玩研创-九年级物理《跨学科实践：制作简易直流电动机》教学设计

九年级物理20.5《制作简易直流电动机》教学设计 一、课程理念与目标 1. 设计理念 本教学设计以“玩中学、研中悟、创中用”（简称“玩-研-创”）为核心理念，旨在将新课标倡导的跨学科实践落地为一次生动的工程探究之旅 玩（趣味驱动）：通过“让线圈转起来”这一富有游戏感的任务，激发学生最原始的好奇心与动手欲望，让知识在指尖生成。 研（深度探究）：引导学生从“玩”的现象出发，深入探究“为什么会转”“怎样才能转得更好”等科学问题，经历“观察-猜想-验证-归纳”的完整科学思维过程。 创（应用迁移）：鼓励学生在理解原理的基础上，对电动机进行优化、改造或赋予其新的应用场景，实现从“制作产品”到“设计作品”的跨越，培养创新意识与解决真实问题的能力。 2.跨学科融合点 物理：磁场对电流的作用（安培力）、能量转换（电能→机械能+内能）、电路。 工程与技术：结构与功能设计、材料选择、系统调试与优化。 数学：线圈匝数与面积的估算、转速的定性比较。 艺术与劳动：模型的美观性与工艺精度。 3.教学目标 物理观念：通过制作，深刻理解通电线圈在磁场中受力转动的原理，认识换向器（或等效结构）在实现持续转动中的关键作用。 科学思维：能基于实验现象提出可探究的问题，运用控制变量法设计实验，探究影响电动机转速的因素（如磁场强弱、电流大小、线圈形状等）。 科学探究：独立或合作完成简易电动机的制作、调试与优化，能准确记录过程、分析失败原因并提出改进方案。 科学态度与责任：在反复调试中培养耐心、协作和严谨求实的科学态度；通过讨论电动机在生活中的广泛应用，认识科学技术对社会发展的深远影响。 二、教学准备 1.核心材料包（小组） 为体现“创”的开放性，提供基础与可选材料，鼓励学生自主设计。 类别 基础材料（必选） 拓展材料（可选） 导电与支撑 1.5V干电池、带绝缘漆的漆包线（直径约0.3-0.5mm）、回形针（或粗铜线） 不同规格的电池座、鳄鱼夹导线、小木板（作为底座） 磁体 矩形或圆形钕铁硼强磁铁（1-2块） 不同形状与强度的磁铁（蹄形、条形） 工具 剪刀、砂纸（或小刀）、胶带（或热熔胶枪） 尖嘴钳、转速测量贴纸（自制对比用） 创新配件 - 小风扇叶、小轮子、LED灯、轻质材料（用于改造结构） 2.教学资源 多媒体课件：展示电动机在电器、无人机、电动汽车中的应用；动画慢放演示换向器工作原理。 微课视频：录制关键步骤（如线圈绕制、漆皮刮除）的操作示范。 任务与评价单：《“玩-研-创”项目学习手册》（内含任务导引、实验记录表、评价量规）。 三、教学过程设计（共2课时） 第一课时：玩转线圈———制作与初探 环节一：情境导入，任务驱动———�玩”的起点（5分钟） 视频激趣：播放一段从电动玩具、电风扇到工业机器人、电动汽车的混剪视频。 问题聚焦：“这些运动的核心动力是什么？我们能用一个电池、一块磁铁、一根铜线让它动起来吗？” 任务发布：今天，我们都是初级电机工程师。 核心任务：利用提供的材料，制作一个能连续转动的简易直流电动机。 成功标志：线圈能持续旋转10圈以上。 环节二：动手实践，破解密码———�玩”的实践（25分钟） 方案学习与模仿制作：教师展示一种经典的简易电动机模型（如使用回形针支架、刮半周漆皮的结构），解析其基本构成。 学生分组，领取基础材料包，参照指导进行第一步模仿制作。 关键步骤指导： 绕制线圈：在笔杆上绕制5-10匝漆包线，引出两段对称的轴。 刮除漆皮（技术关键）：将一侧轴上的绝缘漆全部刮净；另一侧轴上的绝缘漆只刮除上半周（这是实现“机械换向”的关键）。 搭建结构：用回形针制作支架，固定电池和磁铁，将线圈放于支架上。 调试与“玩”起来：连接电路，学生尝试让线圈转起来。教师巡视，引导解决常见问 ... ...