【核心素养目标】4.6《神奇的小电动机》教学设计

中小学教育资源及组卷应用台
6.神奇的小电动机
【核心素养目标】
科学观念：通过拆解观察小电动机的内部活动，认识小电动机的主要构造，知道转子就是电磁铁。通过研究小电动机转动的原因，知道电动机是利用电产生动力的机器，感知电能可以转化为动能。
科学思维：通过观察分析的方法，初步建构小电动机的简易模型。能基于实验中电动机转动的不同现象进行对比推理。
探究实践：在拆解并观察小电动机活动中，用语言描述小电动机内部各个结构及其作用。设计并进行小电动机转动实验，搜集证据进行分析推理，提出自己的想法，并归纳得出结论。
态度责任：发展学生探究小电动机的兴趣，体会电动机在实际生活中的广泛运用，给生活生产带来便利。
【教学重难点】
重点：通过实验探究了解小电动机的工作原理。
难点：运用磁铁的相互作用规律推理小电动机转动的原因。
【教学准备】
教师：1.教学课件；2.带电动机的玩具。
学生：1.每组提供小电动机、导线、电池、开关、电池盒、大头针、小瓶子、铜质单股粗导线做的 V 字形“电刷”、橡皮筋、铁丝架、磁铁；2.观察记录单。
【教学过程】
一、聚焦：小电动机转动的秘密（预设5分钟）
材料准备：玩具小车，车盖已拿掉，可见电池和电动机
1.玩一玩：给小电动机接通电流，玩具车转动起来了。
提问：是什么让玩具车动起来的？
2.设疑：课件画面聚焦小电动机，引导学生思考：小电动机里面有什么？为什么通电后它就会转动呢？
3.讲述：小电动机里面的秘密等待着我们去发现。让我们一起探秘小电动机。揭示课题：神奇的小电动机（板书）。
【设计意图】电动机玩具在学生生活世界中比较常见，学生对电动机充满了探究的兴趣。用两个引导性问题直接将学生研究的方向聚焦到探究电动机的结构和工作原理。
二、探索：观察小电动机的结构以及研究小电动机各部分之间是怎样相互作用的（预设30分钟)
（一)观察小电动机的结构（预设5分钟）
材料准备：小电动机、导线、电池、开关、电池盒、大头针
1.观察小电动机：老师为每组准备了一个小电动机，请同学们观察它是由哪几部分组成的？
2.小组交流，达成共识：小电动机的结构包括外壳、后盖、转子。
提问：转子是不是电磁铁呢？你能想个办法验证自己的猜想吗？
3.引导学生实验：验证通电转子是电磁铁。
4.小结：通电转子就是电磁铁。
【设计意图】通过观察体验，有利于学生直观认识小电动机各部件的结构和名称，初步建构电动机结构模型。通过验证活动引导学生运用所学知识解决实际问题，提升学生学以致用能力。
(二)研究小电动机各部分之间是怎样相互作用的（预设25分钟）
材料准备：小电动机、导线、电池、开关、电池盒、大头针、装沙子的小瓶子、铜质单股粗导线做的 V 字形“电刷”、橡皮筋、铁丝架、磁铁
1.讲述：小电动机转动是各个部件共同工作的结果。它们之间是如何相互作用的呢我们通过一个实验装置来进行研究吧！
2.学生活动：
（1）安装小电动机。
操作指导：出示安装步骤及注意事项。学生阅读步骤提出疑问。
安装操作：在小瓶子上套两根橡皮筋。把铁丝架和导线架插进橡皮筋中固定。把转子的电流换向器放在导线架上，另一端的轴放在铁丝架上，使转子能够灵活转动而不被卡住。
（2）探究电动机转动的原因
让转子转动起来：通过导线架给转子线圈通上电流，用一个磁铁靠近转子，转子转动了吗？把磁铁拿开，转子还能转动吗？
改变转子的转动状态：试一试，用两个磁铁会使转子转得更快吗？试一试，怎样改变转子的转动方向？
学生完成实验记录单。
3研讨交流：这几个部分是怎样相互作用的？在这过程中，能量是如何转化的？
4.小结：小电动机是用电产生磁，利用磁的相互作用推动转子转动起来的。所以是电能转化成磁能，磁能又转化成动能。
【设计意图】物体的结构总是和功能相适应的，学生在了解了小电动机的构造之后，自然会思考各部分是如何相互作用共同让转子转起来的。通过操作指导，降低学生安装电动机的操作难度，提高实验成功率。通过对比实验探究和两个试一试问题支架，帮助学生深入思考，搜集更多的证据，以利于学生分析推理发现电动机转动的原因及影响电动机转动快慢、方向变化的因素，完善学生科学认知，发展探究实践能力和科学思维。
拓展：我们知道在哪些地方用到了电动机？（预设5分钟）
材料准备：图片
1.出示图片：提问：我们知道在哪些地方用到了电动机？
2.小结：生活中的许许多多的地方都用到了电动机。小到遥控赛车、模型飞机、手机振动控制中的小电动机，大到电动自行车、电风扇、起重机中的电动机。可以说，电动机的应用非常广泛。
【设计意图】丰富学生对电动机的认识，初步体验科学技术的发展给人类社会带来的深远影响和变化。
四、板书设计
【疑难解答】
如何让学生明白小电动机的工作原理？
要想帮助学生理解小电动机的工作原理，一定要借助动手实验或者实物演示，边操作边演示边讲解，才能使学生对电动机的工作原理有一个清楚的了解。按照书中图示的步骤，用塑料罐、电线、橡皮筋完成了支架、电路的安装，然后将转子装上，将电动机上拆下来的磁铁靠近转子，观察转子的转动情况。可以在实验过程中，给每个学生在小电动机轴上装个纸片，代替螺旋桨转动，增强实验效果。同时引导学生观察、分析、讨论：一块磁铁能否使转子转动？磁铁与转子距离对转子转动的速度有何影响？转子转动的方向和什么因素有关？通过前后对比以及所学的电磁铁知识，使学生逐步认识到电动机转动，是因为转子通过后产生了磁性，这个磁性与磁铁的磁性相互作用，推动了转子的转动。