安徽省淮南市教学研究室 褚军
一、 课型课时 新授课；1课时.
二、 教学目标
1. 知识与技能
(1) 知道火力、水力、风力、核能等发电形式.
(2) 知道电磁感应现象，知道产生感应电流的条件.
(3) 了解发电机的基本构造，能说出发电机为什么能发电，知道发电的能量转换过程.
(4) 培养学生动手实验技能和设计实验的能力.
2. 过程与方法
(1) 学会应用逆向思维提出问题.
(2) 学会运用类比的方法，设计实验探究“磁生电”的规律.
(3) 学会对实验的记录结果进行归纳.
3. 情感、态度和价值观
(1) 初步领悟“磁生电”这一划时代发现的意义，初步理解科技创新对社会发展的巨大作用.
(2) 领悟科学发现中科学信念的重要意义，领悟科学探索历程的艰难.
(3) 通过法拉第的成长经历和其人格魅力对学生进行品德教育.
(4) 通过我国自行研发制造三峡水电站等特大型发电机组，增强学生的爱国主义情感.
三、 重点难点
1. 重点：电磁感应现象的探究过程.
2. 难点：电磁感应现象这一结论的得出，发电机的发电原理.
四、 教材分析
教材是通过从生活中需要大量的电，而这些电的来源都是通过发电厂供给的.通过图片展示出4种不同的发电形式，但它们都有共同的核心部件——发电机.从而引出问题：发电机为什么能发电.接着教材通过展示发电机模型让学生体会发电过程和认识发电机的构造.
本节的重点内容是探究电磁感应现象和“磁生电”的条件.教材采用了提示学生用类比电动机的研究思路进行设计实验，并对实验要观察和记录的目的进行了提示，要求学生进行思维发散，提出实验中遇到的问题.通过对实验收集的证据进行整理分析得出结论.充分体现了学生自主探究、合作学习的新的教学理念.
发电机是电磁感应现象发现最直接的运用，其原理通过示意图的形式进行说明.
信息浏览中“法拉第划时代的发现”，意在让学生通过阅读和讨论树立科学的价值观，通过科拉顿跑失良机的案例说明科学探索过程中的失败教训.
五、 教学思路
教材的核心内容是以学生自主探究的形式设计的.因而本节的教学思路是以学生自主探究的活动为主线，让学生通过观察思考提出问题、通过类比的方法设计实验方案，学会收集证据，不断加工结论.对发电机原理采用多媒体课演示，突破教学难点.通过一些最新的课程资源的介绍或让学生上网收集有关资料，了解有关发电机研究的最新科技信息.
六、 教学过程
1. 情景引入
师：随着人类跨入了现代文明，我们的生活方式发生了根本的变化.层出不穷的电气化产品使人类从繁重的体力劳动中解放出来，同时享受科技文明的果实.工业的自动化、信息化，家庭生活中使用的家电产品(电冰箱、洗衣机、空调、消毒柜)等都需要大量的电力资源，你们知道这些电都是来源于何处?
生：发电厂(发电站).
投影图片：火力发电厂、三峡水力发电站，风力发电、核能发电(图1).
 图1
师：三峡工程是世界上最大的水利枢纽工程，电站共装26台发电机组，总装机容量1 820万kW，年发电847亿kW·h.
师：这些不同形式的发电厂(站)，一个共同的特点，都是将其他形式的能源转化成电能.是什么设备完成这一转化任务的?又是谁发明了人类历史上第一台发电机?从而开创了人类进入电气时代的新纪元.
师：1831年，一个伟大的发现诞生了，是他通过十年的艰辛探索，叩开了“磁生电”的科学之门，同时发明了人类史上第一个发电机，从而使人类的文明从蒸汽机时代跨入了电气时代，他就是19世纪最伟大的科学家——法拉第.今天我们就来学习发电机为什么会发电这一奥秘.
投影：法拉第的人物像(图2).
学生回答.
师：图3所示是现代的水力发电厂的发电机组，发电机的轴是竖起安装的，轴的下面连接着水轮机，在强大的水流的冲击下旋转.
现代最新研制的世界上最小发电机仅2mm厚度，可以安装在手机上.
  法拉第(Faraday,1791—1867)
图2 图3
演示：出示发电机模型(图4)
请一位学生上讲台手摇发电机发电，学生观察.
将演示用发电机拆开让学生观察内部结构，问学生发电机的主要部件.
生：永磁体、线圈、转动装置、电刷等
2. 实验探究
学生活动：用电动机改装发电机实验.
两位学生一组，用交流微型吊扇或12V直流电动机(收录机上用).将原电源线接发光二极管两个极，用手转动叶片，观察发光二极管是否发光(图5).
  图4 图5
目的说明：(1) 培养兴趣，消除对发电现象的神秘感.(2) 体会电动机和发电机在能量转换上的可逆性，培养学生的逆向思维.
师：发电机和电动机有什么区别?电动机的基本原理是什么?
学生回答：通电导线在磁场中受到力的作用.
师：用类比的方法和逆向思维，我们如何找到发电机的工作原理?
学生思考并回答.
课件投影电动机方框图：
电动机原理方框图： 通电→磁场中线圈→（在磁力作用下）→运动
电能→机械能
学生填发电机方框图：
发电机原理方框图：
师：通过电动机和发电机进行类比，现在我们来设计发电原理的实验方案.
器材：金属直棒、矩形线圈、蹄型磁铁、灵敏电流计(向学生说明：可以检测很小的电流)、导线、条形磁铁、螺线管型的线圈.
学生活动：
固定磁铁，移动金属直棒，观察灵敏电流计指针有无偏转.
投影实验要解决的问题：
(1) 金属直棒的运动方向和磁场方向存在着怎样的关系时，灵敏电流计中有电流；怎样关系时，灵敏电流计中无电流.
(2) 灵敏电流计指针的偏转方向与什么因素有关?偏转幅度与什么因素有关?你有新的问题和发现吗?
实验记录表格：
(1) 磁铁不动，金属棒或矩形线圈在磁场中静止和运动，观察灵敏电流计指针偏转.
(2) 线圈不动，让磁铁静止和穿插于线圈中运动，观察灵敏电流计指针有无偏转
(说明：以上两表格如果学生程度很好，可以指导学生自行设计实验记录表格)
师：让学生对记录表格内容进行归纳，得出结论.
(让各小组公布实验结果，最好用实物投影展示学生的记录.教师对学生的结论的评价要有充分或一定的肯定.要鼓励学生敢于发表自己的见解)
投影：由于导体在磁场中运动而产生电流的现象，是一种电磁感应现象.感应现象中产生的电流叫感应电流.
(注：对“切割磁感线”的表述不做硬性要求，根据学生情况，如果学生基础好，可以补充一个讨论)
介绍法拉第生平.(用多媒体投影)
师：请同学们谈谈对法拉第通过10年艰辛探索取得成功的感想.
(注：通过法拉第生平的介绍，意在对学生进行品德教育(出身贫寒、有志青年、勤奋吃苦、信念坚定、品格高尚).
3. 拓展应用
师：电磁感应现象的发现导致了发电机的发明.下面我们来研究发电机是怎样发电的.
课件演示：发电机工作原理.
(说明：不用课本上的直流发电机图，避开讲解换向器原理，如果学生有问题，可以在课后单独解答，这样处理是为了降低难度)
师：线圈在磁场中旋转，其中的两个边分别产生感应电流，两个边产生的感应电流的方向从环绕方向看是一致的(图6).
 图6
投影实际的发电机结构图(图7).
发电机的结构磁流体发电阅读STS：磁流体发电投影图片(图8).
  图7 图8
阅读教材中“信息浏览”中“法拉第划时代的发现”“科拉顿跑失良机”.
师：法拉第发现电磁感应现象有什么意义?科拉顿的遗憾之处?
4. 师、生小结
自奥斯特发现电生磁现象后，法拉第用逆向思维确定了研究方向.进行了长达10年的艰苦探索，发现了电磁感应现象，从而导致了发电机的发明.
电磁感应现象.
发电机的主要构造.
5. 课后作业
课本第15页“自我评价与作业”第1～3题.
调查身边的发电机.如自行车中发电机(也叫电滚，见图9).
如何利用身边的能源来发电，并思考实验的可行性.
课外活动：摇绳发电(见图10).
  图9 图10
摇绳能发电吗
6. 板书设计
电动机：电能——（磁力作用）→机械能
发电机：机械能——（外力作用）→电能
电磁感应现象：导体在磁场中(做切割磁感线)运动产生电流的现象.所产生的电流叫感应电流.
发电机原理：电磁感应现象.转子转动时，定子中的线圈产生感应电流. (责任编辑：教材服务中心) |
