第十七章 从指南针到磁浮列车第三节 科学探究：电动机为什么会转动教师：单位：第十七章 从指南针到磁浮列车第三节 科学探究：电动机为什么会转动课程标准科学内容通过实验，了解通电导线在磁场中会受到力的作用，知道力的方向与哪些因素有关。科学探究能从日常生活、自然现象或实验观察中发现与物理学有关的问题，能书面或口头表述发现的问题；能对探究的方向和可能出现的探究结果进行推测与假设；经历科学探究过程，具有初步的科学探究能力，乐于参加与科学技术有关的活动，有运用研究方法的意识； 经历从物理现象和实验中归纳科学规律的过程，能与他人交流，有自我反思和听取意见的意识，有初步的信息交流能力。学习任务分析电动机是电磁学知识的重要应用，本节是在学生学习了电流的磁场之后，进一步研究电流在磁场中受力的情况。本节内容主要包括两部分：一条科学规律（磁场对通电导线的作用）、一个生活发明（电动机）。 从一个普遍的科学规律的发现，到最终实际应用产品的发明，人类经历了漫长而艰辛的探索过程。通过对这个过程的探究和学习，可以让学生知道物理学在生产生活实践中起到了重大作用，使孩子们对物理学具有神奇感、求知欲，产生并长期保持学习物理、学好物理的浓厚兴趣。更重要的是让学生体验科学研究过程的艰辛，养成实事求是的科学态度和敢于创新的科学精神。学生现状分析学生已经学习了电流的磁场，对电磁现象有着浓厚的兴趣和强烈的求知欲望。电动机在实际中应用广泛，学生对于生活中的电动机充满了好奇，但学生对其内部构造并不熟悉，易凭经验和感觉对现象进行解释。学生的抽象思维能力不强，这就使学生较难理解本节换向器的作用。 学习目标1.知道电动机工作时能量的转化。2.通过实验，了解通电导线在磁场中会受到力的作用，知道力的方向与哪些因素有关。3.通过探究，能说出电动机转动的原理。学习评价目标1通过学生在活动1（感受电动机的转动）中的表现及相应习题【形成性练习2】的解答情况进行评价，预期达成度100。目标2通过学生在活动2（探究直导线在磁场中通电效果）中的表现及相应习题【形成性练习1】的解答情况进行评价，预期达成度95。目标3通过学生在活动3（探究线圈在磁场中通电效果）中的表现及相应习题【形成性练习2】的解答情况进行评价，预期达成度90。学习重点和难点1. 重点：通电导线在磁场中受到力的作用。2. 难点：直流电动机的构造和工作原理。教法和学法讲解讨论法 问题引领法 探究学习法教学准备教学课件：17.3 电动机PPT，其中内嵌多个GIF动态图片和两个自执行交互式动画文件演示实验器材：强磁场条件下的通电导体在磁场中受力演示器、单匝线圈电动机原理演示器分组实验器材：电动机模型，通电导体在磁场中受力演示器教学过程教学内容对学生课堂反应的预期对学生课堂反应的应对措施设计意图1 电动机及其能量转化（3分钟）展示生活中的有电动机的用电器提问：它们有什么共同特点？提问：还有哪些用电器也有类似特点？观察用电器回答：通电能动回答：抽油烟机总结：把电能转化为机械能表示肯定表示肯定学生通过观察图片，进一步体会并感受生活中的现象，引起学生对自然现象求知欲。另外，通过对生活电器的描述更能很快地让学生进入学习物理的状态。2.电动机模型的构造和工作现象（7分钟）活动一：感受电动机的转动提问：观察结构，认识哪些部件？任务：小组合作，让电动机转起来提问：是哪个结构在转动？提问：我手中的线圈为什么转动？电动机的线圈为什么转动？引导研究重点：为什么转动引导简化法：把线圈简化为直导线回答：磁铁、线圈电路连接可能会出现问题回答：线圈回答：受力了回答：受力了引导和肯定规范连接要求，课件展示实物图对研究对象形成真实的感受，激发兴趣，产生疑问培养学生运用所学理论解释现象的能力，让学生体会理论的重要3.通电导线在磁场中受到力的作用（15分钟）活动二：探究直导线在磁场中通电效果提问：如何设计实验？有什么猜想？演示实验：铝棒在磁场中通电的效果任务：利用白盒子里的器材，小组合作进行实验提问：如何让铝棒反向运动任务：学案中总结受力方向和哪些因素有关提问：要是同时改变两个影响因素的方向呢？演示实验：同时改变电流方向和磁场方向回答：直导线、磁场中、通电回答：受力、动观察实验，感到新奇小组进行实验，可能电路连线出现问题回答：改变磁场方向，改变电流方向猜想：可能受力方向不变小组实验探究验证猜想引导排除外界的影响，让直导体容易动课件中出示实物连接图引导总结让学生经历设计实验、猜想的过程让学生经历探究过程培养小组交流合作的能力4.电动机原理（15分钟）活动三：探究线圈在磁场中通电效果演示实验：单匝线圈在磁场中通电受力情况接触电源，小线圈在磁场中发生转动，转到某位置摆动几下就不动了。投影实验图。提问：为什么线圈不能持续转下去？提问：如何让线圈持续转动？提问：如何能及时改变电流呢？演示实验：带有换向器的单匝线圈在磁场中通电持续转动动画展示直流电动机模型：介绍换向器提问：换向器在电动机中起什么作用？提问：这个模型是如何持续转动的？提示：阅读课本上有关换向器工作原理的内容，思考换向器是如何改变线圈中的电流的？学生描述现象观察、理解、可能会提出疑问小组讨论：转过平衡位置后，红蓝边受力方向不改变，导致线圈无法一直朝原方向转动下去小组讨论在平衡位置时改变电流方向即可改变受力方向。观察现象小组讨论：及时改变电流方向小组讨论：受力方向的及时变化利用Flash动画再现现象，详细讲解，从力的角度对线圈进行分析。引导肯定对换向器的构造进行明确，动画演示一遍全过程，再让学生进行分析培养学生运用所学理论解释现象的能力培养学生分析能力感受技术创新的关键作用5.课堂小结（1分钟）总结本节课由发现普遍规律到发明实际产品的过程总结、体会体会科学和技术对人类社会进步的影响形成性练习（4分钟）图11.在探究通电导线在磁场中的受力方向与什么有关系时，一位同学做了如图1、的三个实验，AB表示导线，导线上的箭头表示电流的方向，F表示导线受力的方向，通过实验、说明，通电导线在磁场中的受力方向与 的方向有关。通过实验、说明，通电导线在磁场中的受力方向与 的方向有关。图22.如图2装置是一个___________模型，当接通电源，磁场内线圈abcd会________，这个过程发生的能量转化是________能转化为_______能。课后作业实验题：根据说明书和互联网资料制作小电动机思考题：有人说“通电导体在磁场中受力实质上是磁场对磁场的作用”，请你结合奥斯特实验发表自己的看法。课后反思我对科学探究：电动机为什么会转动这节课的设计主线遵循“从生活走进物理，从物理走向社会”的理念，从让学生意识到生活中电动机的存在，感受电动机的转动开始，进入物理层面的探究，利用教师引导的简化的方法来研究电动机为什么会转动。在整个过程中，从探究通电导体在磁场中受力这个发现，到知道电动机这个伟大发明对人类社会的意义，学生的思路又从物理层面走向社会应用。 通过课堂授课和学生探究，我觉得有以下几方面还是值得借鉴的： 1经过课前大量调研和实验，研究出了简单、直观、现象明显的两件演示实验器材：强磁场下的通电导体受力演示器，强磁场下的通电单匝线圈转动演示器。这两件器材，简单明了地帮助学生理解了本节课的重点“通电导体在磁场中受力运动”，并对学生的探究实验起到了启发和纠正错误的作用；2应用自执行的Flash交互式动画演示电动机有无换向器的转动情况，使学生更清楚地了解整个受力转动过程，突破了本节课的难点“直流电动机的工作原理”； 3课后让学生去经历了制作小电动机的过程，学生的制作热情高涨，锻炼了学生的动手能力，合作精神，同时也让学生在实践中去了解电动机连续转动的原理。 我自认为本节课还有很多不足之处：1. 由于本节内容较多，在让学生经历探究实验的过程时间给得不够充分，对少数学生来说显得节奏过快；2. 由于课堂时间仓促，没有太多机会让不同的小组之间交流讨论，若能设计在实验环节让先成功的小组和后成功的小组交流经验教训，会使得课堂讨论气氛更加浓郁。上完课后还需要向其他老师请教的问题：本节是探究课，调研发现，感受电动机转动后，学生提出的问题丰富而繁杂，如何引导到本节课的重点研究方向：电动机为什么会转动上来呢？学生提出问题的这一环节在本节课的课堂上是否应该弱化