2025-2026学年神奇的小电机的教学设计

2025-2026学年神奇的小电机的教学设计备课组主备人授课教师授教学科授课班级XX年级课题名称设计思路一、设计思路以课本“电与磁”章节为基础，结合四年级学生认知特点，从生活电器中的电机现象切入，引导学生通过制作简易小电机，探究电磁铁原理与能量转化，在动手操作中理解电流的磁效应，联系简单电路知识，培养科学探究与实践能力。核心素养目标二、核心素养目标形成电磁相互作用与能量转化的科学观念；发展基于小电机制作现象分析原因的科学思维；提升动手组装、调试及优化小电机的探究实践能力；激发对电磁科技应用的好奇心，培养严谨求实的科学态度。学情分析三、学情分析四年级学生已具备简单电路认知，能识别导体与绝缘体，但对电磁相互作用原理理解较抽象，需借助直观实验建立联系。动手操作兴趣浓厚，但实验规范性和细节观察能力不足，常因操作失误影响结果分析。小组合作中乐于参与，但分工意识较弱，需明确任务分工。好奇心强，对生活电器中的电机现象有探究欲，但易因实验难度产生畏难情绪。需通过分步指导、问题驱动，引导其从现象到本质逐步理解电磁铁原理，培养严谨探究习惯。教学资源硬件资源：电池（1.5V×2）、导线、条形磁铁、漆包线（0.5mm）、回形针、硬纸板、砂纸；

软件资源：电磁铁原理仿真实验软件；

课程平台：小学科学课程资源库；

信息化资源：电流的磁效应动画、小电机工作原理短视频；

教学手段：教师演示实验、小组合作制作、实物投影展示。教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对电机的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“同学们玩过的电动玩具车、小风扇为什么会转动？它们里面藏着什么‘秘密武器’？”

展示电动玩具车内部结构图片、小风扇转动视频，让学生观察电机位置。

简短介绍：“这种能让玩具动起来的装置叫‘电机’，今天我们就来揭开‘神奇的小电机’的神秘面纱！”

2.小电机基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解小电机的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解定义：“小电机是利用电和磁的相互作用，把电能变成动能的小装置。”

展示课本中小电机结构示意图，介绍组成部分：磁体（提供磁场）、线圈（通电后受磁力）、换向器（改变电流方向）、电刷（连接电源）。

实例对比：“电磁铁能吸铁，但小电机为什么能持续转动？因为换向器让线圈每转半圈就改变一次电流方向，磁力方向变了，就能一直转下去！”

3.小电机案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解小电机的特性和重要性。

过程：

案例1：玩具车电机——拆解旧玩具车，展示其内部小电机，观察磁铁（环形磁铁）、线圈（铜线绕制）、换向器（铜半环）。

案例2：手摇发电机电机——反向演示：转动线圈产生电，说明电机与发电机可逆，强调能量转化。

案例3：节能小风扇电机——对比普通电机，介绍其线圈匝数多、磁铁强，转动更省电。

小组讨论：“如果想做个能带动小纸片转动的电机，需要哪些材料？怎样让它转得更快？”

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

分组：4人一组，发放材料清单（电池、导线、磁铁、漆包线、回形针）。

任务：讨论“如何利用这些材料制作一个简易小电机”，明确步骤：①绕制线圈；②制作支架；③连接电路；③调试转动。

记录：每组写下“可能遇到的问题及解决方法”（如线圈不转：检查磁铁是否放对；转动慢：增加线圈匝数）。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对小电机的认识和理解。

过程：

各组展示：1组代表演示绕线圈方法（“线圈要绕紧，两端留出引线”）；2组展示支架制作（“用回形针固定磁铁，线圈放在上面”）；3组分享电路连接（“导线接电池正负极，线圈引线接触换向器”）。

提问互动：①“为什么线圈要刮掉半边漆？”（引导回答：“换向器作用，刮掉半边漆才能改变电流方向”）；②“磁铁离线圈太近会怎样？”（可能卡住，无法转动）。

教师点评：表扬“用砂纸打磨漆包线引线”的细节操作，提醒“线圈平面要与磁铁磁场垂直”的关键点。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调小电机的重要性和意义。

过程：

回顾：“今天我们认识了小电机的结构（磁体、线圈、换向器、电刷），知道了它利用电磁原理工作，能持续转动是因为换向器改变电流方向。”

联系生活：“小电机藏在玩具、家电、交通工具里，让我们的生活更方便。”

布置作业：①用课堂材料制作简易小电机，记录“转动最快时的电池数量”；②调查家里3件带电器的电机作用（如洗衣机“转动滚筒”、电动牙刷“往复运动”）。教学资源拓展1.拓展资源

（1）电磁现象历史资源：介绍奥斯特发现电流磁效应的实验过程（1820年），法拉第发明第一台电动机（1821年）的科学故事，结合课本“电与磁”章节中的科学家贡献，帮助学生理解电磁原理的发现历程。

（2）电机应用实例资源：列举生活中常见电机的类型与作用，如玩具车中的直流电机（带动车轮）、洗衣机中的交流电机（驱动滚筒）、电动牙刷中的微型电机（实现往复运动）、无人机中的无刷电机（提供升力），对应课本“小电机在生活中的应用”知识点，拓展电机多样性认知。

（3）电机结构对比资源：展示不同小电机的实物剖面图或模型，如“简易小电机”（课堂制作材料）与“工业微型电机”的结构差异，重点对比磁铁类型（普通磁铁vs钕磁铁）、线圈匝数（少匝vs多匝）、换向器设计（简单铜环vs精密换向片），深化对“换向器改变电流方向使持续转动”原理的理解。

（4）能量转化拓展资源：通过实例说明电机的能量转化形式，如手摇发电机（机械能→电能）、电动玩具车（电能→动能）、电风扇（电能→机械能+风能），联系课本“能量守恒与转化”内容，帮助学生建立“能量形式相互转换”的科学观念。

（5）制作进阶材料资源：提供小电机优化升级的材料清单，如用漆包线增加线圈匝数、用钕磁铁增强磁场、用轴承减少摩擦阻力、用开关控制电路通断，对应课堂制作中“转动慢”“易卡住”等问题，引导学生探究变量对实验结果的影响。

2.拓展建议

（1）家庭实验探究建议：①用1.5V、3V、6V电池分别给课堂制作的小电机供电，记录不同电压下的转速（用“转动圈数/10秒”衡量），绘制“电压-转速”关系图，探究电压与转速的关系；②用条形磁铁、环形磁铁、钕磁铁分别作为磁场源，观察小电机转动稳定性，记录“磁铁类型-转动效果”对比表，理解磁力大小对电机性能的影响。

（2）生活观察记录建议：①观察家中3件以上带电器的电机位置和工作方式，如冰箱“压缩机电机（往复运动）”、电动剃须刀“往复式电机（高频振动）”、电动窗帘“旋转电机（带动滑轮）”，用文字或简笔画记录电机结构特点；②拆解废旧玩具车（如旧遥控车），取出小电机观察其组成部分（磁铁、线圈、换向器、电刷），对照课本结构示意图标注各部分名称，理解“结构决定功能”的关系。

（3）科普阅读建议：阅读《科学启蒙：电磁的奥秘》中“电动机的发明”章节，了解法拉第、特斯拉等科学家对电机发展的贡献；阅读《动手玩科学：小电机大世界》，学习用小电机制作“电动小火车”“太阳能风车”等创意作品，拓展应用思维。

（4）科技小制作挑战建议：①制作“迷你电动车”：用课堂小电机、纸板、瓶盖制作车身，设计“电池盒+开关”电路，测试载重能力；②制作“手摇发电机”：用小电机、手柄、LED灯组装，转动手柄观察灯泡亮度变化，验证“机械能→电能”转化；③制作“自动转向小车”：在小电机上安装偏心轮，利用振动实现小车直线或曲线运动，探究电机振动与运动方向的关系。

（5）问题思考与记录建议：①提出“为什么有的电机声音大？”问题，查阅资料或询问家长，了解“轴承磨损”“转子不平衡”等原因；②思考“怎样让电机反转？”，通过改变电池正负极或磁铁南北极方向实验，记录“电流方向/磁场方向-转动方向”对应关系，深化对“左手定则”的初步感知（不用定则术语，描述现象即可）。课后作业1.简述小电机持续转动的原理，说明换向器的作用。

答案：小电机利用电磁相互作用转动；换向器改变线圈中电流方向，使线圈每转半圈受力方向改变，从而持续转动。

2.观察家中一件带电机电器（如电风扇），描述其电机的工作方式，并说明能量转化的过程。

答案：电风扇电机带动扇叶旋转；电能转化为机械能（扇叶转动）和风能（空气流动）。

3.若制作的小电机不转动，请列出至少两种可能原因及解决方法。

答案：原因①线圈引线未刮掉半边漆（解决：用砂纸打磨）；原因②磁铁与线圈距离过远（解决：调整磁铁位置靠近线圈）。

4.用1.5V和3V电池分别给小电机供电，哪个转速更快？为什么？

答案：3V电池转速更快；电压增大，电流增强，电磁力增大，线圈转动更快。

5.举例说明生活中哪些设备利用了电机原理，并简述其功能。

答案：①洗衣机电机：驱动滚筒转动实现洗涤；②电动牙刷电机：带动刷头往复运动清洁牙齿；③电动车窗电机：控制车窗升降。反思改进措施（一）教学特色创新

1.生活化情境贯穿始终，用玩具车拆解、风扇转动等实例引入，让学生从熟悉物品中发现电磁原理，降低抽象概念理解难度。

2.跨学科融合自然渗透，结合电路连接、能量转化等知识，制作小电机时同步训练动手操作与科学推理能力。

（二）存在主要问题

1.实验操作规范性不足：部分学生绕线圈时线头松动、砂纸打磨不均匀，导致接触不良影响实验效果。

2.小组分工模糊：合作制作时出现扎堆围观现象，个别学生缺乏主动参与