苏科版九年级物理 14.5综合实践活动 设计和制作一个模拟的调光灯 教案

综合实践活动
（设计和制作一个模拟的调光灯）
教学课题：综合实践活动设计和制作一个模拟的调光灯
[教学设计]
设计和制作模拟调光灯是在学生学习了电阻、变阻器及欧姆定律的基础上对学生提出的一次综合知识的应用。教材以综合实践活动来完成本章一开始提出的目标任务，这既是对本章内容的回顾总结，又是对本章知识的具体应用，与此同时，更是对学生的操作技能的提高训练。通过具体的实物制作，使得学生感知理论对实践的指导价值和在操作中取得直接经验并获得成功的愉悦。
[教学目标]
通过设计和制作模拟的调光灯，激发学生的学习兴趣和求知欲望，培养学生的动手能力，发展学生的思维能力和创新意识。
[教学重点]
1．引导学生设计出电路。
2．怎样控制调光灯的亮度。
[教学难点]
1．实验器材规格的选取。
2．确保电路安全所采取的保护措施。
[教学器材]
直流电源（电压9V）、小灯泡（2.5V 0.3A）、灯座、开关、导线、电位器、三种规格的定值电阻（20Ω、2Ω、1Ω）、电流表（量程为0-0.6A和0-3A）、电压表（量程为0-3V和0-15V）、各种材料和工具。
[教学过程]
阶段 与时间分配 教师引导 学生活动
3分钟
引入：同学们今天老师带来了一盏台灯（教师演示），下面请问同学们你们能画出这盏台灯的电路图吗？
学生思考，画出电路图
10分钟
活动一、自制一个模拟的台灯
同学们，我们已经学习欧姆定律， 现在同学们手边有9V的电源一个，一个标有“2.5V 0.3A”的小灯泡，三种规格的定值电阻，一个开关、若干导线，下面请同学们自己制作一个模拟台灯。在制作之前请同学们先回答老师几个问题：
1.刚才设计的电路图是否可用？为什么？
2.如何才能使小灯泡正常发光呢？（小组讨论交流）
3.现有三种规格的电阻应如何选择呢？
同学们，老师给大家提供了20Ω、2Ω、1Ω三种阻值的电阻若干，请问大家如何利用所给电阻让小灯泡能够正常工作呢？（小组讨论交流）
请同学们思考一下到底选哪一个阻值的电阻接入电路呢？（教师点评学生的答案。引导学生做出正确的选择）
下面请同学们画出你所设计的电路图，连接好器材，让小灯泡亮起来，再用电压表和电流表验证一下小灯泡是否正常工作了。（以小组为单位进行实验，比比哪一个小组完成的快，请学生展示自己的设计，老师及时的给予学生表扬和评价）

学生观察思考、讨论后得出：刚才电路图不可用，否则灯泡两端电压会超过灯泡的额定电压，灯泡会烧坏。
学生思考讨论，并通过相关数据分析得出：应串联一个大约21.7Ω的电阻小灯泡才能正常发光。
学生利用老师所给电阻思考和分析，再结合串并联总电阻的知识，可以组装出21Ω、22Ω、23Ω等阻值的电阻。
学生各抒己见，选择自己认为可以让灯泡正常发光的电阻。
学生设计电路并连接器材，动手制作模拟台灯。
15分钟 活动二、自制一个模拟的调光灯
同学们今天老师带来了另外一个台灯（教师演示），同学们仔细观察这个台灯跟上一个台灯有什么区别？
台灯是如何实现调节灯泡的亮度的？
同学们能否画出这台调光灯的电路图？请同学们试一试。（展示学生画出的电路图，并进行适当的点评）
同学们在电路中接入了一个滑动变阻器，确实可以改变灯泡的亮度，请同学们想一想你们家里的调光台灯就是通过滑一滑滑片改变亮度的吗？（引导学生想一想自己家的调光台灯其实是旋转旋钮调节亮度的）
那么这种台灯里面装的是的什么变阻器呢？（ppt展示电位器）
下面请同学们打开器材盒，老师今天给每个小组准备了一个电位器？请同学们拿出电位器，并大声告诉我你们此时此刻最想干什么？

下面请每一个小组将你们手中的电位器拆开，并仔细观察内部结构。（老师实物展台展示学生拆开的电位器，带着学生一起认识电位器）ppt投影出电位器内部构造。
那么电位器与滑动变阻器有什么区别呢？
（ppt展示电位器与滑动变阻器的结构示意图）
同学们我们已经知道了电位器的工作原理，那么下面请同学们利用电位器设计出模拟调光灯的电路图。
（请学生展示他设计的电路图）
设计一：
设计二：
设计三：
请同学们讨论交流以上三种设计，选择一种设计方案，利用身边的器材组装出一台模拟调光灯。比一比哪一组做得最快。
学生观察发现这个台灯的亮度可以调节，可以正常发光也可以不正常发光。
学生思考讨论得出它的电路图
学生回忆和讨论发现家里的台灯大多数都是旋转旋钮调节亮度的。

同学们都想拆开电位器看看里面到底是什么样子？
学生拆开手中的电位器，观看电位器的构造，了解其工作原理。
学生比较电位器与滑动变阻器发现其实电位器就是一个变形的滑动变阻器。
学生思考讨论如何将电位器接入电路，并画出电路图。
学生思考讨论三种设计方案，发现设计三不能实现调光的作用，设计一、设计二都能实现调光的功能。
学生动手做实验，制作出模拟调光灯，培养了学生的动手能力以及小组合作探究能力。
15分钟 活动三：自制一个模拟的子母调光灯
同学们今天老师给大家带来一个子母调光灯，这是老师自己制作的，平时在办公室用的办公台灯。请一位同学上来调调看，大家仔细观察，告诉我你看到了什么现象？
同学们你们想知道老师为什么要设计这种台灯吗？告诉大家其实是为了方便老师办公。当老师在批作业或者在备课的时候会让下面的灯亮一点，顶部照明灯暗一些。当老师在办公室里处理其他事情的时候，会将下面的灯调暗一些，让顶部的照明灯亮一些。
同学们想不想制作一台模拟的子母调光灯啊？
在设计此特殊调光灯之前，先请大家完成以下几个任务（ppt投放任务）
任务一：这只台灯的两个灯泡是什么连接方式，串联还是并联？
任务二：现给每个小组提供两个电位器，请问如何设计电路实现以上功能？（以小组为单位设计出电路图，并展示交流，如何实现以上功能）
设计一：
设计二：
设计三：
老师请小组上台展示自己的设计方案，并说明自己的设计方案如何实现一个灯变暗，另一个灯变亮的。（请不同设计的小组上前展示）
同学们刚才几位同学的设计方案都实现了一个灯变暗，另一个灯变亮的现象，请大家仔细观察一下，虽然他们的设计略有不同但是原理几乎是一样的，哪位同学可以给我们总结一下，如何就可以使一个灯变暗，另一个灯变亮？
同学们总结的非常好，解释的很清楚，确实如此。同学们有没有发现用两个电位器调节起来并不是很方便，如果用一个电位器就能实现刚刚的现象那该多好啊，操作起来肯定更简单快捷。请同学们再思考一下这个问题。（ppt展示任务三）
任务三：如何只用一个电位器实现一个灯变暗，另一个灯变亮的现象呢？（小组讨论交流，尝试设计出电路图，再组内讨论验证是否可行）
下面请学生上台来展示他们组的设计方案，并阐述其工作原理，下面的同学一起来评判一下该小组的设计方案是否可行。
通过几组同学的展示看出同学们已经掌握了此特殊调光灯的原理，并能够设计出电路图，下面请各个小组根据自己所设计的方案，利用老师所提供的器材制作出特殊的模拟调光灯，看看哪个小组不仅设计的好，制作的也很快。下面大家一起动手试一试。
学生观察发现，接通电源后，两灯都是亮的，但是在调节旋钮的过程中发现一个灯变亮，另外一个灯变暗。（引起学生好奇，激发学生探究兴趣）
学生通过后老师的解释，知道此等的用途，激发学生自己制作一台此模拟调光灯的兴趣。为下面设计特殊调光灯做好铺垫。
学生积极讨论与思考，根据灯泡的亮度变化不一致性得出只有并联才会出现以上情况。
学生激烈讨论与思考，最后通过集体的智慧设计出电路图。（培养了学生的团队合作能力，激发了学生的探究积极性）
学生上台展示自己的设计方案，并介绍自己是如何调节电位器实现一个灯变亮，另一个灯变暗的。
学生总结归纳发现，只要使一个电位器电阻变大，另外一个变阻器电阻变小就可实现刚才的现象了。
在学会了如何通过两个电位器调节灯泡的亮度，也知道了其工作原理的基础上，学生带着强烈的好奇心和探究欲望，去探讨如何只用一个电位器实现之前的现象。从而制作出特殊的调光灯。
通过小组交流讨论后每个小组都设计出了方案，也进行了论证。
学生通过理论的分析设计出了如何只用一个电位器就能实现之前的现象，迫不及待的想动手试一试、做一做，制作出此特殊的调光灯。
2分钟 时间在大家的思考、讨论与动手实验的过程中过得很快，同学们今天这节课与以往有所不同，没有题目也没有练习，只是带着大家做了几个实验。同学们你们喜欢这样的课堂吗？
今天我们所上的物理综合实践课，其实就是用身边的器材解决日常生活中的一些问题。希望同学们课后利用我们平时所学的物理知识尝试着去解决生活的一些常见问题。这样我们的学习才更有乐趣，更有意义。
相对于纯粹的灌输知识点以及训练大量天目的课堂，同学们更喜欢的是自己动脑、动手参与到课堂，通过自己的思考以及小组的合作学习弄清楚所学内容，此种教学方式大大提高了学生学习的积极性，更加喜欢上物理综合实践课程。
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