方学玲
玉环市双语学校 浙江 台州 317600
摘要：随着新课程改革的发展，未来社会对人才要求更高,改变传统教育教学模式势在必行，探究性教学和以发展高阶思维为目标的教学是新课程改革中的亮点。《电磁铁的应用》是一节探究性和应用性的课，注重教学设计的研究，本节课教学设计依据 课程标准，确立高阶思维发展的教学目标，教学中着重培养学生的思考，设计和创新能力，发展学生的科学探究和高阶思维能力。在教学中以学生为中心，学生是积极主动的知识探究者，不是消极的被动的接受者，重视学生知识的迁移应用和问题解决能力。并从课堂教学的实践活动中,探索出一些行之有效的培养学生高阶思维能力的方法与策略。
关键词： 高阶思维能力 科学探究 教学设计
?教学目标：
知识与技能：
1.理解电磁继电器的结构和工作原理。
2.会连接电铃的实物图和掌握电铃的工作原理。
3.会应用电磁继电器来设计相应的电路。
过程与方法：
1.通过图片展示生产、生活中电磁铁的应用，引导学生自主分析，培养学生运用所学物理知识解释相关电气设备的工作原理。
2.会连接电铃实物图，培养学生观察、动手和概括能力。
情感、态度和价值观：
1.体验知识与生产、生活和科学技术的联系，培养学习兴趣。
2.在探究活动中，每个学生都有合理的分工，积极发挥合作精神。
教学重、难点：
重点： 1．电磁继电器的组成特点和工作原理
2．电铃的工作原理
难点： 1．电磁铁的特点和工作原理
2．理解电磁继电器实际是一个由电磁铁控制的自动开关及其工作原理，并且会应用于生产和生活。
教具准备：
电磁铁、导线、电池组（6V）、开关、电铃
教学过程：
一、创设情境，引入新课：
播放PPT：商城里经常乘坐过这样的电梯，当没人乘坐时电梯运行的很缓慢，当有人乘坐时电梯运行的速度比较快，你知道其中的奥秘吗？
电磁铁
设计意图：创设促进深度学习的真实情景，真实的生活情境可以激发学生探究学习的兴趣，唤醒了学生对知识的渴求，让学生主动的感受知识的生活性和魅力，调动所学的知识和经验，为问题解决提供持久的内驱力，从而提高课堂效率。
二、新课
回顾一下什么是电磁铁？
生：带铁芯的通电螺线管。
思考：和永磁体相比，电磁铁有什么优点？
1. 可通过电流的通断，来控制电磁铁磁性的有无。
2. 磁性的强弱可以通过改变电流的大小或线圈的匝数多少来调节
3. 可以通过改变电流的方向，来改变其磁极的极性
电磁铁优点那么多，在生活中一定有很多用途。
讨论：你知道电磁铁在生活中有哪些应用？
学生交流后汇报：电铃，磁悬浮列车，电饭煲，洗衣机等等?
一：电磁继电器 ?
黑板上以上电路图，装一个单刀双掷开关，提问：当开关打到与上接触点接触，哪些用电器工作？
学生回答：红灯所在的回路接通，红灯发光，绿灯和电动机所在的这个回路没接通，所以 绿灯不亮，电动机不工作。
提问：当单刀双掷开关打到与下接触点连接时，与上接触点断开，哪些用电器工作？
学生回答：红灯所在的回路断开，红灯不发光，与下接触点连接，绿灯和电动机所在的这个回路接通，所以绿灯亮，电动机工作。
提问：用手扳开关能实现电路的控制，但是存在不足，有何不足的地方？
学生回答：高压电源，远远大于人体的安全电，会发生触电事故，在安全用电中讲过安全用电的原则，不接触低压带电体，不靠近高压带电体。
提问：要远离高压电，如何实现远距离操控呢？
启发：延长杆的长度，但是操作不方便，那么用支架支起来，另一端用弹簧连起来，电磁铁，与开关串联起来接在6伏的电源上。如下图所示下面看一下，能不能控制这个电路？
提问：当开关断开时，动触点在弹簧作用下，与哪个静触点接触？哪些用电器工作？
学生回答：动触点与上静触点接触 红灯亮
提问：当开关闭合时，动触点与哪个静触点接触？哪些用电器工作？
学生回答： 开关闭合后，电磁铁有电流通过，产生磁性，吸引衔铁，动触点与上静触点分离，与下静触点连接，绿灯亮，电动机工作。
提问：这个电路由哪几个部分组成?
学生齐答：控制电路与工作电路
控制电路这部分就叫电磁继电器。电磁继电器在工作电路中相当于开关。所以电磁继电器实质上是由电磁铁控制的自动开关。
你能总结一下，电磁继电器有什么优点？
1.远距离操控 2.一般来说低电压，弱电流控制高电压，强电流。
设计意图：从单刀双掷开关入手，能控制电路，但存在安全方面的不足，学生可能会想用长的竹竿（绝缘体）操控开关，但是是高压电，必须远离，即使竹竿足够长，但是操作不便，引导学生想到电磁铁的应用。传统的教学是直接从电磁继电器的工作原理入手讲授，学生只是被动接受知识，而本节课是在教师引导下一步步的探究、构建物理模型，有效的解决物理问题。教师的启发式引导，引导学生思考，让学生经历科学探究过程，激发学生的创新意识，有利于学生高阶思维的培养。课堂教学从关注知识的传授转变为对教学过程和方法的理解和掌握。课堂上由教师本位向学生本位价值转向，课堂上以学生为中心，支持学生公开表达自己观点。学生成为自主的学习者，积极主动发现知识，促进自身高阶思维的发展，教师在课堂中起引导作用，引发学生思考，培养其发散思维。教师的启发和引导也是培养学生高阶思维的有效手段之一。
任务一：连接水位自动报警器相关的电路图。
要求：水位在安全位置以下时，绿灯亮；水位到达安全位置上限时，红灯亮。
学生活动：任务单上提供下图的元件，按要求连接电路图。（教师把学生的画好电路图投影到大屏幕上），学生进行点评。
设计意图：设计课堂练习的目的一方面是检验学生是否掌握了电磁继电器的工作原理，另一方面是对电磁继电器工作的实质的深入理解。水位装置实际上相当于开关，将所学的知识用到新情境中，并且能判断出差异，将本质思路迁移到新情境中，创造性的解决现实问题。向外联系相近知识，扩展了知识的深度和广度，促进深度学习的有效教学。
学以致用-课堂练习
1.如下图所示：在水银温度计上部插入一段金属丝，当温度达到金属丝下端所指示的温度时，电铃就发出报警声音。请说明它的工作原理。
学生汇报：当温度达到上限温度时，左边的电路接通，电磁铁产生了磁性，吸引了衔铁，右边的电路接通，电铃发出响声，起到报警作用。
设计意图：使学生进一步深入理解电磁继电器的工作原理，也说明了电磁继电器的广泛应用。将学到的加以理解，消化，吸收，将学到的新知识迁移到现实生活中去，要求学生透过教材表面呈现的显性知识去掌握隐性的深刻原理，使学生整体把握学习内容，是基于学生理解的深度学习，从而提高学生解决问题的高阶思维能力。
二：电铃
任务二：探究电铃是怎么样敲响的？
活动：1.按图连接，闭合开关，观察电铃的工作过程。
2.讨论电铃的工作原理
学生活动：观察电铃工作并小组讨论其工作原理。
提问：通过观察，请说说电铃的工作原理。
学生汇报：合上开关??产生磁力?? 衔铁被吸住?? 铃被敲响?? 电路断开?? 弹片复原?? 电路接通，重复循环以上的过程，电铃就会持续发出声音。
设计意图：以小组合作、实验观察，动手实验的等学习活动，交流活动贯穿科学探究始终，最终解决问题。课堂上倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手的教育理念，培养学生分析和解决问题的能力以及交流合作的能力，在此过程中享受科学探究带来的乐趣。将科学探究融入课堂教学中，还有利于开发学生的创新潜力，全面提高学生的科学素养。
任务三：请设计电梯的相应电路图
要求：有人时运行速度较快，没有人时运行比较缓慢。
材料：两个电源、两个静触点、一个电磁继电器、压敏电阻R（阻值随压力的增大而减小）、定值电阻R1, 电动机。
学生活动：发给学生任务单，设计相应电路图。
学生的设计图投影到黑板上，由设计者进行讲述自己设计思路，其他同学进行点评。
正确答案：
设计意图：与导入首尾呼应，整节课形成一个整体，将这节课学习的新知识迁移应用，达到了理论与实践相结合。学生不仅理解所学的内容，还深入理解创设的能促进深度学习的课堂情境。使教学指向真实性和实践性，并将所学知识和情境建立联系，实现迁移，努力培养学生认知情境的能力和创造性地使用知识解决问题的能力，那么学生的创新精神和实践能力必然会得到提高。学习的最终目的是将自己所学的知识应用到生产和生活中去，即深度学习，深度学习是一种基于理解的学习，是指学习者以高阶思维的发展和实际问题的解决为目标，以整合的知识为内容，积极主动地、批判性地学习新的知识和思想，并将他们融入原有的认知结构中，且能将已有的知识迁移到新的情境中的一种学习[1]。创造性地解决现实问题就是是深度学习的一个重要目标。
通过这节课学习，你有什么收获？
学生发表自己的心得。
作业布置：课后搜集相关的资料，还有哪些用到电磁铁，把你找到的写在作业本上，下节课各组进行比赛。
板书：
实质：由电磁铁控制的自动开关
优点：1.远距离操作
2.低电压 控制 高电压
弱电流 强电流
本节课的设计思路是：从日常生活中常见的情境导入，激发学生的求知欲。新课内容是讲从单刀双掷开关入手可以实现控制电路，但是不足存在安全问题，进一步引导到电磁继电器，使学生更加深入理解电磁继电器的实质和优点。本节课还有3个任务，任务一：检验学生是否理解电磁继电器的工作原理和学生应用知识解决，生活和生产的问题，在理解基础上的学习是深度学习。任务二：是连接电铃实物图以及讨论电铃工作原理，培养学生动手，合作和自主探究的高阶思维能力。任务三：是设计创设的情境中的相应电路图，是本节课的升华，培养学生将所学知识解决问题的高阶思维。在教学中学生的学习任务层层递进，扎扎实实地落实。本节课的教学设计意图是以培养学生高阶思维的深度学习，在深度学习过程中，学习者能主动地、目的明确地对学习材料进行学习且形成自己的理解，并能将新旧知识融会贯通，建构起更加复杂的，分类清晰的新知识架构[2]。本节课注重知识的迁移应用和问题解决，科学探究渗透到教学过程中，符合深度学习，所以每节课教学设计都确立高阶思维的教学目标，在教学环节中都要注重培养学生的独立思考，自主探究和解决问题等高阶思维能力。
参考文献：
[1] 安福海. 促进深度学习的课堂教学策略研究[J].课程.教材.教法，2004（11）: 34-11.
[2] 宋慧敏. 深度学习：应用技术性人才培养之必需. 黑龙江高教研究. 2007(12): 284.