20.6 磁生电 教学设计 （表格式）人教版（2024）九年级全册

教学设计
课 题： 磁生电
教学对象： 九年级 课时：1课时
一、教学内容分析
1.课标研读认真研读课标，有以下几点理解：一、课标中这一单元内容属于一级主题“运动和相互作用”，本单元一开始就指出磁场是一种新的物质形式，它的客观表现在磁场能对处于其中的磁体（或电流）有力的作用，然后围绕电与磁相互作用的两个对应的方面展开，这一种物质观是建立在相互作用观基础上的，可见，本单元的主要物理观念是相互作用观。此外，本单元专门从能量及其转化的角度对发电机的工作过程进行了说明，这反映的是一种能量观。二、从课标可看出，这个单元以人类对各种自然现象之间的相互联系的认识过程来进行设计和展开的，涉及的物理学史蕴含了丰富的科学思维和方法，包括“模型建构”和“科学论证”等，而这些思维方法也更有利于学生进一步形成“世界是由物质构成的，物质之间是相互联系的”物理观念。三、课标中举例和活动建议部分都是科学探究的素材，且所追求的学习目标各有侧重，整体上体现出由各学习内容实现不同素养目标的一个较为综合且完整的学科核心素养目标培养体系，以提高学生科学探究能力以及创新的精神。四、本单元中物理学史的涉及也体现了人类对自然现象的认识和对科学知识的应用，渗透了科学.技术.社会.环境（STSE）思想,能使学生感悟到物理学的发展是由一次次重大思想的突破和研究方法的进步所结晶出来的，体会科学家的科学精神，这其中包含着对传统观念的一次次解脱和前辈科学家的独特思考与探索。2.依据课程标准对教材的分析本单元在力学和电学的基础上，揭示了神秘莫测的电与磁的紧密联系、电与磁相互依存的关系，以及电和磁在生活生产中的应用。单元各部分内容间相互依存，线索清晰，从对磁现象和磁场的认识，到电生磁及其应用，再到磁生电及其应用，符合单元内容间的知识逻辑，把物质的观念拓展到了磁场，并丰富了运动与相互作用的观念。教材中，有侧重“基于观察和实验提出物理问题、形成猜想和假设”培养的科学探究活动，也有侧重“设计实验”培养的科学探究活动，还有侧重“基于证据得出结论的”培养的科学探究活动；而对于“科学思维”，有些学习内容侧重理论分析的“模型建构”，有些侧重“科学论证”的培养。3.单元内容结构化分析按照课标要求找出知识点，对知识点分类归纳形成知识线，找出知识蕴含的方法，关联模块内容主题，形成内容结构，再根据课标内容、学业要求找出素养点，将单元内容与学科素养进行关联，内容（如图）。4.单元活动大任务基于此选择了学生非常熟悉又非常感兴趣的电磁起重机的制作为单元大任务自制电磁起重机垃圾厂里有很多的废旧钢铁材料，人力去捡拾这些可回收利用物费时费力，但是那里有一台利用磁现象有关知识做成的能够捡拾和搬运钢铁材料的机器电磁起重机。电磁起重机的主要部分是电磁铁。以及电动机，接通电流，电磁铁 ( https: / / baike. / doc / 5410516-5648605.html" \t "https: / / baike. / doc / _blank )产生磁性便把钢铁物品牢牢吸住，电动机转到把钢铁物品提升或降低高度，并吊运到指定的地方。切断电流，磁性消失，钢铁物品就放下来了。电磁起重机使用十分方便，但必须有电流才可以使用，可以应用在废钢铁回收部门和炼钢车间等。我们能否自制一台简易的电磁起重机呢？在制作的过程中，我们需要解决那些问题？请你课后把你的设计方案和大家一起分享5.《磁生电》分析“磁生电”是研究电与磁相互作用的另一个方面，即磁现象在什么情况下能表现出它的电性质。有了前面的基础知识，再考虑到本问题与“电生磁”问题的对应关系，这一部分内容强调实验设计方案，突出运动与相互作用观的渗透。对于发电机的介绍除体现科学与技术的关系外，也从能量及其转化的角度来反映能量观。这一部分内容即有“基于观察和实验提出物理问题、形成猜想和假设”的科学探究活动，也有侧重“设计实验”的科学探究活动，从而培养学生“科学论证”方面的科学思维。
二、教学目标
1.单元学习目标学习目标主要是本单元的在模型建构和探究活动中认识磁场这一种新的物质形式，并了解磁场对处于其中的磁体或电流力的作用，围绕电与磁相互作用的方面展开。通过对磁场、电生磁、磁场对通电导线的作用以及磁生电等一系列的探究过程，经过模型建构、科学论证等过程，逐步体会“观察、比较、猜想、验证、归纳、推理”等科学方法，通过小组合作，大组交流共享实验数据的过程，经过分析、综合、抽象、概括等活动形成物理概念，感悟与人合作的重要性，认识电与磁间的相互作用的物质观。2.课时教学目标基于单元目标的分析结合学科核心素养，制定核心素养引领下的教学目标如下：物理观念：通过经历探究实验，探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件，进一步认识电与磁的相互作用。通过了解发电机的工作过程，认识其中的能量转化。科学思维：基于“自然界各种自然现象应该存在着相互联系”的思想，在认识了“电生磁”的基础上，通过建构模型，了解电与磁相互作用的另一面，即在某些情况下，磁现象也应该表现出电的特征；通过理论与实践的结合，相互作用观的应用，科学与技术的渗透，反映一种能量观，寻找知识背后电磁转化的“求真”元素。科学探究：基于“磁场对通电导线的作用”成功的实验基础，能够在观察的基础上，提出物理问题，针对问题形成猜想与假设，进行“磁生电”的实验设计，注重设计实验能力的培养，理解控制变量法的使用。科学态度与责任：通过了解科学家的探究过程，认识科学研究方法的重要性，体会人类探究自然规律的科学态度和科学精神，认识物理实验在物理学研究中的作用，正确对待失败与成功。通过了解电磁感应在生产、生活中的应用，感受科学.技术.社会之间的联系，体会学习的社会意义。
三、学情分析
学生已经学习了电学的相关知识，经过了本单元前4节的学习对“电与磁的相互作用”已经有了一定的认识，能够根据物理的对称性、相互作用观，对磁生电进行猜想。此外学生已经积累一定的实验探究的能力，可以进行一些简单的实验设计和实验操作，当然学生还是欠缺“透过现象看本质”的思维能力，仍需要借助于直观形象的现象建立抽象的概念，可在教师的引导下对实验方案的可行性和科学性进行讨论、优化，以达到更为高阶的能力培养。
四、教学策略选择与设计
教法和学法 体验式的教学方法，搭建台阶、循序渐进地让学生经历实验探究的过程，在其中渗透物理研究方法和思维方法，让学生自主探究、合作交流，通过在参与、体验、感受中获得价值观和能力的提升。教学用具多媒体教学软件：如ppt,视频，动画；虚拟实验室，电子白板，手机投影实验器材：直导体、线圈、导线、灵敏电流计、蹄形磁体、方形强磁体、激光笔、手摇发电机
五、教学重点及难点
重点是探究电磁感应现象，而如何能让学生逐步地经历探究的过程，理解感应电流产生的条件，体验知识生成则是教学中的难点。
六、教学过程
教师活动 学生活动 设计意图
引入新课展示小电动机、扇叶，并将其组装后接入电路中，闭合开关。（手机投影）引导学生思考、讨论：全面的“电与磁相互作用”研究应该有哪些方面 从实验层面分析，已经研究了什么？还应该探究什么问题？2、演示：将带有扇叶的电动机与电流表直接相连形成闭合回路，转动扇叶，观察电流表指针是否发生变化。新课教学（一）探究什么情况下磁能生电1、展开小电动机的内部结构，引导学生思考哪些器材才能使磁能生电？根据学生的实验方案，提出问题：想一想：选择什么样的磁体来提供磁场呢？蹄形？条形？ 选择什么样的导体放在磁场中呢？是直导线好还是线圈好呢？从导体在磁场中做什么运动进行研究呢？引导学生优化实验方案，并设计实验记录表格。在学生交流讨论的基础上，尝试实验：将导体放入磁场中，闭合开关，使导体运动。没有检测到电流，是否就意味着实验失败了，是否就应该放弃我们的猜想呢？指导学生进行分组实验。4、引导学生分析实验现象，利用图片画出磁感线来描述磁场，模拟导体在磁场中的运动。（虚拟实验室播放）5、提出问题：实验中电流表的偏转方向说明了什么？为什么会有不同？引导学生根据“电与磁的相互作用”猜想：感应电流的方向还可能与什么因素有关？（二）发电机1、利用课件介绍法拉第，引导学生对法拉第的失败与成功做出正确地认识。（学生也可以通过线上平台查找相关资料）2、展示手摇式发电机。演示手摇发电机的工作过程，用手转动手柄，观察并分析实验现象。（动画演示）3、换接电流表，发现电流的方向和大小都再交替性的变化，引出：交变电流。播放动画演示：发电机的工作过程及电流的变化原因。介绍发电机的种类，引导学生认识发电机的能量转化。（通过手机同步播放相关资料，图片，短视频等）讨论发电厂的生产所带来的环境问题。课堂小结请同学们谈一谈对磁生电的认识和存在的疑惑。布置作业请同学们利用磁体和线圈自制一个小小发电机。（线下查找相关资料，完成实践活动） 学生观察到：闭合开关，扇叶转动。学生回顾电动机的工作原理。学生在教师的引导下思考，猜想磁能不能生电。学生观察到电流表指针发生偏转，进一步猜想：磁能生电。学生结合已有的电动机知识，分析演示实验，思考磁生电的器材、方法，明确实验的方案：线圈与电流表相连形成闭合回路，将线圈放在磁场中运动。学生讨论交流：可以选用两个方形磁体上下放置提供中间部分的均匀磁场，且用直导线代替线圈在磁场中分方向运动进行实验探究。学生在任务单上设计实验记录表格。学生观察实验。学生讨论不偏转的可能：没有电流产生或者是产生的电流过小。优化：换用磁性更强的磁体和灵敏电流计。学生利用实验器材按照实验方案进行实验探究，填写实验记录表格。学生总结产生磁能生电的条件。学生猜想。学生分析，得出：感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关。学生分组实验，验证猜想。根据实验现象总结。认识法拉第，了解物理学史。体会科学探究的精神与成就，了解电磁感应的发现所具有的划时代的意义。学生观察，描述发电机的构造。学生分析实验现象，认识手摇发电机。认识交变电流，以及我国交变电流的频率。认识发电机的能量转化及发电厂的生产所带来的环境问题学生畅谈。 增加清晰度，激发兴趣利用了学生原有生活经验和认知冲突激发学生探求新知的兴趣，有利于积极地进入新课的学习。基于“自然界各种自然现象应该存在着相互联系”，让学生根据现象提出问题并进行合理的猜想，并在教师的引导下对实验方案进行质疑和优化，培养学生的科学探究能力。引导学生正确认识失败，学会从失败中寻得成功。引导学生通过建立模型认识事物的本质。便于学生观察，比较实验现象引导学生由实验现象发现问题，并学会解决问题，寻找事物之间的根本联系。通过物理学史的再现，形成正确的科学观，提高科学技术应用于生活和社会的意识。培养学生的社会责任感和正确的世界观。促进学生构建自己的知识体系，并引导学生将学习从课堂延伸到课外。科学联系社会生活，通过制作发电机既能让学生将物理知识转化为实际应用，又是对知识的提升与拓展，培养学生的学习能力和分析、解决问题的能力。
七、板书设计（本节课的主板书以及设计理念）
第二十章 第6节 磁生电设计理念：促进学生构建自己的知识体系，认识并形成电与磁间的相互作用的物质观。