【大单元教学】初中物理九年级全一册第二十章《电与磁》大单元整体设计（人教版）

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九年级物理全一册大单元整体设计
第二十章《电与磁》
一、单元内容分析
本单元深入探索“磁与电”的奥秘，涵盖从磁现象到电生磁效应，再到电磁铁与继电器的运作，以及电动机的原理和磁生电的科学。学生将在此过程中构建起对电磁学的全面认识，并锻炼将理论应用于实践和创新探索的能力。
在第一节“磁现象 磁场”中，我们带领学生踏入磁的神奇领域，揭示磁体的吸铁性和指向性等基本属性，并探索磁极间相互作用的规律。通过学习磁感线，学生能够直观地把握磁场的形态和特性。地磁场及其对生物导航的影响，巧妙地将磁学与生物学交织在一起，彰显自然界的奥妙与和谐。
第二节“电生磁”揭示了电与磁之间的密切联系。奥斯特实验作为电流磁效应的经典案例，引导学生深入理解电与磁的相互作用。通电螺线管的磁场分布成为本节的核心，学生将学习如何运用安培定则来确定螺线管的磁极方向。电磁铁的基本原理为下一节电磁继电器的学习奠定基础。
第三节“电磁铁 电磁继电器”深入探讨电磁铁的性质及其应用。学生将深入了解影响电磁铁磁性强弱的因素，并掌握如何调整这些因素以控制电磁铁的磁性。电磁继电器的原理和应用成为本节的焦点，学生将领会其在自动化控制中的关键作用，并体会到电磁学在现代科技中的广泛应用。
第四节“电动机”带领学生深入电动机的工作原理和构造。学生将分析通电导线在磁场中受力运动的现象，这是电动机工作的核心原理。同时，学生将了解直流电动机的基本构造和能量转换过程，从而全面认识这一关键电气设备。
在最后一节“磁生电”中，学生将通过法拉第电磁感应实验，引入磁生电的概念。他们将探讨感应电流的产生条件，并深入理解电磁感应现象中的能量转换过程。这一节的学习将使学生对电磁学的核心内容有更完整的把握，并为他们未来的学习与研究奠定坚实的基础。
二、本章课标要求
本章部分内容属于课程标准中课程内容的第二个一级主题“能量”，是该主题下的二级主题“电和磁”中的部分内容。内容标准要求如下：
2.4.2 通过实验，认识磁场。知道地磁场
例3 查阅资料，了解我国古代指南针的发明对人类社会发展的贡献。
2.4.3 通过实验，了解电流周围存在磁场。探究并了解通电螺线管外部磁场的方向。了解电磁铁在生产生活中的应用。
2.4.4 通过实验，了解通电导线在磁场中会受到力的作用，并知道力的方向与哪些因素有关。
例4 了解动圈式扬声器的结构和原理。
例5 了解直流电动机的工作原理。
2.4.5探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。了解电磁感应在生产生活中的应用。
例6了解发电机的工作原理。
三、本章核心素养
物理观念：认识电流的磁效应；知道通电导体周围存在着磁场:通电螺线管的磁场与条形磁体相似；会利用安培定则判断通电螺线管的极性和线圈上的电流方向。
物理思维：通过深入探索事物的本质和规律，我们能够更深刻地领会科学探究方法的精髓。这种方法涵盖了从观察、实验到数据分析的全过程，还包括假设的提出、理论的构建以及验证和修正的循环。通过这种方式，我们逐步揭开自然界神秘的面纱，深入理解各种物理现象背后的科学原理。这种科学探究方法不仅适用于物理学，还可以扩展到其他自然科学领域，帮助我们更全面地认识世界，推动科学技术的持续进步。
科学探究：培养学生的观察、思考、分析、讨论、总结、归纳的能力。
科学态度与责任：在解决问题的征途中，学生们展现出坚定不移的信念和决心，这种积极向上的态度让他们在克服挑战、解决物理难题时，体验到无与伦比的成就感和喜悦。这种心态不仅锻造了他们的自信，更点燃了他们对学习的热情。面对错综复杂的物理现象和棘手的问题，他们不再感到畏惧，而是勇敢地投身于探索和求知的旅程中。通过不懈的努力和反复的实践，他们逐渐掌握了破解难题的钥匙，提升了分析和解决物理问题的能力。每一次成功的解答，不仅是对他们辛勤努力的肯定，也是他们在知识道路上积累的宝贵经验。
四、本章教学目标
（一）内容目标：
认识磁现象，了解磁场的概念，能用磁感线描述磁场分布。
理解电流磁效应，掌握安培定则，能判断通电螺线管的磁极方向。
知道电磁铁的原理，了解电磁继电器的工作原理及应用。
理解电动机的工作原理，知道直流电动机的基本构造。
掌握电磁感应现象，理解感应电流的产生条件。
（二）学业目标：
培养和激发学生对物理现象的好奇心和探究欲，使他们在学习过程中能够主动地去探索和发现，进一步点燃他们对物理学的兴趣之火。通过这种兴趣的培养，学生能够更加积极地投入到物理学习中，主动寻找问题的答案，而不是被动地接受知识。同时，教育学生要培养实事求是的科学态度，尊重科学事实，对待每一个实验和观察都要严谨认真，勇于探索未知的领域，不畏惧困难和挑战。此外，增强学生的科技意识，让他们了解电磁学在日常生活中的广泛应用，例如家用电器、通信设备等，从而认识到科学技术对社会进步的重要性。通过这些知识的学习，学生能够树立起服务社会的责任感，明白科学技术不仅仅是理论上的研究，更是要应用于实际生活中，为社会的发展做出贡献。
五、教学重点
磁场的概念及磁感线的表示方法。
电流磁效应现象及其解释。
电磁铁的原理及电磁继电器的应用。
电动机的工作原理及直流电动机的基本构造。
电磁感应现象及其产生条件。
六、教学难点
理解磁场是物质的一种存在形式，能够用磁感线描述磁场分布。
运用安培定则准确判断通电螺线管的磁极方向。
理解电磁铁磁性强弱的影响因素，并能进行实验探究。
分析电动机工作时能量转换的过程及效率问题。
理解感应电流的产生条件，并能通过实验验证法拉第电磁感应定律。
七、学情分析和建议
九年级学生已经发展出观察、实验、分析和解决问题的初步能力。他们能够独立或协作进行基础物理实验，并对观察到的现象进行基础分析和解释。这为他们学习本单元内容提供了坚实的基础，使他们能够更深入地掌握实验技能和科学探究方法。九年级学生对未知领域充满探索欲，他们愿意主动学习和解决问题，这种积极的学习态度将极大地促进他们在本单元的学习成果。
尽管如此，电磁学的抽象和复杂性可能会给部分学生带来挑战。例如，他们可能在理解磁场与电流之间的相互作用，或掌握电磁感应现象的产生条件和感应电流方向上遇到难题。因此，教师在教学过程中必须密切关注学生的学习进展，并及时提供必要的指导和支持。
为了帮助学生克服这些挑战，教师可以采取多样化的教学策略。通过生动的实验演示，学生可以直观地体验磁场与电流的相互作用，以及电磁感应现象的形成过程。同时，利用多媒体教学资源，如动画和视频，将抽象的理论知识具体化，帮助学生更有效地理解和吸收。此外，教师还可以设计一系列针对性的练习题目，让学生在实际操作中巩固所学知识，提高解决实际问题的能力。
八、本章活动主题
在本单元的学习旅程中，我们将深入探索一个至关重要的主题——“电与磁的相互作用及其在生活中的广泛应用”。这一主题不仅涵盖了电与磁的基本概念和原理，还着重介绍了它们在现代生活中的各种实际应用。通过这一核心主题的引领，我们将能够将本单元的教学内容有机地串联起来，形成一个完整而系统的知识体系。
具体来说，我们将从电与磁的基本概念入手，逐步深入探讨它们之间的相互作用机制。例如，我们会学习电流如何产生磁场，以及磁场如何影响电流的流动。这些基础知识将为我们理解更复杂的电磁现象打下坚实的基础。随后，我们将进一步探索电磁波的产生和传播，以及电磁感应的原理，这些都是现代电力和通信技术不可或缺的理论基础。
九、整体教学课时安排
单元主题 任务 问题 活动
电与磁 任务一：磁现象 磁场（1课时） 问题1：磁极间的相互作用规律？ 活动一：演示磁极间的相互作用。
问题2：如何描述磁场？ 活动一：学生活动，在磁体周围撒碎铁屑。
问题3：地磁场？ 活动一：自主阅读、学习。
任务二：电生磁（1课时） 问题1：电流的磁效应？ 活动一：演示奥斯特实验。
问题2：通电螺线管的磁场？ 活动一：学生分组实验：探究通电螺线管的磁场分布。
问题3：安培定则？ 活动一：学生完成对应练习。
任务三：电磁铁 电磁继电器（1课时） 问题1：电磁铁的磁性强弱？ 活动一：学生探究影响电磁铁磁性强弱的因素。
问题2：如何解释电磁继电器的工作过程？ 活动一：自主阅读、学习、完成对应练习。
任务四：电动机（1课时） 问题1：磁场对通电导体的作用？ 活动一：演示磁场对通电导体的作用，学生观察思考讨论。
问题2：电动机 活动一：自制小型电动机、自主阅读、学习
任务五：磁生电（1课时） 问题1：什么情况下磁能生电？ 活动一：学生分组实验探究什么情况下磁能生电
问题2：发电机 活动一：演示首要发电机，学生观察思考。活动二：自主阅读、学习、完成对应练习。
十、学习评价量化表
评价指标 评价等级即分值 得分
一级指标 二级指标 优秀 良好 合格 自评 他评 师评
活动态度（20％） 学习兴趣 对本课有浓厚的学习兴趣 对本课有较高的学习兴趣 对本课的学习兴趣一般
学习态度 学习态度认真负责，努力完成预定任务 认真参与，在同学的协助下努力实现预定任务 认真参与，在同学的协助下努力未能全部实现预定任务
合作交流（20％） 与人合作 主动和同学配合，分工合作，乐于帮助同学 能和同学配合，做好自己分内的事 有需要时才和同学合作，喜欢个人学习
与人沟通 态度谦虚，认真倾听同学意见，能合作解决问题 会倾听同学意见，基本能和同学合作解决问题 不太喜欢发言和倾听同学意见，不喜欢和同学合作解决问题
探究实验（30％） 动手操作 能熟练操作实验器材，并在规定时间内完成实验任务 操作器材叫熟练，能够完成实验任务，但有缺陷 不能熟练操作实验器材，不能完成实验任务，或效率太低
分析归纳 根据实验现象和数据能够快速地分析归纳得出结论，并能和同学交流反思 能根据实验现象和数据得出实验结论，不能和同学交流反思 能记录现象和数据，不能得出对应的结论，或不能得出完整的结论
学习成果（30％） 获取知识 能够完成本节课的学习目标，能完全理解本节课重难点 基本能完成本节课的学习目标，能在老师或同学的协助下理解本节课重难点 基本能完成本节课的学习目标，不能完全理解本节课重难点
熟练运用 能够独立、快速完成课堂或课后练习，能运用所学内容解释一些实际问题 能够在老师或同学的帮助下完成课堂或课后练习，能解决一些实际问题 不能完成全部的课堂或课后练习，在解决实际问题时存在较大困难
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