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中职）507第七节 学生实验：设计制作简易直流电动机电子教案
主题五 电与磁及其应用
第七节 学生实验：设计制作简易直流电动机 教学设计案例
课程内容
第七节 学生实验：设计制作简易直流电动机
课程类型
实验课
课时
1 学时
教材内容分析
本节主要让学生练习利用磁铁、漆包线、回形针、导线等材料，设计并制作简易直流电动机，增强合作交流、探究设计、操作技能、工匠精神等物理学科核心素养。
学情分析
学生在初中可能做过组装直流电动机的实验，但那是别人设计好的，自己按一定顺序组装在一起就可以了。本次实验则完全依靠自己，根据最基本的原理，利用简单的材料进行设计，能充分体现知识的应用，展示自己解决实际问题的能力，发展多种物理学科核心素养。
教学目标
1．进一步理解安培定律和左手定则。了解直流电动机的工作原理。
2．通过设计实验方案，进一步了解假设推理的科学方法。了解设计直流电动机时采用的放大法等科学方法。
3．通过制作简易直流电动机，提升操作技能等核心素养。通过设计与改进，提高技术运用、探究设计等核心素养。
4．进一步锤炼自己精益求精的工匠精神。通过分工协作，进一步提高合作交流的意识和能力。
教学重点
利用安培定律和左手定则，设计制作简易直流电动机的方案。通过分工协作，实施实验方案，实现实验目标。
教学难点
设计制作简易直流电动机的方案。实施实验方案，实现实验目标。
教学策略
让学生通过合作交流、分工协作，巩固运动与相互作用观念，提高实践操作技能和实验观察能力，增强工匠精神。
主要教法
启发、指导、巡视、监督
主要学法
动手实验操作、小组合作探究
教学资源
多媒体课件展示系统一套，（回形针2个、橡皮2个、长1.2 m左右芯直径1 mm的漆包线1根、小刀1把、磁铁1块、导线2根、干电池1节等）6套。另外可配备电烙铁、焊锡、热熔胶及胶枪、胶带等若干。
课堂实施
教学
环节
教学内容
教师活动
学生活动
设计意图
课前
准备
1. 在教材提供参考的直流电动机的设计方案中，使该电动机线圈发生转动的动力来源于哪里？
2. 线圈为什么要绕制15圈左右？更多或更少会有什么缺点？
3. 为什么要将线圈一端的绝缘漆全部刮掉，另一端只刮掉半个圆周？
4. 想到更好的设计方案了吗？
1. 安排学生进行预习（阅读教材、观看老师提供的微课视频）。
2. 就学生提出的问题进行有针对性地备课，准备在课堂上学生讨论时给予指导。
对教材和教学视频进行学习和思考，并与同学讨论其中发现的问题，将疑问反馈给老师。
让学生通过课前自主学习，发现自己不理解的问题，准备到课堂上与同学讨论，与老师交流，解决疑问。
课堂
实施
新课引入
实验原理与方法：直流电动机要达到不停地旋转的目的，就要设法让线圈在经过磁场中时，受到与其运动方向相同的安培力的作用。根据安培定律和左手定则等规律可知，当电动机线圈靠近磁铁时，要让磁铁的磁场方向与线圈导线的运动方向垂直，同时与面前导线中电流的方向也垂直，才能更好地达到让线圈加速的目的。
展示图片、提问：
当线圈中通以电流时，判断经过磁铁的线圈所受安培力的方向。
观察、思考、回答：
利用左手定则进行判断。
了解直流电动机的基本工作原理。
新课教学
教材中展示的实验方案中，线圈的两端经过处理，使线圈平面位于竖直方向时，且线圈的一条边位于正下方时，让电路导通，使流过导线的电流，正好受到下面放置的磁铁的磁场作用，且受到的安培力方向与下部线圈导线的运动方向相同，这时线圈就被加速。而当线圈的另外一边转到正下方时，电路处于断开状态，线圈不受安培力的作用。
讲述直流电动机的工作原理。

倾听、理解
让学生了解数字计时器与光电门的工作原理。
实验操作：
参考教材中给出的设计方案进行设计和制作：
1. 把直径约为0.4 mm的漆包线绕15圈左右，制成直径约2.5 cm的线圈，左右两侧各留出1.5 cm左右的端头。
2. 将线圈平面竖直，用小刀把一个端头上的绝缘漆完全刮去，而把另一个端头的绝缘漆只刮去上面的一半。
3. 把两个回形针掰直一段后分别插在橡皮上，调整橡皮的位置，使两根回形针之间的距离约为3 cm。
4. 把线圈的两个端头分别架到回形针上。
5. 将一块磁铁固定在线圈的正下方。
6. 用导线将两个回形针分别连接到一节电池的两极上。
7. 用手指轻轻地拨一下线圈，线圈就会不停地转动起来。如果线圈不能转动，则往相反方向拨一下试试。
各小组在组长的组织下明确分工：如负责固定橡皮的、负责安装支架的、负责绕制线圈的、负责加工线圈两端接头的、负责连接电路的等。
巡视、指导、答疑、监督。
分工、协作、观察、实验。
指导学生分工协作，安装调试。
如果制作的电动机无法转动，分析原因，重新设计制作。
巡视、指导、答疑、监督。
观察、思考、改进、调试。
指导学生完成任务。
如果成功制作出能转动的直流电动机，则与同学讨论，如何在此基础上进行改进，制作一个转得更快、更稳的电动机。
巡视、指导、答疑、监督。
思考
指导学生改进、创新。
让学生通过讨论，教材中提示的设计方案，只能使线圈在半个周期内，当线圈的一侧靠近下边磁铁时才能被加速。是否能想到改进一下线圈两端的触头连接方式，或增加一个供电电路，使线圈在另半个周期时也能得到加速？或在线圈上方增加一个磁铁，使线圈的上半部分在特定时间内也能被加速？
组织学生进行讨论。
思考、讨论、尝试。
让学生发展质疑创新的物理学科核心素养。
实验任务完成后，整理实验仪器，将其恢复初始位置，摆放整齐，整理卫生。
组织学生整理仪器，打扫卫生。
整理仪器，打扫卫生。
对学生进行劳动养成教育。
自由讨论
本学习小组是否顺利地制作出了直流电动机？有哪些经验或教训？与其他组同学交流，统计全班总共设计出多少种实验方案？最简单的方案是怎样的？哪组制作的电动机转动得最快？转动状态最稳定？
组织学生自由讨论、反思提升。
巡视、答疑。
反思、提升，撰写实验报告等。
让学生总结本小组的制作经验。
归纳总结
总结本小组实验的制作情况、分工协作情况等，思考自己在本实验中的体验和收获，操作技能是否得到增强等。将这些内容写入实验报告，由教师评价赋分。
归纳总结本次实验，各学习小组的完成情况，给出公正的总体性评价。
倾听
帮助学生正确地认识自己的成绩反思提高。
课后
提升
书面作业
撰写完整的实验报告，独立完成。
板书
设计
略。
评价
反馈
将每位学生在实验过程中讨论、分工、操作、计算、交流、合作等方面的表现，以及对其撰写实验报告的批改评语等及时反馈给学生。
教学
反思
反思本节课是否让学生通过自主学习进行了预习？实验前是否对每位学生的预习效果进行了检查？每个学习小组的分工是否合理，做到了人人都有任务？实验过程中学生的操作是否精细，是否有损坏实验仪器的现象？实验过程中是否对学生给予了及时的、有针对性的指导？每个学习小组是否全部顺利地完成了测量任务？每个学习小组是否全部正确地处理了数据，得出了正确的实验结果？学生的实验观察能力、操作技能是否得到加强？学生的合作意识、工匠精神是否得到加强？学生是否提出了创新性的问题或体现了创新精神？学生实验完毕，是否整理了仪器，打扫了环境卫生？

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