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【大单元整体教学】物理学北师大版（2024）9年级上册
第14章 电与磁
课题 14.3.1电流的磁场（第一课时）
课型 新授课 √ 复习课 试卷讲评课 其他课
1.教学内容分析 本课时是“电与磁”单元的关键衔接点，以奥斯特实验为核心引入“电流的磁效应”，打破了电与磁相互独立的传统认知，揭示了电生磁的联系；同时通过铁屑与小磁针实验探究直线电流周围的磁场分布（垂直于导线平面内呈环形分布），明确磁场方向与电流方向的关联。内容既承接了前序 “磁场、磁感线” 的知识，又为后续电磁铁、电磁继电器的学习奠定实验与概念基础，体现了物理学科“现象—规律—应用”的研究逻辑，以及科学发现中“偶然现象到必然规律”的探究过程。
2.学情分析 学生已掌握磁场、磁感线的基本概念，具备初步的实验观察与归纳能力，但对 “电可以产生磁” 的关联认知是全新的，需通过实验建立直观感知；直线电流磁场的环形空间分布具有抽象性，学生的空间想象能力不足，易对磁场的方向与电流方向的对应关系产生混淆；同时，学生对科学史中 “奥斯特实验的偶然发现” 缺乏体验，需借助情境激发对科学探究偶然性与必然性的理解。
3.学习目标确定与教学重难点 课标摘要： （二）运动和相互作用 2.4电和磁 2.4.1观察摩擦起电现象，了解静电现象。了解生产生活中关于静电防止和利用的技术。 例1举例说明生活中的静电现象。 例2查阅资料，了解静电防止和利用的常用方法。 2.4.2通过实验，认识磁场。知道地磁场。 例3查阅资料，了解我国古代指南针的发明对人类社会发展的贡献。 2.4.3通过实验，了解电流周围存在磁场。探究并了解通电螺线管外部磁场的方向。了解电磁铁在生产生活中的应用。 2.4.4通过实验，了解通电导线在磁场中会受到力的作用，并知道力的方向与哪些因素有关。 课标分析： 依据义务教育物理课程标准，学生需 “通过实验认识电流的磁效应，了解直线电流周围磁场的分布特点”。强调以奥斯特实验、直线电流磁场探究为载体，培养科学探究中的观察、归纳能力，掌握转换法（用小磁针/铁屑感知电流的磁场）、控制变量法（改变电流方向观察磁场变化）的应用；同时体会电与磁的相互联系，认识科学发现的过程价值，落实 “物理观念、科学思维、科学态度与责任” 的核心素养培养。 学习目标： 物理观念：知道电流的磁效应，掌握直线电流周围磁场呈环形分布的特点，明确磁场方向与电流方向有关。 科学思维：学会用转换法感知电流的磁场，通过实验现象归纳电与磁的关联规律，提升抽象思维与逻辑推理能力。 科学探究：能参与奥斯特实验、直线电流磁场分布的探究，规范操作实验器材，准确记录实验现象并分析磁场的分布与方向特点。 科学态度与责任：体会奥斯特实验在物理学发展中的里程碑意义，养成严谨的实验观察习惯，激发对电与磁相互联系的探究兴趣。 重点： 电流的磁效应。 直线电流周围磁场的分布特点。 难点： 理解直线电流磁场的环形空间分布。 辨析电流方向与磁场方向的对应关系。
4.教学评价 评价维度具体内容学科知识评价概念理解：考查电流的磁效应、直线电流磁场环形分布特点 知识应用：考查解释通电导线旁小磁针偏转及方向变化的能力小组合作评价小组讨论：观察参与度、倾听尊重表现 合作任务：评估实验分工协作、成果准确性及成员贡献项目评价项目规划：考量实验计划、器材安排合理性 项目实施：观察操作规范、应变及沟通能力 项目成果：评价报告的现象描述、分析深度及结论合理性
5.学习活动设计
教师活动 学生活动 设计意图/学习评价
任务一：激趣导入
播放《猫和老鼠》的趣味动画片段，提出：锤子在什么情况下被吸起？引导学生思考电与磁的联系。 回顾“磁场对磁体有力的作用”的知识，展示“导线沿南北方向架在小磁针上方” 的实验装置示意图，提问：“当导线中通短时间强电流时，小磁针会有什么变化？改变电流方向后，又会出现什么现象？这些现象能说明什么？ 学生观看动画片段，结合问题进行思考与猜想，对电与磁的关联产生探究兴趣。 学生结合已有磁场知识，对小磁针的运动情况进行猜想。 学生带着“现象背后的原因”进入新知探究，激发探究欲。 通过经典动画创设趣味情境，激发学生的学习兴趣，为后续探究电与磁的联系搭建认知桥梁。 通过旧知铺垫创设认知情境，用直观的实验现象制造认知冲突，契合 “科学探究” 中 “基于现象提出问题”的目标。
任务二：电流的磁效应
1.奥斯特实验 讲解历史背景：“1820 年奥斯特打破‘电与磁互不相关’的传统认知，发现了电与磁的联系，这是物理学史上的里程碑”，展示奥斯特画像，强化学生对科学史的认知。 组织“课堂小实验一”：指导学生分组搭建实验装置（导线南北向架在小磁针上方），通短时间强电流，强调操作规范（避免长时间通电），提问：小磁针转动说明什么？磁针受力又能推导什么结论？ 引导学生小组讨论，逐步归纳出“通电导线周围存在磁场”的结论一。 组织“课堂小实验二”：指导学生改变电路中电源正负极（改变电流方向），观察小磁针偏转方向的变化，追问：偏转方向改变说明磁场有什么特点？ 总结电流的磁效应定义，板书核心结论：①通电导线周围存在磁场（电流的磁效应）；②磁场方向与电流方向有关。 呈现电流磁效应相关的训练题，引导学生结合实验方法与应用实例答题。 2.直线电流周围的磁场分布 基于奥斯特实验结论，提问：“通电导线周围存在磁场，那磁场是怎么分布的？” 引出 “科学窗”内容。 组织学生分组进行两个操作实验：①操作一：将直导线竖直穿过水平纸面，在纸面上放置小磁针，通电流后观察小磁针 N 极指向；②操作二：在导线周围纸面均匀撒铁屑，轻敲纸面，观察铁屑分布。 展示直线电流磁场的磁感线分布图示（环形、箭头方向），引导学生对比实验现象与图示，总结：“垂直于导线的平面内，磁场呈环形分布”。 指导学生改变电流方向，重复操作一，观察小磁针 N 极指向变化，强化“磁场方向随电流方向改变”的结论。 板书核心规律：直线电流周围磁场→环形分布，磁场方向与电流方向相关。 呈现直线电流周围磁场的判断选择题，引导学生实验现象与结论作答，理解磁场分布与方向变化的规律。 学生倾听科学史讲解，体会实验的历史意义。 学生分组规范完成两次课堂小实验，记录实验现象（小磁针是否偏转、偏转方向与电流方向的关联）。 学生参与小组讨论，基于 “力是物体间的相互作用” 推导 “小磁针偏转→受到磁场力→通电导线周围有磁场” 的逻辑链。 学生对比两次实验现象，归纳磁场方向与电流方向的关系，记忆电流的磁效应定义。 学生结合电流磁效应的知识完成作答，并巩固对知识点的理解。 学生带着问题参与实验，按规范完成操作一和操作二，记录小磁针 N 极指向和铁屑排列形态。 学生对比不同位置小磁针的指向，发现 “环形分布” 的特点。 学生改变电流方向后再次实验，验证磁场方向的变化。 学生结合图示理解抽象的磁感线分布，将实验现象与理论规律对应。 学生结合直线电流磁场的实验结论完成答题，巩固对磁场特点的认知。 通过科学史渗透培养 “科学态度与责任”；两次分组实验让学生亲身体验 “现象 — 推理 — 结论” 的过程，落实 “科学探究” 目标；讨论环节强化 “转换法”（用小磁针偏转间接感知磁场）的应用，提升 “科学思维” 中的逻辑推理能力，同时达成 “物理观念” 中 “知道电流的磁效应” 的要求。 通过即时训练巩固电流磁效应的核心知识，提升知识掌握与运用能力。 通过“操作—观察—对比—总结”的探究流程，让学生从直观（铁屑、小磁针）到抽象（磁感线）理解磁场分布，落实 “物理观念”中“掌握直线电流周围磁场呈环形分布”的目标；分组实验培养规范操作和数据记录能力，契合“科学探究”要求；图示辅助突破抽象难点，提升学生 “科学思维” 中的抽象思维能力。 通过即时训练巩固直线电流磁场的分布与方向变化特点，提升学生知识掌握与应用能力。
6.板书设计
7.特色学习资源分析、技术手段应用说明 （1）特色学习资源：实验资源：复刻奥斯特实验的器材、直线电流磁场探究套装，让学生亲手重现经典实验，直观感知电生磁的现象；科学史资源：奥斯特实验的发现历程资料，结合实验情境还原 “偶然发现到深入探究” 的过程，增强知识的人文内涵；生活资源：简易电磁铁雏形，关联电流磁效应的生活应用，提升知识的实用性感知。 （2）技术手段应用：利用3D动画演示直线电流周围磁场的环形空间分布，动态展示电流方向改变时磁场方向的变化，帮助学生建立空间认知，突破抽象难点；通过投屏技术实时展示学生实验中的小磁针偏转、铁屑排列情况，便于全班分析交流，提升实验探究的互动效率。
8.教学反思与改进 本节通过奥斯特实验的动手操作有效激发了学生的探究兴趣，但部分学生对直线电流磁场的环形空间分布仍缺乏清晰认知，电流方向与磁场方向的对应关系辨析不够深入；科学史的融入虽丰富了情境，但对 “偶然发现背后的科学探究精神” 挖掘不足。后续教学可增加 “电流方向与磁场方向” 的小组辨析活动，借助手势（如安培定则雏形）强化关联记忆；同时补充奥斯特后续深入研究的资料，让学生更全面体会科学发现的严谨性。

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