初中物理第5节 磁生电教学设计学情分析教材分析课后反思.docx

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初中物理第5节磁生电教学设计学情分析教材分析课后反思

第五节磁生电导学案

教学目标

一、知识目标：

1．知道电磁感应现象，知道产生感应电流的条件，会根据导体运动方向和磁场方向的改变来判断感应电流方向的变化。

2．知道发电机的原理，知道发电机的能量转化。

3．知道什么是交变电流，能区别交流与直流。

二、能力目标：

1．经历探究磁生电条件的过程，提高学生的实验操作能力、观察分析能力及概括能力。

2．培养将科学技术应用于日常生活的意识和能力。

三、情感目标：

1．认识自然现象之间是相互联系的，进一步了解探索自然奥妙的科学方法；

2．认识任何创造发明的基础是科学探索的成果，初步具有创造发明的意识。

教学重难点

教学重点：

电磁感应现象产生的条件，与感应电流的大小和方向有关的因素；发电机的工作原理。

教学难点：

发电机的工作原理。

教学准备

教师准备：

开关、铁架台、方形线圈、灵敏电流表、磁性不同外形一样的蹄形磁体2个，导线若干。

多媒体课件：

法拉第实验、交流发电机原理动画演示。

复习与预习学案

1、电动机原理:

________________________________________________；电动机的转速与有关；电动机的转向与有关。

2、请同学们口头交流一下怎样探究通电导体在磁场中的受力情况。

导入新课：

电能在当今社会可谓是必不可少，发电站是如何产生巨大的电能的呢？

既然奥斯特发现了“电生磁”，反过来想，磁能否生电呢？

1831年，英国伟大的物理学家法拉第，在长达10余年的探索后，就实现了这一愿望。

依据他的成就发明的发电机，开辟了电气化时代。

3、预习内容：

一、法拉第在什么情况的启发下开始探索磁生电？

他的发现直接促成了什么的发明？

二、磁生电的条件是什么？

三、感应电流的大小、方向与什么因素有关？

四、日常生活中的电能是怎样获得的？

这种机器的原理是什么？

它的基本构造包括哪几部分？

五、什么是交流电、直流电？

探究学案

探究性活动：

什么情况下磁可以生电（以小组的形式进行讨论）

设计实验装置：

思考教师提出的引导性问题，选择仪器，设计出实验装置。

试一试你一定行，加油！

！

！

问题一：

既然探究磁生电，一定离不开磁场，那么，选择什么样的磁体好呢？

（联想通电导体的受力实验）。

（选用蹄形磁体。

）

问题二：

假设能够磁生电，必须具备怎样的电路呢？

（不要电源的闭合电路，为电流提供路径。

）

问题三：

如何验证是否有电流存在呢？

（串联小灯泡。

但是当电流很弱时，不会发光，无法观察现象；串联普通电流表。

因不知电流方向，无法正确连线；串联灵敏电流表。

电流弱时，指针也会摆动，且接线时不分正负接线柱，同时，根据指针摆动方向，还可以判断电流方向。

）

猜想可能条件：

引导学生猜想磁生电需具备的条件。

（小组合作讨论）如：

（闭合电路在磁场中静止即可；磁体的磁性要足够强；部分导体在磁场中要运动等）。

设计实验步骤：

⑴将部分导线ab放置于磁场中，保持导线与磁场的相对静止，观察灵敏电流表指针。

⑵更换强磁体，增强磁场强度，仍保持导线ab与磁场的相对静止，观察灵敏电流表指针。

⑶保持磁场不变，将导线ab上下移动（平行于磁感线方向），观察灵敏电流表指针。

⑷保持磁场不变，将导线ab左右移动（与磁感线方向垂直），观察灵敏电流表指针。

⑸保持磁场不变，将导线ab与磁感线方向相交的方向移动，观察灵敏电流表指针。

学生尝试操作实验：

按以上步骤，尝试性操作实验，观察发生的实验现象并记录。

分析归纳结论：

⑴⑵⑶现象：

指针不动。

⑷⑸现象：

指针摆动。

学生尝试性总结后，由教师引导性告知学生，⑷⑸步骤中的运动情形，就像是“刀割线”。

进而总结出产生电流的条件是：

闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。

这种现象，称为电磁感应现象。

此时产生的电流，称为感应电流。

小组合作探究新问题：

1、实验中我们发现，产生电流时，指针是来回摆动的，这说明什么？

（电流方向在不断变化）

2、是什么影响到了电流方向呢？

还有其他的影响因素吗？

（）

猜想后探究：

重复以上实验步骤⑷，学生会快速总结出：

切割磁感线的运动方向，会影响到电流方向。

进而猜想其他因素：

磁感线的方向会影响电流方向。

然后实验：

不改变导线ab运动方向，对调磁极，改变磁感线的方向，观察电流表的指针偏转方向变化。

最后师生共同总结出：

感应电流的方向跟导体切割磁感线方向和磁感线方向有关。

总结后导入：

通过以上探究活动，我们不仅通过“磁生电”得到了“电流”，而且还知道了其中的一些规律。

其实，这就是简单地“小小发电机”！

当然，要想应用到实际中还远远不够，那么，实际中的电动机又是怎样的呢？

1、情景创设：

（边演示边渲染气氛）现在，我手里拿的就是一台手摇式发电机，注意观察灯泡是否发光，我开始了！

（由慢到快摇动摇把，会发现灯泡发光，逐渐变亮）更换小灯泡为二极管进行演示。

2、观察手摇发电机构造：

指导学生观察后板书：

转子、定子、铜环、电刷等。

说明：

转子在定子中旋转，完成切割磁感线运动。

铜环、电刷的配合，既始终形成通路，又避免了导线的缠绕，向外输送电流。

展示动画。

提出问题;

1、观察发电机转速对灯泡亮度的影响：

加快转动速度时，灯泡会变得越亮，现象很明显。

这表明：

加快切割磁感线的速度，电流会变大。

2、检验手摇发电机电流方向的变化：

a.将灯泡换成灵敏电流表，慢摇发电机，会发现：

指针来回摆动；

b.把两个发光二极管极性相反的并联起来，串联接入电路中，摇动摇把，会发现交替发光。

这些都说明产生的电流其方向在发生规律性的改变。

教师总结：

电流方向周期性变化的电流叫交变电流，简称交流。

这和电池供电电流不同，电池供电电流方向总是从电池的正极流向负极，方向不变，称为直流。

我国电网采用交流供电，频率为50Hz。

提出问题：

这台发电机为我们提供了交流电，原理是什么呢？

为什么电流方向还会发生规律性的改变呢？

播放动画：

播放发电机发电时，线圈两个边框切割磁感线的慢动作动画。

板书发电机原理：

（先有学生进行总结）电磁感应现象。

指导学生再仔细观察

学生总结发现：

两个边框在同样的磁场中切割运动方向总是相反的，这正好在闭合通路中形成向外输送电流。

但是，当线圈转过线圈平面与磁感线垂直的位置时，两个边框切割运动方向都发生了改变。

因此，产生的电流方向也都发生了改变。

于是电路中的电流方向出现了周期性的变化。

随堂练习

1、英国物理学家______经过10年的探索，在1831年取得突破，发现了利用磁场产生______的条件和规律：

_______电路中的______导体在磁场中做_________运动时，导体中就产生电流.这种现象叫_________.

2、下列说法中，不正确的是（  ）

A.直流发电机工作时，线圈里产生的是直流电

B.交流发电机工作时，线圈里产生的是交流电

C.不论是交流发电机还是直流发电机，线圈里产生的都是交流电

D.交流发电机向外部电路供给交流电，直流发电机向外部电路供给直流电

3、几位同学讨论产生感应电流的条件时，有以下几种说法，正确的是（  ）

A.导体只要在磁场中运动就能产生感应电流

B.导体在磁场中做切割磁感线运动就能产生感应电流

C.闭合电路的导体在磁场中做切割磁感线运动就能产生感应电流

D.闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动就能产生感应电流

4、李小名同学探究什么情况下磁可以生电时，所用的器材、连接的电路如图所示.当他闭合开关后，下面哪种做法能使灵敏电流表的指针偏转（  ）

图20.5-7

第二题图

A.使导体ab与磁体相对静止B.使磁体左右运动

C.使导体ab上下运动D.使磁体垂直纸面向纸里的方向运动

5、探究利用磁场产生电流的实验中，连接了如图20.5-7所示的实验装置。

（1）将磁铁向下插入螺线管时，观察到灵敏电流计的指针向左偏转，这表明。

在这个过程中以磁铁为参照物，螺线管是的（选填静止、向上运动或向下运动）。

（2）将磁铁从螺线管中向上拔出，你会观察到灵敏电流计的指针（选填向左偏转、向右偏转或不偏转）。

（3）通过

（1）

（2）两步实验，可以得出感应电流的方向与有关。

（4）要探究感应电流方向与磁场方向的关系，你设计的实验做法是。

测试一下你是最棒的：

1、在发电机中，用_________代替往复运动的导线.为了把线圈中产生的感应电流输送给用电器，还要用_________和_________把线圈和用电器连接起来.实际的发电机由_________和_________两部分组成.大型发电机一般采取_________不动、_________旋转的方式来发电，它在工作的过程中将_________能转化为_________能。

我国供人们生产和生活用的交流电的频率是_________.我们从干电池中得到的电流的方向_________，通常叫做_________

2、如图所示，是实验室用的手摇发电机.当老师演示时，同学们发现接入电流表的指针来回摆动，且转动越快灯泡越亮.则下列结论不正确的是（  ）

A.发电机工作过程中电能转化为机械能B.发电机工作原理是法拉第的电磁感应现象C.针来回摆动，说明发电机产生的是交流电D.转动越快灯泡越亮，说明导体切割速度越大，产生感应电流越大

3、如图装置中是利用电磁感应原理工作的是（  ）

4、如下图所示是演示电磁学原理及其应用的示意图。

以下说法中正确的是（  ）

A.利用甲实验的原理可制成丙装置B.利用乙实验的原理可制成丁装置

C.丙装置可将内能转化为电能D.丁装置可将机械能转化为电能

5、小明同学做了一个如图20.5-8所示的装置，闭合开关，用外力使导体棒ab水平向右移动，发现导体棒cd也随之运动起来，在此实验中：

（1）实验装置中甲部分，应用的物理原理是。

（2）实验装置中的乙部分，在cd棒运动过程中，是将电能转化为能。

（3）此装置中（填“甲”或“乙”）部分产生的现象，与生活中电动机的工作原理是相似的。

课后作业：

观看包括水力发电机组、转子、定子、水轮机、发电过程等视频内容。

根据内容思考问题：

1、大型发电机组为什么用多组线圈？

（增大输出电流）。

2、定子和转子各是什么？

（线圈为定子，磁极为转子）。

3、较强的磁场是怎样获得的？

（永磁体改为电磁体）。

4、发电机的能量转化是什么？

（机械能转化为电能）。

观评记录

伦学之老师说：

老师的物理课给我的感受是备课充分、讲解精辟、重点突出、善于调动学生积极性。

授课过程中思路清晰、语言流畅、安排合理、效果良好。

整堂课有一定改进，但仍需努力，继续加强教师基本功训练，虚心学习，不断提高自己的教学水平。

尹志东老师：

听了崔老师的《磁生电》，认为崔老师的教学组织能力有了很大进步，知识点讲解清晰，所选练习讲解较精当，教学中各环节能有效衍接，课堂容量较足。

但根据初三学生状况，课堂教学中学生动手实验可以进一步放开，练习也可适当增加增加，知识点的讲解可以点到为止。

本节课的知识巩固使用多媒体设备来辅助教学效益很高。

殷在玉老师：

听了崔老师的《磁生电》一课，本人认为崔老师语言表述能力好，课堂讲解层次清晰，注重启发、拓展，教师的基本功扎实，讲解中注重知识的记忆、整理，结合习题在授课中及时巩固，并做到精批精讲，板书相当清晰、规范。

做为新授课，对学生能力要求可能稍高一些，课堂上可适当给予学生互动的空间。

《磁生电》学情分析

1、通过对电路的学习，学生已经知道电路中要有电流，电路必须是闭合回路；当电路中有电流通过时电流表的指针会发生偏转；串联在电路中的小灯泡会发光，且电流越大亮度越强；二极管具有单向导电性。

2、同样根据前面对通电螺线管的学习，学生已经清楚电能够生磁，并能判断通电导线周围的磁场分布和磁场的方向；但不了解什么是磁通量。

3、学生通过对本节内容的预习，已经对法拉第的实验有了初步的了解，对实验所需的器材有了一定的认知。

且本节是在电生磁的基础上，探究磁生电的问题。

学生已经有了一些探究经验和问题解决的能力，但探究问题还受到知识和能力的限制。

将前面研究问题的方法迁移过来是教学中必须认真考虑的。

4、学生能较熟练的使用互联网搜索引擎，有通过互联网查找相关知识的经验。

《磁生电》授课效果分析

本节课是在将前面研究问题的方法迁移过来进行的教学。

教学设计是从奥斯特发现电生磁入手，逆向思维提出问题：

能否利用此来生电。

进而思考：

如何利用磁生电、如何显示电流等。

然后引导学生将探究“通电导线在磁场中受力方向与哪些因素有关”的方法迁移过来，认证分析现象，归纳、总结常生感应电流的条件。

本节课充分发挥了学生的能动性，最大化地挖掘了学生的学习潜能，很好地体现了学生学习的主体地位。

使他们真正成为了实验的主人。

本节课从选择器材、设计实验方案、进行实验、评估改进实验等各个环节启发引导学生思考、动手、参与，使学生从中体验到了成功的快乐，并从中获得了知识。

知识识记牢固，学习效果非常好。

同时进一步体会到了物理学科的研究方法物理学习的乐趣。

发电机的原理是本节课的一个难点，由于课本对这一部分讲解很略，学生对发电机的原理只是有了一个粗浅的认识，理解不够透彻。

对发电机的构造认识的比较模糊。

是本节课的一个不如意之处，有待改进。

本节课共设计了七道练习题，从各个方面考察了本节的知识要点。

从学生的解答情况来看，百分之七十的同学能够全对。

检测题中的三道题难度较大，学生的错题率上升到了百分之四十七。

说明学生的分析问题的能力需要通过进一步的练习进行能够强化。

教材分析

第五节磁生电

本节课是在电生磁的基础上探究什么情况下磁能生电。

教材首先介绍了磁生电的探索历程，尤其是科学家法拉第10余年的探索成果，进一步揭示了电、磁之间的联系。

尤其是据此发明的发电机，开辟了人类电气化的时代。

由于该部分内容是教学的重点，而且学生已经有了一些探究经验和问题解决的能力，因此安排了探究实验，让学生探究磁生电的条件。

本节是有“什么情况下磁能生电”和“发电机”两部分内容构成。

教学的重点是“通过实验探究认识电磁感应现象，发现磁生电的条件”，“什么情况下磁能生电”的实验是突出此重点的关键。

图20.5-1是探究磁生电的示意图，闭合电路中设置了灵敏电流计，即可以看出是否有电流产生，又可以判断电流的方向。

直导体ab为闭合电路的一部分，用细线悬挂，可以完成在磁场中静止、上下运动、左右运动等动作。

教材对该探究实验进行了开放性设计，没有过多规范步骤、条件，学生可以根据自己的猜想，运用控制变量法自由探索：

比如，其他条件不变，只改变磁场强弱；ab导体在磁场中静止；让ab导体沿磁感线方向移动；让ab导体垂直于磁感线方向移动；让ab导体垂直于纸面方向移动等。

难点是“产生感应电流的条件”，要突破难点首先是做好实验，然后引导学生将探究“通电导线在磁场中受力方向与哪些因素有关”的思维方法迁移过来，认真分析实验现象，归纳、总结产生感应电流的条件。

发电机是这一部分的次重点。

图20.5-3是手摇发电机图片。

教材从操作手摇发电机小灯泡发光入手，直接引入发电机。

通过进一步观察电流表指针变化，还会发现发电机产生的电流大小和方向是变化的。

这为后面介绍交流电埋下伏笔。

当手摇发电机发电时，会发现两个发光二极管交替发光。

由发光二极管的单向导电性可判定，电流方向出现规律性改变。

这样的设计，直观性强，更能够激发学生的学习热情。

在此演示的基础上，给出交流电的概念。

电流方向周期性改变的电流，称为交变电流，即交流电。

我国电网以交流供电，频率为50Hz。

介绍交流电时，采用与直流电对比的方式进行，加深学生的理解。

在学生学习了发电机的发电原理后，介绍实际中的发电机，其构造要复杂得多。

如，大型发电机把线圈作为定子，把磁极作为转子，更利于转动切割磁感线。

为增加磁性，用电磁铁代替永磁体等。

最后从能量的转化角度介绍发电机，它完成了机械能向电能的转化。

水力发电、火力发电、风力发电等，就是把各种形式的能转化为机械能后，通过发电机得到电能的。

图20.5-4是利用发光二极管演示电流方向规律的装置图。

图20.5-5是交流发电机原理演示图。

图20.5-6是一幅现代水力发电机组图片。

让学生体会物理知识应用到实际中的情形。

STS科学.技术.社会介绍磁记录知识，该部分内容安排学生课外阅读，拓展知识面。

课堂练习

1、英国物理学家_________经过10年的探索，在1831年取得突破，发现了利用磁场产生_________的条件和规律：

_________电路中的_________导体在磁场中做_________运动时，导体中就产生电流.这种现象叫_________.

2、如图所示，表示垂直于纸面的一根导体，它是闭合电路的一部分，如果导体向左运动时，导体中产生的感应电流方向垂直纸面向外，那么要使导体中的感应电流方向变为垂直纸面向里，则可将（  ）

A.使导体向上运动B.使导体向下运动

C.使N、S位置对调D.使N、S极同时以相同的速度向右运动，同时导体不动

5、下列说法中，不正确的是（  ）

A.直流发电机工作时，线圈里产生的是直流电

B.交流发电机工作时，线圈里产生的是交流电

C.不论是交流发电机还是直流发电机，线圈里产生的都是交流电

D.交流发电机向外部电路供给交流电，直流发电机向外部电路供给直流电

6、几位同学讨论产生感应电流的条件时，有以下几种说法，正确的是（  ）

A.导体只要在磁场中运动就能产生感应电流

B.导体在磁场中做切割磁感线运动就能产生感应电流

C.闭合电路的导体在磁场中做切割磁感线运动就能产生感应电流

D.闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动就能产生感应电流

7、李小名同学探究什么情况下磁可以生电时，所用的器材、连接的电路如图所示.当他闭合开关后，下面哪种做法能使灵敏电流表的指针偏转（  ）

A.使导体ab与磁体相对静止B.使磁体左右运动

C.使导体ab上下运动D.使磁体垂直纸面向纸里的方向运动

8、如图实验装置所研究物理问题的描述，正确的是（  ）

A.图a用来演示磁场对通电导线的作用B.图b用来演示电磁感应现象

C.图c用来演示电磁铁的极性与电流方向的关系

D.图d用来演示是电荷间的相互作用规律

7、探究利用磁场产生电流的实验中，连接了如图20.5-7所示的实验装置。

图20.5-7

（1）将磁铁向下插入螺线管时，观察到灵敏电流计的指针向左偏转，这表明。

在这个过程中以磁铁为参照物，螺线管是的（选填静止、向上运动或向下运动）。

（2）将磁铁从螺线管中向上拔出，你会观察到灵敏电流计的指针（选填向左偏转、向右偏转或不偏转）。

（3）通过

（1）

（2）两步实验，可以得出感应电流的方向与有关。

（4）要探究感应电流方向与磁场方向的关系，你设计的实验做法是。

课堂达标测试题

5、在发电机中，用_________代替往复运动的导线.为了把线圈中产生的感应电流输送给用电器，还要用_________和_________把线圈和用电器连接起来.实际的发电机由_________和_________两部分组成.大型发电机一般采取_________不动、_________旋转的方式来发电，它在工作的过程中将_________能转化为_________能。

我国供人们生产和生活用的交流电的频率是_________.我们从干电池中得到的电流的方向_________，通常叫做_________

6、在探究“感应电流产生条件”的实验中，将导体ab水平置于蹄形磁铁的磁场中，如图所示。

闭合开关后，能使灵敏电流表的指针发生偏转的做法是（  ）

A.让蹄形磁铁静止，导体ab也保持静止

B.让蹄形磁铁静止，导体ab在竖直方向上下运动

C.让导体ab静止，蹄形磁铁在竖直方向上下运动

D.让导体ab静止，蹄形磁铁沿水平方向左右运动

7、如图所示，是实验室用的手摇发电机.当老师演示时，同学们发现接入电流表的指针来回摆动，且转动越快灯泡越亮.则下列结论不正确的是（  ）

A.发电机工作过程中电能转化为机械能

B.发电机工作原理是法拉第的电磁感应现象

C.针来回摆动，说明发电机产生的是交流电

D.转动越快灯泡越亮，说明导体切割速度越大，产生感应电流越大

8、如图装置中是利用电磁感应原理工作的是（  ）

9、课外活动时，几位同学到实验室观察手摇发电机，他们将小灯泡连接在发电机上，摇动发电机，他们对观察到的现象，做了以下几种解释，你认为不正确的是（  ）

A.摇动的慢时，灯泡亮度小，可看到灯泡的明暗变化

B.摇动的快时，灯泡亮度大，看不到灯泡的明暗变化

C.发电机转得快时是大小不变的电流，发电机转得慢时是大小变化的电流

D.摇动发电机的过程中人将化学能转化为电能

10、如下图所示是演示电磁学原理及其应用的示意图。

以下说法中正确的是（  ）

A.利用甲实验的原理可制成丙装置B.利用乙实验的原理可制成丁装置

C.丙装置可将内能转化为电能D.丁装置可将机械能转化为电能

11、如下图所示的四个电与磁的实验图，其中演示电磁感应现象的是（  ）

12、如下图所示，能产生感应电流的是（“·”表示磁感线方向垂直纸面向外，“×”表示磁感线方向垂直纸面向里）（  ）

9、小明同学做了一个如图20.5-8所示的装置，闭合开关，用外力使导体棒ab水平向右移动，发现导体棒cd也随之运动起来，在此实验中：

（1）实验装置中甲部分，应用的物理原理是。

（2）实验装置中的乙部分，在cd棒运动过程中，是将电能转化为能。

（3）此装置中（填“甲”或“乙”）部分产生的现象，与生活中电动机的工作原理是相似的。

磁生电课后反思

电磁感应现象本身既是初中电学部分的重点又是难点，本节是在电生磁的基础上，探究磁生电的问题。

学生已经有了一些探究经验和问题解决的能力，但探究新问题还受到知识和能力的限制。

将前面研究问题的方法迁移过来是我在教学过程中首先考虑的。

让学生通过科学探究，认识电磁感应现象，体会实验探索的艰辛，进一步提高科学探究能力，学习科学家执着探究科学真理的精神，在整个探究过程中培养学生对比、逆向思维、空间想象、抽象概括等方法，培养学生热爱科学坚韧不拔的优秀科学品质。

教学中敢于大胆相信学生，充分发挥学生的积极主动性，让学生自己动手、动脑，以小组为单位认真自学课本，设计实验并动手操作。

在引导学生归纳产生感应电流的条件时，如何理解磁通流量的变化是难点，在学生总结出该条件时，把实验一中条形磁铁插入、拔出线圈过程中磁感线变化的情景和实验二中电键闭合、断开、滑动变阻器阻值变化时磁感线变化情景通过动画片形象的展示给学生，是这节课的一个“亮点”。

课堂上在第三个实验的处理上，出现了导入的目的性不强，实验现象分析不够充分，明显的偏离了预设的方案，现在分析起来，其原因也是想为后面的发电机的教学争取时间。

发电机的教学中，手摇发电机的演示现象不够明显，介绍发电机的原理和工作过程浪费了较多学习时间。

课堂检测显得非常匆促。

通过伦学之老师和其他老师的评课，我意识到这个发电机教学不应喧宾夺主，不能以个别同学的认知情况为标准的，要考虑大部分学生的认知情况。

教学中应用多媒体软件演示“导体做切割磁感应线运动，闭合电路中产生电流”的现象，加深了学生的理解，并引导学生自主归纳出电磁感应的定义。

教师进一步引导学生通过实验，分析感应电流方向跟什么有关。

进一步培养了学生的动手能力和归纳总结能力。

本节课通过复习电生磁引导学生逆向思维，引出学生要探究的目标，虽然效果很好，但也占用了学生的一部分时间，大大降低了课堂学习新知的效益，这是我在备课时处理得比较草率的一个地方。

同时我在备课过程中没有很好的把握学生的学习情况，导致习题设计难度有点偏大，处理问题时时间过多，影响了整堂课的学习效果。

在评课过程中，对我这节课的三维目标的制订