电磁铁-电磁继电器-初中-物理-教学设计

《电磁铁电磁继电器》教学设计荣涛西安滨河学校课题电磁铁电磁继电器学科物理年级九年级教材分析本节课是电与磁知识的重要组成部分，不仅是对前面“电生磁”知识的延续与应用，也是后续学习电磁继电器与自动控制的基础，具有承上启下的作用。首先，教材明确了本节的教学目标，学生能够描述电磁铁，并说明其特点和工作原理。同时，通过实验探究，学生能够得出电磁铁磁性强弱与哪些因素有关‌。学生能够说明电磁继电器的结构及工作原理，并了解电磁继电器在生产、生活中的应用‌。在教学过程中，教材强调了实验探究的重要性，通过制作电磁铁、观察电磁铁磁性强弱的变化，以及阅读说明书和观察电磁继电器等方式，培养学生的观察、思考、分析、讨论、总结、归纳的能力，并进一步熟悉控制变量法、转换法等科学探究方法‌。‌2022新课标要求新课标注重实验探究和自主学习能力的培养，旨在使学生深入理解电磁铁和电磁继电器的相关知识，并认识到其在生产和生活中的重要性。1.要求学生能够理解电磁铁的概念，知道电磁铁是利用电流的磁效应工作的。能够掌握电磁铁磁性强弱的影响因素，包括电流大小和线圈匝数。能够了解电磁继电器的结构及工作原理，知道电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。2.要求学生通过实验探究，掌握控制变量法在物理研究中的应用。学生通过观察、分析、讨论等方式，提高自主学习和合作学习的能力。3.要求学生通过实验探究，培养对物理学科的兴趣和热爱。通过了解电磁铁和电磁继电器的应用，认识到物理知识在生产和生活中的重要性。学习目标与核心素养学习目标1.‌理解电磁铁的基本概念‌：了解电磁铁的定义，即内部插入铁芯的通电螺线管；理解电磁铁是利用电流的磁效应来工作的，通电时有磁性，断电时无磁性。2.‌掌握电磁铁的工作原理‌：理解电磁铁磁性强弱与哪些因素有关，包括电流大小和线圈匝数；能通过实验探究，验证电磁铁磁性强弱与电流大小和线圈匝数的关系。3.‌了解电磁继电器的结构和工作原理‌：了解电磁继电器的基本结构，包括电磁铁、衔铁、弹簧、触点等；理解电磁继电器的工作原理，即利用电磁铁来控制工作电路的通断。4.‌掌握电磁铁和电磁继电器的应用‌：了解电磁铁在生产、生活中的应用实例，如电磁起重机、5.通过实验探究，掌握控制变量法在物理研究中的应用；学会设计实验方案，观察实验现象，6.通过实验探究和观察分析，感受到物理学科的魅力和乐趣；认识到物理知识在生产和生活中的重要性，从而激发对物理学科的兴趣和热爱；培养科学精神和实践能力；运用物理知识解决实际问题，提高实践能力和创新能力。核心素养：一、物理观念方面1.学生能够描述电磁铁的定义、特点和工作原理，理解电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈匝数的关系。能够说明电磁继电器的结构及工作原理，理解电磁继电器在电路控制中的作用。2.学生通过电磁铁和电磁继电器的学习，进一步加深对电与磁相互作用关系的理解。二、科学思维培养1.学生通过实验探究电磁铁磁性强弱的影响因素，培养控制变量法、转换法等科学探究方法的应用能力。2.学生能够设计实验方案，观察实验现象，分析实验结果，得出实验结论，提高实验探究能力。三、科学态度与责任通过实验探究和观察分析，感受到物理学的魅力和乐趣，培养‌对物理学的兴趣与热爱；学生通过了解电磁铁和电磁继电器的应用，认识到物理知识在生产和生活中的重要性，增强社会责任感。同时，在实验探究过程中，学生应遵守实验室规则，注意实验安全，培养安全意识。学情分析一、学生基本情况九年级学生已经具备了一定的物理基础知识，包括电流、磁场等基本概念的理解。通过之前的学习，学生已经对电与磁的关系有了一定的认识，这为学习电磁铁和电磁继电器打下了基础。然而，电磁铁和电磁继电器的工作原理和应用相对较为抽象，需要学生具备一定的抽象思维能力和实验探究能力。二、学生认知特点九年级学生正处于青春期，好奇心强，求知欲旺盛。他们对新鲜事物充满兴趣，喜欢通过实验探究来验证理论知识。同时，他们的逻辑思维能力逐渐增强，能够理解和分析较为复杂的物理现象。因此，在教学过程中，应注重实验探究和理论讲解相结合，激发学生的学习兴趣和探究欲望。重点电磁铁的工作特点与探究电磁铁磁性的强弱。难点学生自制电磁铁与探究电磁铁磁性的强弱与哪些因素有关、电磁继电器的工作原理及其应用。材料准备探究电磁铁磁性的演示实验器材、电磁铁、铁钉、漆包线、电源、开关、导线、滑动变阻器、电流表、大头针、多媒体课件等。教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课播放视频：电磁起重机的工作场景。教师：同学们，刚刚看到了视频中电磁起重机的巨大威力，成吨的废钢铁对于它来说都不在话下，它的主要部件就是电磁铁。根据磁场的特性，我们可以把磁体分为三大类，电磁铁便是其中之一。提问：我们在实验室中用到的条形磁体，他的磁性能不能轻易消失？教师：对，这类磁体被成为“永磁体”。天然磁体和许多人造磁体都属于这一类磁体。提问：什么是磁化？演示：用一块磁体吸住一个铁块，再让铁块去吸引铁钉。将磁体移开，铁定掉落。提问：为什么铁块可以吸住铁钉？提问：那么，移走磁体后，铁钉为什么会掉落？教师：对像铁块这样在磁场的作用下得到了磁性，离开磁场后有失去磁性的物体，叫做“软磁体”。提问：回顾视频中的电磁铁，它是怎样做到“抓取”和放下钢铁的？教师：对，电磁铁就是利用电流的磁效应工作的。今天，我们就来学习有关电磁铁的一些知识。观看视频。回答：不能。回答：使本来不具有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化。回答：因为铁钉获得了磁性，被磁化了。回答：因为铁块的磁性又消失了。回答：通电，有电流就有磁性，可以吸住钢铁；断电，电磁铁失去磁性，放下钢铁。视频导入，引发学生的学习兴趣。演示实验，引发兴趣。回顾相关知识，为本课学习打下基础。讲授新课电磁铁电磁铁的构成教师：首先，我们来了解电磁铁的构造。展示电磁铁模型。教师：我手中的就是一种电磁铁，大家仔细观察，看一看它是怎样构成的？电磁铁的特点通过刚才的视频，我们了解到，需要把钢铁“抓住”和“放下”，这是它的特点之一，请总结一下这个特点。教师：上一节课我们学到，螺线管的磁极是可以改变的，这是电磁铁的第二个特点，它是什么？教师：根据工作的需要，电磁铁磁性的强弱也可以调节，如何调节？教师：很好，由于电磁铁具有磁性的有无可控、磁极的方向可控、磁场的强弱可控等优点，所以，应用十分广泛。电磁铁的应用请大家阅读教材129页，回答电磁铁的主要应用有哪些？探究电磁铁的磁性猜想：教师：由于电磁铁是利用电流的磁效应工作的，有电流的时候才会有磁性，所以电磁铁的磁性强弱可能和什么因素有关？教师：构成电磁铁的主要部件是线圈，线圈有大有小，所以磁性的强弱还可能与什么因素有关？教师：我们看到螺线管有圆形的，还有方形的。那么你想到的是……教师：螺线管的内部插入铁芯，在螺线管通电时，铁芯被磁化，变成磁体，与螺线管的磁场叠加，会使磁性加强。所以，电磁铁磁性的强弱可能与电流的大小、线圈的匝数、线圈的形状、有无铁芯等因素有关，那么我们在实验中应该改用到什么方法？教师：实验中，我们将用电磁铁吸引回形针的数量的多少来判断电磁铁磁性的强弱，这是什么方法？教师：同学们请看，这是老师用一根铁钉和一根导线做成的电磁铁，下面我们来利用它探究电磁铁的磁性和什么因素有关。请同学们认真观察实验现象，分析结论。演示：将自制的电磁铁连入电路，用滑动变阻器改变电路中的电流。提问：你看到什么现象？提问：可以得出的结论是什么？演示：保持电路中的电流不变，减少铁钉上导线的匝数。提问：看到了什么现象？提问：可以得出什么结论？综合以上的实验现象，总结一下，电磁铁的磁性强弱和哪些因素有关？电磁铁的实际应用教师：请阅读教材130页内容，回答问题。提问：电磁铁的实际应用有哪些？PPT演示电磁铁应用的图片。磁悬浮列车PPT展示磁悬浮列车的图片。教师：阅读教材130页内容，回答以下问题。提问：磁悬浮列车使用的磁体是哪一种磁体？提问：列车能够悬浮的原理是什么？提问：磁悬浮列车的速度为什么很快？提问：磁悬浮列车的优点有哪些？电磁继电器继电器的定义提问：安全用电的最基本原则是什么？PPT演示工人师傅利用按钮控制大型机械。提问：有些大型的机器工作的时候电流非常大，你觉得按钮下面通过的电流会不会很大？为什么？教师讲解：对，实际上，工人师傅按下的只是继电器的开关，利用继电器来控制机器的工作电路。那么，什么是继电器呢？请大家阅读教材131页内容，回答以下问题。提问：什么是继电器？提问：继电器的实质是什么？提问：什么是电磁继电器？电磁继电器的结构利用PPT播放电磁继电器的图片。提问：电磁继电器有哪些部分构成？电磁继电器的工作过程教师：观察图片，结合教材131页内容，简述电磁继电器的工作过程。观察模型。回答：一根导线绕成螺线管，螺线管中插入铁芯，就构成了电磁铁。回答：磁性的有无可以用电流的通断来控制。回答：磁极可以通过电流的方向来控制。回答：可以通过调节电流的大小来控制。阅读教材。回答：电流的大小。回答：洗钱匝数的多少。回答：电磁铁的磁性强弱与线圈的形状有关。回答：控制变量法。回答：转化法。回答：电流越大时，吸引的回形针越多。电流越大，磁性越强。回答：吸引的回形针数量减少了。回答：线圈匝数越多，磁性越强。回答：电磁铁磁性的强弱与电流的大小、导线的匝数、有没有铁芯等因素有关。阅读教材。回答：电动机、发电机、全自动洗衣机的进出水口阀门等。阅读教材。回答：电磁铁。回答：磁极间的相互作用。回答：避免了轨道与车体间的摩擦力。回答：噪声低，动力损耗少，稳定性高。回答：不靠近高压带电体、不接触低压带电体。回答：不会很大，因为大电流不安全。阅读教材。回答：继电器是用低电压、弱电流电路的通断控制高电压、强电流电路通断的装置。回答：开关。回答：电磁继电器就是用电磁铁来控制工作电路的开关。回答：由电磁铁、衔铁、弹簧和触点组成。观察图片并简述电磁继电器的工作过程。（略）接触实物，提高感性认识。培养学生分析问题的能力。培养阅读能力。培养归纳总结能力。培养分析问题的能力。培养观察实验，总结规律的能力。培养分析能力。培养总结归纳的能力。培养阅读能力和总结归纳能能力。培养阅读能力。培养归纳总结能力。课堂练习PPT演示习题内容。要求学生作答。对学生的发言进行点评。总结知识点。总结解题思路与方法。在教师指导下完成习题。按照教师要求回答问题，聆听教师讲解并做笔记。巩固新知。了解学生对本课基础知识的掌握情况。课堂小结同学们：在本节课中，我们学习了有关电磁铁和电磁继电器的知识，通过本节课的学习，大家一定会有所收获。接下来，请同学来谈一谈这一节课有什么收获。组织学生谈收获。对同学的发言进行点评。梳理本课的知识点。谈收获。聆听教师点评、讲解。和老师一起梳理知识点、做笔记。巩固新知。使知识系统化。培养学生总结归纳能力和逻辑思维能力。板书电磁铁电磁继电器一、‌电磁铁‌：定义：内部插入铁芯的通电螺线管称为电磁铁。工作原理：利用电流的磁效应，通电螺线管插入铁芯后磁场大大增强。二、磁性强弱的影响因素：通电有磁性，断电无磁性。与电流大小有关：线圈匝数一定时，电流越大，电磁铁磁性越强。与线圈匝数有关：电流大小一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。插入铁芯，磁性增强。优点：磁性有无由通断电路来控制；磁极由电流方向来控制；磁性强弱由电流大小、线圈匝数来控制。应用：电磁继电器、电话、电铃等。三、‌电磁继电器‌：定义：利用低电压、弱电流电路的通断，来间接控制高电压、强电流电路通断的元件。工作原理：基于电流的磁效应。结构：由电磁铁、衔铁、弹簧、触点等组成。实质：一个由电磁铁控制的开关。应用：实现远距离控制、自动控制、安全操作等。教学反思一、学生学习状态的观察与反馈在课堂上，我注意观察学生的学习状态，及时给予反馈和指导。大多数学生能够积极参与课堂讨论和实验活动，表现出较好的学习态度和合作精神。然而，也有部分学生表现出迷茫或者消极的学习状态，可能是因为对磁现象和磁场的概念理解不够深入或者缺乏学习兴趣。针对这些情况，我需要与学生进行个别交流，了解他们的学习困难和需求，为他们提供个性化的辅导和支持。二、教学改进的方向与措施‌优化实验设计‌：针对实验探究环节存在的问题，我需要进一步优化实验设计，选