20.3电磁铁电磁继电器教案教学设计 2021-2022学年人教版物理九年级

电磁铁、电磁继电器教案教学设计
实验是学物理的最有效的手段。动手实验可以激发学生爱科学的兴趣，有效地帮助学生发展智力，让学生在动手实验中去发现问题，探究问题，解决问题，从而实现学生是科学学习的主体这一理念,充分发挥学生的主体作用,引导学生自主探究, 乐于探究,让他们成为学习的主人.这样课堂才会焕发生命的活力。
而实验的开展离不开恰当、合适的实验器材。随着教学仪器配套与达标活动的开展，教学仪器日臻完善，这为中学物理教学提供了便利条件。但是，有很多教学仪器不能很好地满足教学需要，如操作相对麻烦、效果不明显、可视度差等等，另外，经常使用实验室配套的实验器材进行教学可能会使学生对物理产生高深莫测的神秘感，不利于学生学习物理的兴趣的培养，并且阻碍了学生创新思维能力的发展和动手操作能力的提高。如何引导学生利用生活、生产中的常见物品、废旧物品，自制实验器材进行实验探究，已成为中学物理实验教学研究的重要内容，
我们尝试让学生利用生活中一些常见物品如铁钉、小镜子等或者废弃物如漆包线、废铁片、用完的一次性针管（注意消毒）等，制作出各种各样的实验仪器，收到了较好的效果，认识到这一工作更具有特殊的意义：一是通过让学生动手做一些简单的教具，可以培养他们查阅资料，自我学习的能力；二是可以培养学生根据实验目的找物品、选择物品以及学生的动手的能力；三是自制实验器材制作，培养了学生养成勤俭节约、勤劳俭朴的优良品质，间接地对学生进行了情感态度价值观的教育；四是有利于更好的体现物理与社会、生活的联系，较好地把物理课程的理念渗透进去。学生利用自制的实验器材进行实验探究，实际上是利用自己的小发明、小创造在进行实验探究，进行的不是简单的重复，也不是简单的验证，而是经历了一个科学家探究的过程。在此过程中，学生品尝了成功的喜悦，增添了自信。
我校物理组利用人教版初中物理九年级第二十章第3节《电磁铁 电磁继电器》为例进行了探究。
教材解析：
本节课是在学生学习了磁现象及电生磁的知识后，继续探究通电螺线管在生产生活中实际的有价值的应用：电磁铁及电磁继电器。教材首先引导学生明确了电磁铁的概念和电磁铁在生活中的应用，然后让学生进行猜想：电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关？再通过实验探究得出相关的结论，最后讲解电磁继电器的作用、结构、工作过程及应用。学生在整个学习的过程中，自主探究与合作探究交互进行，多种学习方式向结合，使学生较好地掌握本节课的知识。
设计理念：
这次的教学设计在激趣导入后，知道电磁铁的结构与原理后，让学生自己动手利用大铁钉、漆包线等常见物品自制电磁铁，培养学生的动手能力，充分围绕自制的电磁铁合作探究电磁铁的磁性与哪些因素有关，在教学过程中，学生的自主探究与合作探究交互进行，多种学习方式相结合，较好地突破了重难点，较好地体现了物理课程的新理念：让每个学生都动手，都得到发展；注重科学探究，多种学习方式相结合，提高了学习效率；从生活走向物理，从物理走向社会，知道电磁铁在生活生产中的应用。
学情分析：
学生对永磁体、通电螺线管的性质有了初步的了解，具有初步运用控制变量法研究物理问题的意识，在此基础上，开展通过学生动手自制电磁铁，了解其结构、原理的过程及利用自制电磁铁进行探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关的过程就水到渠成了。电磁铁虽然在实验室中有配套的，但生活中的大铁钉、漆包线很常见，学生在老师的引导自制电磁铁，并利用自制电磁铁进行探究，兴趣会更高，更愿意参与到学习中来。
教学方法：
情景教学法：“黑匣子竞猜” ，了解电磁铁的结构与原理；
自主探究法：在老师的引导下，自制电磁铁，了解电磁继电器的结构、原理、工作过程及应用；
科学探究法：利用自制电磁铁探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关。
教学目标：
（一）知识与技能
1、知道电磁铁的结构及工作原理。
2．知道电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数的关系。
3．能说明电磁继电器的结构、工作原理及实质，了解电磁继电器在生产、生活中的应用。
（二）过程与方法
1、通过自制电磁铁，进一步了解电磁铁的结构。
2、经历用自制电磁铁探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关的过程，进一步学会用控制变量法、转换法研究物理问题的方法。
3、通过阅读和观察电磁继电器，了解如何使用电磁继电器，会简要说明电磁继电器在实际电路中的工作过程。
（三）情感态度和价值观
通过认识电磁铁、电磁继电器的实际应用，加强物理与生活的联系，提高学习物理的兴趣。
重难点：
学习重点：影响电磁铁磁性强弱的因素。
学习难点：电磁继电器的工作原理
教学流程：
新课引入
活动一：利用已密封装置（用导线连好的电磁铁、开关、干电池）模拟电磁起重机的工作过程：在一处吸起铁钉，在另一处让铁钉自由落下。
师：盒子里装的是永磁体吗？你的理由是什么？
生：不是。永磁体的磁性可以长久保持，而盒子中物体磁性一会儿有，一会儿无。
师：在这个实验中，磁性可以快速消失，也可以快速获得，你可以联想到电磁学中一个著名的什么实验?这个实验说明了什么?
生：奥斯特实验，说明通电导体周围存在着磁场。
师：你认为这个吸起铁钉铁柱通电了吗？
生：通电了。
拆分盒子，观察装置。（1）铁柱未通电（2）铁柱插在通电螺线管内
板书课题：电磁铁、电磁继电器
师：你认为电磁铁应该有哪两部分组成？
生：铁芯、通电螺线管
师：你认为电磁铁与对应的通电螺线管，哪一个磁性强？
生1：电磁铁
生2：通电螺线管
师演示：去掉铁芯，再靠近铁钉，观察吸引大头针的数目。
发现电磁铁吸引的大头针多。
师：为什么电磁铁的磁性比对应的通电螺线管的磁性强？
生：通电螺线管周围存在磁场，铁芯被磁化后，周围也存在磁场，两者叠加。
小结板书：电磁铁的结构：铁芯、通电螺线管
工作原理：电流的磁效应
活动一、自制电磁铁
播放视频：自制电磁铁。
学生动手制作电磁铁。（一组两个50匝、100匝）
（教师巡回指导，帮助有困难的学生进行制作，提示学生注意刮去漆包线接头处的绝缘层等，使每一组都制作成功，为后面的探究学习打好伏笔。）
活动二、探究探究电磁铁的磁性与哪些因素有关
师提出问题：同学们快速成功自制出了电磁铁，但检验时，有的吸引大头针多，有的少，说明电磁铁的磁性不同。你认为电磁铁磁性强弱与哪些因素有关？
生1：电磁铁的磁场强弱与电流的大小有关。
生2：电磁铁的磁场强弱与线圈的匝数有关。
生3：电磁铁的磁场强弱与铁芯的大小有关。
生4：电磁铁的磁场强弱与铁芯的形状有关。
师：同学们猜想电磁铁的磁场强弱与多个因素有关，进行实验探究，需要采用什么研究方法？
生：控制变量法。
师：由于时间关系，今天在课堂上只探究电磁铁的磁场强弱与电流的大小、线圈的匝数是否有关，其他的请大家在课后进行探究。如何判断电磁铁磁性的强弱?
生：采用转化法，借助电磁铁吸引大头针的数目来反应。
师：如何探究电磁铁磁性强弱与电流的关系？
生：控制电磁铁的线圈匝数一定，改变通过电磁铁的电流的大小，观察吸引大头针的数目。
师：如何探究电磁铁磁性强弱与电磁铁线圈匝数的关系？
生;控制通过电磁铁的电流不变，改变电磁铁的线圈匝数，观察吸引大头针的数目。
学生讨论制定实验方案。
安排探究任务：1、2、3组完成探究电磁铁磁性强弱与电流的关系
4、5、6组完成探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系
学生利用自制电磁铁进行分组实验，收集数据，填写实验报告单。并在小组黑板上展示收集到的数据。
分析得出结论：
电磁铁磁性强弱与电流的大小有关，电磁铁磁性强弱与线圈匝数的多少有关。电磁铁的线圈匝数一定，改变通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强；通过电磁铁的电流一定时，电磁铁的匝数越多，电磁铁的磁性越强。
活动三、电磁铁的应用
播放视频：电磁铁在生产、生活中应用的两段视频。
（反映物理与社会生产、生活的联系，也为电磁继电器的学习做铺垫。）
活动四：电磁继电器
学生独学教材中该部分知识。学生学以致用指出PPT中电磁继电器各部分名称及大致的作用。
学生观察PPT中电磁继电器工作过程动画，讨论电磁继电器的工作原理和实质。
师：电磁继电器电路包括哪两部分组成？
生：工作电路：电源、用电器、动触点、导线；
控制电路：电源、电磁铁、开关、导线。
师：电磁继电器的实质是什么？
生：控制工作电路通断的开关。
师：请同学们讨论完成课后动手“动脑学物理”第1题。
课堂检测。
课堂总结：
本节课同学们通过观察和比较，知道电磁铁的结构和原理；通过自制电磁铁，进一步明确了电磁铁的特点，并通过合作探究，掌握了电磁铁的磁性强弱与线圈匝数、电流大小的关系；最后学以致用，知道了电磁铁在生产、生活中的应用，特别是电磁继电器的应用。大家在学习的过程中，积极动手，成功地利用生活中常见的大铁钉、漆包线等物品自制电磁铁，然后利用自制的电磁铁合作探究得出了电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关，效果很好。
教学反思：
课堂教学中教师通过黑匣子搬运铁钉模拟电磁起重机的工作过程，让学生进一步明确了通电螺线管与永磁体的区别，通过观察黑匣子中的物体结构，知道了电磁铁与永磁体的区别与练习，即复习了旧知，又激发了学生的好奇心和求知欲，水到渠成地导入了新课，并顺利地解决了新课中的第一个问题：电磁铁的结构与原理。接下来的过程中，老师引导学生利用生活中的常见物品大铁钉、漆包线等自制电磁铁，即深化了学生对电磁铁结构与原理的理解，又培养了学生的动手能力，更为学生探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关准备了相应的实验器材。接着学生经历了科学探究电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关的过程，通过合作交流得出了正确的结论。最后学生又自主探究电磁继电器的相关知识。通过课堂检测，发现学生对本节课的知识掌握较好。
由本节课，我组认为，利用生活、生产中的废旧物品自制实验仪器进行科学探究，应该成为学校物理教学活动中的重要组成部分。利用自制的实验器材进行实验，不仅可以消除学生对物理产生高深莫测的神秘感，而且有利于培养学生学习物理的兴趣，增添学生学习物理的信心，有利于培养学生养成勤俭节约、勤劳俭朴的优良品质，有利于学生创新思维能力的发展和动手操作能力的提高。自制实验器材，对于加速实验室建设,开展实验教学,全面提高教学质量,甚至开发新的教学仪器具有十分重要的意义，也为学生的发明创造奠定坚实的基础。