实践 探究雷电的奥秘 核心素养教学设计（表格式）

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《实践 探究雷电的奥秘+单元章末练习》教学设计
课题 实践 探究雷电的奥秘+单元章末练习 单元 15 学科 物理 年级 九
教材分析 本实践活动是沪科版九年级物理 “第十五章 电与电路” 的延伸实践课，让学生通过查阅并整理资料。了解雷电产生的原因,调查我国历史上关于雷电的记载和预防雷击的措施，体会中国古代人们的智慧，例如一些避雷的装饰：鸱吻”，其口中伸出的金属舌头连接铁丝通地，可引导雷电入地。太公钓鱼法：雷鼓扰动法， 铜制品防雷。让学生调查学校建筑和家庭住宅采取的预防雷击措施,对人和建筑物等避免雷击,采取必要的防范措施提出建议。充分体现学以致用的，让学生提高安全防范意识，对预防雷电危害现象能提出合理化建议，有进行科学普及的主动性和责任感。这节课是非常实用非常必要的一节实践课，应该给予高度重视。
2022新课标要求 《义务教育物理课程标准（2022年版）》：该标准将科学探究列为课程目标的核心素养之一，强调通过科学探究，突出问题导向，引导学生不断探索，提高分析问题、解决问题的实践本领和科学思维能力。在“实验探究”和“跨学科实践”主题中，要求学生通过实验和实践活动，探究自然现象和物理规律，了解物理知识在日常生活、工程实践和社会发展中的应用。实践探究雷电的秘密可帮助学生理解电荷、电场等物理概念，以及雷电的产生原理和安全防护措施，符合新课标中培养学生物理观念、科学思维和科学探究能力的要求。
学习目标与核心素养 1.物理观念（1）查阅并整理资料。了解雷电产生的原因,调查我国历史上关于雷电的记载和预防雷击的措施。（2）调查学校建筑和家庭住宅采取的预防雷击措施,对人和建筑物等避免雷击,采取必要的防范措施提出建议。（3）知道雷电是静电现象,知道摩擦起电实质；了解尖端放电及其危害;能用相关知识解释生产、生活中的有关现象。2.科学思维能通过网络学习概括归纳搜集资料和分析众多现象,了解雷电现象本质；能对人和建筑物避免雷击提出自己的观点,并对具体防范措施提出建议。3.科学探究 通过感受人造雷电等探究活动,体验雷电及感悟雷电产生条件,并有针对性地提出防范雷电的措施。4.科学态度与责任：具有探索自然的好奇心和求知欲,有把科学知识应用到生产和生活实际的习惯;有安全防范意识,对预防雷电危害现象能提出合理化建议，有进行科学普及的主动性和责任感。
学情分析 1.知识基础：已掌握“摩擦起电”“电路”等基础电学概念，对雷电有生活常识性认知（如雷电伴随雷声、避免在树下躲雨），但缺乏对“电荷分离”“尖端放电”等原理的理解。2.能力特点：具备简单实验操作能力（如连接电路、观察现象），擅长小组合作，但抽象思维较弱，难以直接理解“云层带电”等不可见过程，需借助具象模型或模拟实验突破。3.认知难点：易混淆“雷电成因”与“雷声传播”，对“避雷针工作原理”的理解易停留在“引雷”表面，忽略其“导走电荷”的本质。
重点 了解雷电的产生、危害及防护措施。
难点 实地调研的安全性与有效性：确保学生实地观察时的安全（如不触碰避雷设施），同时获取有效信息。
材料准备 雷电形成过程视频、避雷针工作原理视频、真实雷电灾害案例图片
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 “雷车驾雨龙尽起，电行半空如狂矢。”雷声如同战车疾驰，激起巨龙腾飞。电在半空中疾驰，犹如狂箭般迅猛。雷电是自然界常见的静电现象，雷电是怎样产生的？雷电对生产生活会产生什么影响？下面，我们通过实践活动进行探究。 结合生活经验思考问题，产生 “探究雷电原理与防雷措施” 的兴趣。 明确本节课的实践任务
讲授新课 一、活动方案任务一：查阅并整理资料。了解雷电产生的原因；调查我国历史上关于雷电的记载；我国古代预防雷击的措施；1.雷电产生的原因雷电产生的原因主要与积雨云中的电荷分离和放电过程有关。具体来说，包括以下步骤：（1）积雨云形成：积雨云是由空气中的水蒸气在上升过程中遇冷凝结形成的。当空气中含有足够的水蒸气并受到上升气流的推动时，会形成浓厚的积雨云。（2）电荷分离：在积雨云内部，冰晶、霰粒和水滴等微粒在碰撞、摩擦过程中会发生电荷分离。通常，云的上部积累正电荷，而中下部积累负电荷。（3）电场增强：随着电荷的不断积累，云内和云与地面之间的电场强度逐渐增强。当电场强度超过空气的击穿阈值时，空气被电离，形成导电通道。（4）放电过程：电荷通过导电通道迅速释放，形成闪电。放电过程中，空气温度急剧升高，导致空气迅速膨胀，产生冲击波，进而形成雷鸣声。此外，雷电活动还受到地形、气象条件等因素的影响，例如热雷电、锋雷电和地形雷电等不同类型的雷电，其形成条件和特点也有所不同。视频：雷电的形成2.我国历史上关于雷电的记载我国历史上对雷电的记载丰富而深刻（1）殷商时期 甲骨文记载：3000多年前的殷商时期，甲骨文中已有“雷”、“电”的形声字，表明当时人们已开始关注雷电现象。 （2）西周时期青铜器铭文：西周初期，青铜器上出现加雨字偏旁的“电”字，反映了对雷电与天气关联的认识。 （3）西汉时期 《淮南子》记载：刘安等著的《淮南子》提出“阴阳相薄为雷，激扬为电”，认为雷电是阴阳二气相互作用的结果。 （4）东汉时期。《论衡》记载：王充在《论衡》中指出“雷者，太阳之激气也”，并总结了雷电活动的季节性，同时认同阴阳相互作用产生闪电的看法。（5）三国两晋时期：保圣寺塔避雷：三国孙吴时期建造的保圣寺塔，塔顶有铁制古刹，具有避雷效果，虽多次受损却从未遭雷击。 （6）唐宋时期 ： 《梦溪笔谈》记载：沈括详细描述了雷电通过金属导体时造成的现象，如金属熔化而周围物体未受损，体现了对导体和绝缘体的初步认识。柳宗元在《柳州山水近治可游者记》中描述了“地形雷”的成因，与近代科学解释基本一致。 （7）明清时期 雷电现象解释：明代刘基进一步阐释了雷电的形成过程，认为天气郁激而发的阳气团与阴气相撞产生雷电。 3.我国古代预防雷击的措施；我国古代预防雷击的措施主要包括以下几种： 1.建筑设计与材料选择 （1）木结构建筑：古代建筑多采用木结构，木材电导率低，不易形成强电场，且具有一定的绝缘性，能减少雷电引发的火灾风险。 （2）特殊材料：在建筑中加入草绳、稻草垛等，这些材料能吸收电荷，增强建筑的绝缘性。 （3）避雷装饰：在屋顶安装类似避雷针的装饰物，如“鸱吻”，其口中伸出的金属舌头连接铁丝通地，可引导雷电入地。 2.其他防雷方法 （1）太公钓鱼法：利用铁钩吸引雷电，将其引向铁质物品，避免建筑物被击中。 （2）雷鼓扰动法：通过敲击雷鼓产生的声音扰动雷电形成的大气电荷，使电荷重新分布，减少雷电威胁。 （3） 铜制品防雷：使用铜板、铜钉等导电性好的材料，快速将雷电电荷导入地面。 这些措施体现了古人对雷电现象的深入观察和智慧应对，为现代防雷技术提供了宝贵的经验和启示。任务二：调查学校建筑和家庭住宅采取的预防雷击措施；对人和建筑物等避免雷击采取必要的防范措施提出建议；1.调查学校建筑预防雷击措施；（1）安装防雷装置 ①在屋顶安装避雷针或避雷带，利用建筑物金属屋面作为接闪器，防止直击雷。 ② 引下线优先使用建筑物钢筋混凝土柱或剪力墙中的主钢筋，确保雷电流安全泄放。 ③采用接地装置，降低接地电阻，通常要求≤10Ω。 （2）开展防雷安全教育 ①教育师生了解雷电危害，掌握防雷知识，提高自我保护意识。 ② 制定应急预案，组织演练，确保雷电发生时能迅速采取有效措施。 2.调查家庭住宅采取的预防雷击措施（1）安装防雷装置 ①根据建筑物防雷等级安装避雷针、避雷带或避雷网。 ② 确保引下线连接可靠，接地电阻符合要求。 （2）室内防雷 ①安装电源、信号线浪涌保护器，防止雷电波侵入。 ② 雷雨时关闭门窗，切断电源，拔掉电器插头，远离金属管线和电子设备。 ③ 不使用太阳能热水器洗澡，避免水流导电引发危险。二、交流评价雷电是一种壮观且令人生畏的自然放电现象，通常伴随着闪电和雷鸣。雷电主要发生在积雨云中，当云层内的各种微粒因碰撞摩擦等因素分离积累正、负电荷，形成较集中的电荷区时，就可能产生放电现象。为了减少雷电带来的危害，需要采取有效的防御措施： 1. 在室内时紧闭门窗，避免待在离门窗较近的地方，以防球形雷进入室内或侧击雷和球雷的侵入。2.不要接触室内的金属管线，关闭所有家用电器，并拔掉电源线，特别是电视机、电脑、电话等 3. 在户外时避免在空旷地带、高地、大树下、水边等容易遭受雷击的地方停留。应尽量寻找低洼处或具有防雷设施的建筑物躲避。如果身处空旷地带无法躲避，应双脚并拢蹲下，双手抱膝，尽量降低身体的高度和与地面的接触面积，但不要躺在地上。 不要在水面或水边游泳、钓鱼、划船等。视频：避雷针的原理三、拓展研究富兰克林雷电实验根据流传的说法，1752年6月或7月的一个雷雨天，富兰克林和他的儿子威廉带着装有金属杆的风筝来到空旷地带，将风筝放上高空 。当闪电掠过时，富兰克林用手靠近风筝线上的铜钥匙，感受到了被电击的麻木感，随后他又将风筝线上的电引入莱顿瓶中，证明了天上的雷电与人工摩擦产生的电具有完全相同的性质 。视频：富兰克林雷电实验 查阅并整理资料。了解雷电产生的原因；调查我国历史上关于雷电的记载；我国古代预防雷击的措施。学生观看雷电视频聆听我国历史上对雷电的记载聆听我国古代预防雷击的措施，调查学校建筑预防雷击措施，调查家庭住宅采取的预防雷击措施学生交流评价 锻炼学生的自学能力，归纳总结能力了解雷电的形成了解中国历史上关于雷电的记载以及智慧了解建筑设计与材料选择，太公钓鱼法，雷鼓扰动法，铜制品防雷锻炼学生的自主学习能力进一步了解雷电的奥秘
1.《淮南子》中写道“阴阳相薄为雷，激扬为电”，认为雷电是一种中和现象。云层之所以带电的原因是云层与空气摩擦使发生转移，如图所示，两片带有异种电荷的云层A、B相接触时，雷电电流的方向为___________（选填“从A到B”或“从B到A”）。
【答案】电子 从A到B
【解析】两种束缚电子能力不同的物体相互摩擦时，束缚电能能力弱的失去电子，从而带上正电，束缚电子能力强的物体得到电子从而带上负电，这叫做摩擦起电，在摩擦起电过程中，带负电荷的电子发生的转移，并没有产生电荷。两片带有异种电荷的云层A、B相接触时，雷电电流的方向为从A到B。
D. 放电时，电流方向是从大地指向避雷针
【答案】D【解析】A. 制作避雷针的材料应该能导电，塑料是绝缘体，不容易导电，所以A错误； B. 避雷针通过疏导电荷运动起避雷作用，所以B错误； C. 在云层向避雷针放电过程中，实际上是 云层失去电子 ，形成正电荷；而大地获得电子，形成负电荷。电子从云层流向避雷针，再通过避雷针导入大地。所以C错误； D. 放电时，电流方向是从大地指向避雷针。所以D正确。 学生练习 巩固本节的知识
课堂小结 1.雷电产生的原因：电荷达到足够高的水平时，会在云层之间或云层与地面之间放电。2.预防雷击的措施：在楼（屋）顶安装避雷针等装置；发生雷电时，不能停留在楼（屋）顶；要注意关闭门窗；不宜接近建筑物的裸露金属物；不宜使用未安装防雷设施的电器设备。 学生总结教师补充 让学生对本节知识有个系统理解
板书 实践:探究雷电的奥秘1.任务一：资料查阅① 雷电产生的原因② 历史上关于雷电的记载③古代预防雷击的措施2.任务二：实地调查① 学校建筑和家庭住宅采取的预防雷击措施② 预防雷击的建议3.拓展研究富兰克林实验：价值在 “猜想雷电是静电”，禁止模仿危险操作 对照板书回顾 夯实本节基础
课外拓展/课外阅读内容 . 科普书籍：《十万个为什么（地球科学卷）》中“雷电是怎么来的”章节，语言通俗，搭配插图，适合快速理解原理。
特色资源分析和技术手段说明 实地观察对象，结合课堂知识分析其安装高度、材质特点，实现“从课堂到生活”的知识迁移。
教学反思 结合生活实例的安全讨论，让学生快速掌握实用防护方法，课后调查显示90%的学生能向家人科普“雷电时不碰阳台金属护栏”。对“雷电预测技术”的拓展较浅，可补充1-2分钟的“气象雷达如何监测雷电”小知识，进一步拓宽科学视野。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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