小学教科版 (2017)7.电路中的开关教学设计

小学教科版(2017)7.电路中的开关教学设计学科政治年级册别八年级上册共1课时教材部编版授课类型新授课第1课时设计思路一、设计思路以生活情境导入，引导学生观察开关控制电路通断的作用；通过制作简易开关（选用导体与绝缘体材料），探究开关的工作原理；在实验中总结开关的功能，联系实际应用，培养动手操作与科学探究能力。核心素养目标二、核心素养目标通过探究开关控制电路通断，形成“开关是电路中控制电流通断的元件”的科学观念；在制作简易开关过程中，提升材料选择与动手实践能力，发展基于证据的分析与推理思维；联系生活中开关的应用，体会科学技术对生活的便利，初步形成合理使用电器的安全意识。学习者分析三、学习者分析1.学生已经掌握了简单电路的组成（电源、导线、用电器），能区分导体和绝缘体，会连接使小灯泡发光的简单电路，为本节课探究开关控制电路通断奠定基础。2.学生对生活中的开关（如电灯、玩具开关）有直观认识，好奇心强，喜欢动手操作，具备一定观察和小组合作能力，但逻辑推理和抽象概括能力较弱，更依赖直观现象理解概念。3.制作简易开关时，可能难以准确选择合适的导体和绝缘体材料；连接电路时易出现接触不良导致灯泡不亮，影响对开关功能的分析；总结开关原理时，可能无法从具体操作抽象出“控制电流通断”的核心概念。教学资源四、教学资源硬件资源：电池、导线、小灯泡、灯座、电池盒、铜片、塑料片、回形针、木块、开关模型；软件资源：科学教学课件（含开关结构示意图、生活应用图片）；课程平台：学校科学课程资源库；信息化资源：开关工作原理动画视频；教学手段：教师演示实验、小组合作探究、实物观察与操作。教学流程1.导入新课：教师展示教室电灯开关，提问“为什么按下开关灯会亮，再按一次灯会灭？”引导学生联系生活经验思考。接着出示简易电路（电池、导线、小灯泡），提问“如何控制这个小灯泡的亮灭？”学生尝试用手直接接触导线控制，感受不便，引出“开关”的作用。通过对比生活实例和实验需求，明确开关是控制电路通断的重要元件，激发探究兴趣。用时5分钟。

2.新课讲授：

①（开关的作用）教师演示：连接简单电路，闭合开关灯泡亮，断开开关灯泡灭。提问“开关在电路中起什么作用？”学生回答“控制电流通断”。教师总结：开关的作用是控制电流的通断，相当于电路中的“指挥官”。举例：台灯开关、电风扇开关都是通过控制电流通断来工作的。

②（开关的结构）出示不同类型的开关（拉线开关、按钮开关、闸刀开关），引导学生观察共同点：都有静触点、动触点和操作部分。用开关模型拆解演示：静触点固定不动，动触点通过操作（按压、拨动）与静触点接触或分离。重点强调“动触点与静触点接触时电路接通，分离时电路断开”。

③（开关的工作原理）结合导体和绝缘体知识，提问“开关为什么能控制电流通断？”学生回忆“导体容易导电，绝缘体不容易导电”。教师展示开关材料：铜片（导体）、塑料（绝缘体），说明动触点和静触点用铜片制成，操作部分用绝缘体制成，既保证导电又防止触电。举例：拉线开关的拉线是棉线（绝缘体），内部金属片是导体，拉动时金属片接触或分离控制电路。用时15分钟。

3.实践活动：

①（设计开关结构）学生分组，根据提供的材料（铜片、塑料片、回形针、木块、导线、电池、小灯泡），画出简易开关的设计图，标注导体部分和绝缘体部分。教师巡视指导，要求明确“动触点”和“静触点”的位置。

②（选择与制作材料）根据设计图选择材料：用回形针作动触点（可移动），铜片作静触点（固定），塑料片作底座（绝缘）。学生动手制作，将铜片固定在塑料片两端，回形针一端固定在中间作为动触点，另一端可拨动。

③（测试开关功能）将制作的开关接入简单电路，拨动回形针测试灯泡亮灭情况。记录现象：当动触点（回形针）与静触点（铜片）接触时，灯泡亮；分离时，灯泡灭。教师引导学生分析“接触不良”的原因（如回形针与铜片未完全接触），调整后再次测试。用时12分钟。

4.学生小组讨论：

①（开关如何控制电流通断）举例回答：当开关闭合时，动触点和静触点接触，导线接通形成闭合电路，电流通过灯泡，灯泡亮；当开关断开时，动触点和静触点分离，电路断开，电流无法通过，灯泡灭。

②（不同材料对开关功能的影响）举例回答：如果用塑料片作动触点，因为塑料是绝缘体，无法导电，即使接触静触点，电流也无法通过，灯泡不会亮；如果用铁片代替铜片作动触点，铁片是导体，可以导电，但铁片容易生锈，长期使用可能影响接触效果，所以常用铜片。

③（生活中开关的应用与安全）举例回答：楼道声控开关通过声音控制电流通断，实现人来灯亮、人走灯灭；不能用湿手按开关，因为水是导体，湿手按开关可能导致电流通过人体，造成触电；闸刀开关通常用于总开关，通过拉闸断开整个电路，检修时更安全。用时8分钟。

5.总结回顾：教师引导学生梳理本节课重点：开关的作用（控制电流通断）、结构（静触点、动触点、操作部分）、工作原理（导体导电、绝缘体绝缘）。强调难点：理解“动触点与静触点接触或分离控制电路通断”的原理，以及制作开关时材料选择的正确性（导体部分导电，绝缘部分安全）。最后提醒学生生活中注意用电安全，不随意拆卸开关。用时5分钟。拓展与延伸1.拓展阅读材料

（1）《电的奥秘》第三章“电路中的控制元件”：详细解析开关的分类（闸刀开关、按钮开关、拉线开关等），结合实物图解说明不同开关的内部结构，重点对比动触点与静触点在不同开关中的设计差异，并解释为何闸刀开关适用于大电流电路而按钮开关适用于小电流设备。

（2）《生活中的科学》第四册“家庭用电安全指南”：通过真实案例分析（如潮湿环境触电事故），强调开关的绝缘材料（如陶瓷、塑料）在防止触电中的关键作用，并列举常见家用开关的额定电流参数（如10A、16A）及其适用场景。

（3）《青少年科学实验库》中“简易开关设计”：提供三种创新开关制作方案（按压式、旋转式、触摸式），附材料清单（铜片、回形针、泡沫板）和电路连接示意图，引导学生思考如何优化触点接触面积以减少电阻。

2.课后自主探究活动

（1）**开关功能验证实验**

-材料准备：电池（1.5V）、小灯泡、导线、铜片、塑料片、铝箔纸、橡皮。

-操作步骤：

①用铜片制作开关，测试灯泡亮灭；

②将铜片替换为铝箔纸，观察灯泡亮度变化；

③在铜片与导线间垫橡皮，测试电路是否断开。

-记录要求：对比不同材料（导体/绝缘体）对开关控制效果的影响，分析铝箔纸电阻较大导致灯泡变暗的原因。

（2）**生活中的开关调查**

-任务：记录家庭中至少3种开关的类型（如电风扇旋钮开关、冰箱温控开关、楼道触摸开关），绘制简易结构图，标注导体部分（金属触点）和绝缘部分（塑料外壳）。

-深度思考：为何楼道开关采用触摸式而非拉线式？提示：从环境适应性（灰尘、潮湿）和机械寿命角度分析。

（3）**创新开关设计挑战**

-要求：利用废旧材料（如饮料瓶盖、易拉罐）设计一个能同时控制两个灯泡的“双控开关”，需满足：

①仅需一个操作部件（如拨动或按压）；

②两个灯泡可独立亮灭或同时亮灭。

-提示：参考闸刀开关的并联/串联原理，通过调整触点连接方式实现功能。

3.安全与规范强化

-**危险操作警示**：严禁使用220V家用电进行实验，所有操作必须在6V安全电压下完成；

-**材料安全指南**：禁止使用铁丝代替铜片（易氧化导致接触不良），避免选用潮湿木材（可能导电）；

-**电路故障排查**：若灯泡不亮，按顺序检查：①电池电量②导线连接③开关触点接触④灯泡灯丝完整性。

4.跨学科知识链接

-**数学应用**：计算开关触点接触电阻对电路电流的影响（公式：I=U/(R灯+R触)），假设灯泡电阻5Ω，触点电阻0.1Ω，分析电流变化比例。

-**工程思维**：比较传统机械开关与电子开关（如光控、声控）的优缺点，从响应速度、能耗、成本三个维度设计对比表格（文字描述）。

-**环保意识**：讨论废旧开关回收处理流程（如金属触点回收、塑料焚烧发电），提出家庭开关分类投放建议。作业布置与反馈作业布置：

1.基础巩固：绘制开关结构示意图，标注静触点、动触点和绝缘部分，并说明各部分材料选择依据。

2.实践应用：利用家中常见材料（如回形针、塑料片）制作一个简易开关，接入电池和小灯泡测试功能，记录操作步骤和现象。

3.拓展思考：调查家中至少两种不同类型的开关（如拉线开关、按钮开关），分析其结构差异及适用场景，简述安全使用要点。

作业反馈：

1.批改重点：检查开关结构图标注准确性，关注导体与绝缘体材料选择的合理性；实践作业重点评估触点接触可靠性和电路连接规范性；调查作业需分析开关类型与功能的对应关系。

2.典型问题反馈：针对结构图标注遗漏（如未区分导体/绝缘部分），指导学生结合课本PXX页图示修正；对接触不良的开关制作，建议调整触点压力或清洁金属表面；对调查报告中的安全盲点，强调“湿手禁用开关”的课本安全规范。

3.改进建议：对概念混淆的学生，推荐重读课本“开关工作原理”段落；对操作困难的学生，提供课堂实验视频回放；优秀作业展示，鼓励创新设计（如双控开关尝试）。反馈后组织2分钟课堂答疑，针对性解决共性问题。反思改进措施（一）教学特色创新

1.生活化情境贯穿始终，用教室电灯开关、玩具开关等实物导入，让学生从熟悉场景中自然抽象出开关原理，增强知识迁移能力。

2.探究式学习突出，学生自主设计、制作、测试开关，在“试错-调整”中深化对导体/绝缘体应用的理解，培养工程思维。

（二）存在主要问题

1.小组实验时，部分学生专注材料操作，忽略对“触点接触面积影响电阻”的原理分析，探究深度不足。

2.课堂时间分配上，制作环节易超时，导致总结仓促，学生对“安全规范”的关联记忆不牢固。

（三）改进措施

1.设计“原理探究单”，要求学生在测试开关时同步记录触点接触状态与灯泡亮度变化，引导定量分析。

2.提前5分钟发放材料包，明确制作步骤时限；总结环节增加“安全警示卡”，用真实案例强化绝缘体防护意识。板书设计①开关的核心作用

-作用：控制电流通断

-关键词：通、断、指挥官

-课本关联：PXX页“开关是电路中的重要控制元件”

②开关的结构组成

-静触点：固定不动，连接电路

-动触点：可移动，接触或分离静触点

-操作部分：绝缘材料，防止触电

-图示标注：课本PXX页开关结构示意图对应

③工作原理与应用

-原理：导体（铜片）导电→触点接触→电路通；绝缘体（塑料）不导电→触点分离→电路断

-制作要点：导体作触点，绝缘体作底座

-安全提示：湿手禁用开关，避免触电

-课本关联：PXX页“导体与绝缘体在开关中的应用”重点题型整理十、重点题型整理

1.**简答题**：开关在电路中的核心作用是什么？

答案：控制电流的通断，相当于电路中的“指挥官”。

2.**分析题**：制作简易开关时，为何用铜片作触点、塑料作底座？

答案