的定義與特點、電流的磁效應(yīng)等。強調(diào)類比法、實驗探究法在學(xué)習(xí)中的重要性,鼓勵學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)中多運用這些方法。幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識,提升學(xué)習(xí)方法的掌握程度。做課后習(xí)題,檢驗學(xué)生對本節(jié)課知識的掌握程度,及時反饋和糾正學(xué)生的學(xué)習(xí)偏差。布置一些與磁感線相關(guān)的課后練習(xí)題,鞏固學(xué)生對知識的理解。建議學(xué)生查閱資料,了解磁現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用。3.2教學(xué)反思通過多媒體展示、實驗探究、類比教學(xué)等多種教學(xué)方法,較好地實現(xiàn)了教學(xué)目標(biāo)。學(xué)生對磁感線的概念和分布規(guī)律有了較為清晰的認識,科學(xué)探究能力和科學(xué)態(tài)度也得到了一定的培養(yǎng)。在教學(xué)過程中,應(yīng)更加注重學(xué)生的自主探究,給予學(xué)生更多的時間進行實驗操作和討論,提升學(xué)生的創(chuàng)新思維和解決問題的能力。對于磁感線的三維分布特點這一難點,可以進一步通過實物模型和多媒體動畫進行展示,幫助學(xué)生更好地理解和掌握。通過以上教學(xué)設(shè)計,結(jié)合信息技術(shù)手段,能夠有效提升學(xué)生對磁場磁感線的理解,同時培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)探究能力和科學(xué)態(tài)度。3.3小結(jié)根據(jù)課標(biāo)要求,教材及學(xué)情分析,確定教學(xué)目標(biāo)。利用信息技術(shù)處理數(shù)據(jù),分析學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生實際情況,確定教學(xué)重難點。通過網(wǎng)絡(luò)上的視頻教學(xué)資源,結(jié)合自身教學(xué)習(xí)慣設(shè)計教學(xué)過程,對于抽象概念,通過視頻和Flash動畫進行輔助教學(xué),使學(xué)生更容易理解和接受新概念。通過帶領(lǐng)學(xué)生分析不同通電導(dǎo)體的磁感線分布,鍛煉學(xué)生的思維和思考能力。利用NB實驗室彌補無法進行線下實驗演示的不足,讓學(xué)生在探究實驗的過程中,提升其動手能力和思維訓(xùn)練能力。在導(dǎo)入和小結(jié)中,引入生活與物理的聯(lián)系的相關(guān)視頻與圖片,讓學(xué)生體會到所學(xué)知識在生活生產(chǎn)中的應(yīng)用,培養(yǎng)其社會責(zé)任感,布置課后作業(yè)鞏固所學(xué)知識。在教學(xué)過程中,充分利用信息資源,落實基于核心素養(yǎng)的課堂教學(xué),體現(xiàn)教學(xué)策略在教學(xué)過程中的應(yīng)用。第四章總結(jié)與展望4.1總結(jié)本文通過查閱國內(nèi)外文獻,了解信息化教學(xué)現(xiàn)狀,分析了研究的目的和意義,對信息化和信息化教學(xué)進行概念界定,從課前準(zhǔn)備、課堂講授以及課后鞏固三方面來闡述信息化教學(xué)策略在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用。以人教版必修三第十三章“電磁感應(yīng)與電磁波初步”的第一節(jié)“磁場磁感線”為例設(shè)計基于核心素養(yǎng)的高中物理信息化教學(xué)設(shè)計,闡述了信息化教學(xué)策略在物理教學(xué)中的應(yīng)用。由于條件限制,該教學(xué)設(shè)計未能在課堂實施,教師與學(xué)生的互動的合理性還有所欠缺,對于Flash等信息技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用還有待研究與驗證。4.2展望本研究不僅有助于提升學(xué)生的綜合素質(zhì)和科學(xué)素養(yǎng),還可以優(yōu)化教學(xué)效果,幫助教師的專業(yè)發(fā)
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