第十四章 欧姆定律 跨学科实践 调查电池的发展并制作水果电池教学设计-2025-2026学年苏科版（2024）九年级物理上册

本文围绕“调查电池的发展并制作水果电池”展开，承接电学知识背景，为后续电学学习奠基，融合物理与化学知识。通过调查、制作等环节，从物理观念、科学思维、探究及态度责任等维度培养学生核心素养。 该设计创新点在于跨学科实践，采用讲授、实践等教法。能提升学生跨学科思维与实践能力，为教师提供清晰授课路径，有效突破电池原理等教学难点。

课时编号 019 备课时间 上课时间 课题 · 第十四章 欧姆定律 跨学科实践 调查电池的发展并制作水果电池 · 教材分析 本节课是苏科版物理九年级上册第十四章欧姆定律中的跨学科实践活动内容。在此之前，学生已经学习了欧姆定律、电流、电压、电阻等相关电学知识，为本节课从物理原理角度理解电池及制作水果电池奠定了理论基础。通过对电池发展的调查，学生能够将物理知识与科技发展、社会应用相联系，体会物理知识在实际生活中的重要性与不断发展的历程。而制作水果电池这一实践活动，将电学知识与化学知识（涉及水果中电解质溶液与金属电极的化学反应产生电能）相融合，拓展学生跨学科思维，让学生亲身体验电能的产生过程，加深对电学概念的理解，同时培养学生的实践动手能力和创新精神，为后续深入学习电学及其他相关学科知识起到良好的铺垫与衔接作用。 学情分析 学生在前面的学习中已经掌握了电流、电压、电阻的基本概念以及欧姆定律的内容，对电路的连接和基本电学仪器的使用有一定的操作基础。但对于电池的内部结构、工作原理以及不同类型电池的发展演变仅有初步的感性认识，尚未从科学原理的角度深入探究。九年级学生具备一定的自主学习能力和资料查阅能力，能够通过网络、书籍等渠道收集信息。在之前的物理实验课程中，学生积累了一些实验操作技能，如导线连接、电表读数等，但在跨学科知识的综合运用以及实验创新设计方面能力较为欠缺。由于电池发展涉及较多历史资料和复杂的科学原理，学生在整理和分析资料时可能存在困难，难以清晰梳理电池发展的脉络。在制作水果电池过程中，对于水果中化学反应产生电能的微观机制理解较抽象，可能影响对实验现象的深入分析以及实验效果的优化改进。 核心素养目标 物理观念： 1.深入理解电池的工作原理，能从能量转化和守恒的角度解释电池如何将化学能转化为电能，强化对电学和能量转化相关物理观念的认知。 2.认识不同类型电池的特点和应用场景，理解电池技术发展与社会需求之间的关系，拓展对物理知识与实际应用联系的认识。 科学思维： 1.通过对电池发展历程的调查分析，培养学生归纳总结、逻辑推理的能力，能够从大量信息中提取关键内容，梳理出电池发展的规律和趋势。 2.在制作水果电池过程中，引导学生运用控制变量法分析影响水果电池电压、电流的因素，培养学生科学分析问题、解决问题的思维方式，提升学生运用科学思维方法处理实际问题的能力。 科学探究：1.经历调查电池发展的过程，学会制定调查计划、收集和整理资料、分析数据并得出结论，提高学生自主探究和信息处理能力。 2.通过亲自动手制作水果电池，让学生经历提出问题、猜想假设、设计实验、进行实验、收集证据、解释与交流等科学探究环节，培养学生的实验操作技能、创新实践能力以及团队协作精神。 科学态度与责任:1.培养学生严谨认真、实事求是的科学态度，在调查和实验过程中尊重事实、尊重数据，如实记录和分析结果。 2.让学生认识到电池技术发展对社会进步的重要推动作用，以及电池使用与环境保护之间的关系，增强学生的社会责任感和环保意识，激发学生为推动科技进步而努力学习的内在动力。 教学 重难点 重点： 1.了解电池的发展历程，掌握不同时期典型电池的工作原理、特点及应用。 2.掌握水果电池的制作方法，理解其工作原理，能够分析影响水果电池性能的因素。 难点: 1.从跨学科角度（物理与化学知识结合）深入理解电池的工作原理，尤其是水果电池中化学反应与电能产生的内在联系。 2.能够根据所学知识对水果电池进行优化改进，提高其产生的电压和电流，培养学生的创新实践能力。 教学方法学习策略 教学方法：讲授法、讨论法、实践法、引导探究法。 学习策略：自主学习、合作学习、探究学习、反思总结。 教学准备 1.收集整理关于电池发展的丰富资料，包括文字、图片、视频等，制作成教学课件。 2.为每个学生小组准备制作水果电池的材料，如不同种类的水果（柠檬、苹果、橙子等）、金属片（锌片、铜片、铁片等）、导线、电流表、电压表、鳄鱼夹、砂纸等。 3.准备一些常见电池实物，如干电池、锂电池、蓄电池等，用于课堂展示和讲解。 4.设计并打印学生调查记录表、实验报告模板等资料。 教　学　过　程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入新课（5 分钟） 1. 展示生活中各种使用电池的场景图片，如手机、汽车、手电筒等。 提问：“同学们，在我们生活中电池无处不在，那你们知道电池是怎么发展而来的吗？今天我们就一起走进电池的世界。” 2.拿出一个水果（柠檬）和金属片，提问：“大家看，老师这里有一个柠檬和两片不同的金属片，你们猜猜它们组合在一起能有什么神奇的事情发生？从而引出本节课的制作水果电池的实践活动。” 1.观察图片，思考老师提出的问题，积极回答，分享自己对电池的初步认识。 2.对老师展示的水果和金属片组合产生好奇，思考可能出现的现象。 从学生熟悉的生活场景入手，激发学生对电池发展的探究兴趣，通过设置悬念，引发学生对制作水果电池的好奇心和探索欲望，顺利导入新课。 电池发展调查指导（10 分钟） 1. 介绍调查电池发展的方法和途径，如网络搜索、查阅书籍、采访专业人员等。 2. 给出调查的具体内容和要求，包括不同时期典型电池的发明时间、发明者、工作原理、特点、应用领域以及电池发展对社会生活的影响等。 3.将学生分成小组，每组明确调查的重点方向，如一组调查早期电池发展，一组调查现代新型电池等。 1.认真聆听老师讲解调查方法和要求。 2.小组内讨论确定各自的调查重点，制定简单的调查计划，明确成员分工。 指导学生掌握调查方法，培养学生自主收集信息、整理资料的能力，通过小组分工合作，提高学生的团队协作能力和任务执行能力，为后续深入了解电池发展奠定基础。 电池发展资料分享与讲解（15 分钟） 1.各小组派代表上台分享调查成果，展示收集到的资料，讲解不同电池的相关信息。 2.教师对学生的分享进行补充和完善，重点讲解电池工作原理中涉及的物理知识，如电池内部的化学反应如何产生电压驱动电流等，同时引导学生对比不同电池的优缺点以及应用场景的差异。 1.小组代表进行汇报分享，其他小组成员认真倾听，记录关键信息。 2.针对老师和同学的讲解，提出疑问，参与讨论，加深对电池发展知识的理解。 通过学生的分享和教师的补充讲解，让学生全面了解电池的发展历程，强化学生对电池工作原理等物理知识的理解，培养学生的表达能力和信息整合能力，同时促进学生之间的知识共享和交流。 水果电池制作原理讲解（10 分钟） 1. 展示水果电池的简单示意图。 结合示意图讲解水果电池的工作原理：水果中含有酸性或碱性电解质溶液，当插入两种不同的金属片（如锌片和铜片）时，金属与电解质溶液发生化学反应，锌原子失去电子变成锌离子进入溶液，电子通过导线流向铜片，从而形成电流。 2. 介绍相关的化学知识背景，如金属的活动性顺序对反应的影响等，帮助学生从跨学科角度理解水果电池的工作机制。 3.强调实验中的注意事项，如金属片要打磨干净以去除表面氧化膜、导线连接要牢固、电表量程选择要合适等。 1.认真观察示意图，聆听老师讲解工作原理，结合已有的化学知识，理解水果电池中化学反应与电能产生的关系。 2.记录实验注意事项，对不理解的地方及时提问。 从物理和化学跨学科角度深入讲解水果电池原理，帮助学生构建完整的知识体系，明确实验注意事项，为学生顺利进行水果电池制作实验提供理论指导，培养学生跨学科综合分析问题的能力。 水果电池制作实践（20 分钟） 1. 组织学生分组进行水果电池制作实验，为每组发放实验材料。 2. 巡视各小组实验过程，及时给予指导和帮助，纠正不规范操作，解答学生在实验中遇到的问题。 3.鼓励学生尝试不同水果组合、不同金属片组合以及改变金属片插入深度等，观察实验现象的变化。 1.按照实验步骤，小组合作进行水果电池制作，连接电路，用电流表和电压表测量水果电池产生的电流和电压。 2.尝试多种实验变量改变，观察并记录实验数据和现象，如不同水果组合下电压电流的大小变化等。 3.对实验中出现的问题，如无电流或电压读数异常等，积极思考，尝试解决，或向老师请教。 让学生在实践操作中亲身体验水果电池的制作过程，通过改变实验变量观察现象，培养学生的实验操作能力、观察能力和科学探究精神，提高学生团队合作解决实际问题的能力，加深对水果电池原理的理解。 实验结果交流与分析（10 分钟） 1. 组织各小组汇报实验结果，展示不同条件下制作的水果电池产生的电流和电压数据。 2.引导学生对实验结果进行分析讨论，如哪种水果组合产生的电压电流较大，不同金属片对实验结果有什么影响等。 3.帮助学生从物理和化学原理角度解释实验结果，总结影响水果电池性能的因素。 1.小组代表汇报实验数据和结果，分享实验过程中的发现和问题。 2.参与讨论，分析不同小组实验结果差异的原因，结合原理理解影响水果电池性能的因素。 通过实验结果交流，促进学生之间的相互学习，培养学生分析数据、归纳总结的能力，从原理层面深化学生对水果电池的认识，进一步强化跨学科知识的应用和理解。 课堂总结与拓展（5 分钟） 1. 引导学生回顾本节课所学内容，包括电池的发展历程、水果电池的制作原理和影响因素等。 2.布置课后拓展任务，如查阅资料了解如何提高水果电池的效率，或者尝试用其他材料制作类似的简易电池等。 1.跟随老师的引导，回顾课堂重点知识，总结学习收获。 2.明确课后拓展任务，激发课后继续探索的兴趣。 帮助学生梳理知识脉络，巩固所学内容，通过课后拓展任务，进一步培养学生的自主学习能力和创新实践能力，将课堂学习延伸到课外，拓宽学生的知识面和视野。 课堂练习 (4分钟) 1.以下关于电池发展的说法错误的是（ ） A. 最早的电池是伏特电池 B. 干电池是一次性电池，不能充电重复使用 C. 锂电池比铅酸蓄电池能量密度低 D. 电池的发展推动了电子设备的小型化和便携化 2.在制作水果电池实验中，用柠檬作为电解质溶液，插入锌片和铜片，若将锌片换成铁片，可能会出现什么现象（ ） A. 电流变大 B. 电流变小 C. 电流方向改变 D. 无法产生电流 3.某小组制作的水果电池，用电压表测量其电压为 0.5V，用电流表测量其电流为 0.1A，根据欧姆定律，计算该水果电池的内阻约为多少？（假设水果电池可等效为一个理想电源与一个内阻串联） 独立完成练习，巩固所学知识。 巩固所学知识，提升知识应用能力。 板书设计 跨学科实践：调查电池的发展并制作水果电池 1.电池发展历程 早期电池：伏特电池（发明时间、原理、特点） 现代电池：干电池、锂电池、蓄电池（工作原理、应用、优缺点对比） 2.水果电池 工作原理：水果电解质溶液 + 金属片化学反应产生电流 实验要点：金属片处理、电路连接、电表使用 影响因素：水果种类、金属片组合、插入深度等 教学反思 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$