15.2 电流和电路 教学设计-2025-2026学年人教版物理九年级上学期

《15.2 电流和电路》教学设计 一、基本信息 1. 学科：物理（2024人教版九年级全一册） 1. 课题：15.2 电流和电路 1. 课时：2 课时（第 1 课时：导体与绝缘体、电流、电路构成；第 2 课时：电路图、实物图、电路状态） 1. 对应课标：2022 版义务教育物理课程标准 “运动和相互作用” 主题中 “电和磁” 内容，以 “物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任” 为核心素养培养导向，落实 “理解电路基本组成与电流形成条件，能规范绘制电路图并判断电路状态，树立安全用电意识” 的课标要求。 二、教学目标 （一）物理观念 1. 物质观念：能通过实验区分导体（如金属、石墨）与绝缘体（如橡胶、玻璃）。 1. 运动和相互作用观念：能说明电流是电荷定向移动形成的，记住 “电源外部电流从正极→用电器→负极” 的方向规定，能用发光二极管（LED）判断简单电路的电流方向，理解 “金属中自由电子定向移动方向与电流方向相反” 的相互作用关系。 1. 能量观念：能结合 “干电池供电使小灯泡发光” 的实验，分析 “电源将化学能转化为电能、用电器将电能转化为光能 / 内能” 的能量转化过程。 （二）科学思维 1. 模型建构：能认识国标电路元件符号（电源 “+ -”、灯泡 、开关等），根据简单实物电路（如 “电源→开关→灯泡”）规范绘制电路图（做到连线横平竖直、元件不画在拐角处），理解 “电路图是电路的抽象简化模型，可清晰反映元件连接关系”。 1. 科学推理：能根据 “探究导体与绝缘体” 实验中 “灯泡是否发光” 的现象，推理物质的导电属性（发光→导体，不发光→绝缘体）；能结合 “金属中自由电子带负电且向正极移动” 的事实，推理 “电流方向与自由电子移动方向相反” 的结论。 1. 科学论证：能通过实验对比（电源短路时灯泡不亮、电源发热；局部短路时被短路灯泡不亮、另一灯泡更亮），论证 “电源短路危害电源、局部短路不危害电源” 的本质差异，能用实验证据判断具体电路的状态（通路、断路、短路）。 （三）科学探究 1. 提出问题与设计方案：能围绕 “生活中哪些物质能导电”“如何让小灯泡持续发光且受开关控制” 等问题，设计可操作的探究方案（如 “电源→开关→待测材料→灯泡” 的导电性探究电路，控制电源电压、导线连接方式等变量）。 1. 进行实验与收集证据：能规范操作分组实验（连接电路时先断开开关、导线接在接线柱上），准确记录实验现象（如灯泡亮灭、LED 发光方向），能使用画图工具记录电路图、实物连接方式等证据。 1. 分析论证与反思改进：能对实验现象进行归纳（如 “铜片、铅笔芯使灯泡发光→导体”），总结 “持续电流的条件（有电源、电路闭合）”“电路图绘制规则” 等结论；能针对 “导线接触不良导致灯泡不亮” 的问题，反思并改进操作（如加固接线柱连接）。 （四）科学态度与责任 1. 探究兴趣与学科认同：通过 “LED 判断电流方向”“连接串联电路” 等实验，激发对电学知识的探究兴趣，能举例说明电路知识在生活中的应用（如台灯、手机充电电路），感受物理与生活的紧密联系。 1. 严谨态度与安全意识：能严格按照实验规范操作（如不随意短路电源），如实记录实验现象；能通过 “电源短路发热” 演示、“家庭电路短路火灾” 视频，认识电源短路的危害。 1. 合作精神与社会责任：能在分组实验中与同伴分工协作（如一人连接电路、一人记录现象、一人绘制图表），主动分享探究成果； 三、教学重难点 （一）重点 1. 物理观念：电路的基本组成（电源、用电器、开关、导线）及各元件作用，形成持续电流的两个条件（有电源、电路闭合）； 1. 科学思维：电流方向的规定，简单电路图的规范绘制； 1. 科学探究：连接简单实物电路并记录实验现象。 （二）难点 1. 物理观念：“金属中自由电子移动方向与电流方向相反” 的理解； 1. 科学思维：电源短路与局部短路的本质区分及论证； 1. 科学探究：根据电路图规范连接实物图（避免导线交叉、接线柱接触不良）。 四、教学方法 1. 实验探究法：以 “导体与绝缘体探究”“电路连接实践” 为核心，落实科学探究素养； 1. 类比法：用水流类比电流，帮助理解 “电流定向移动” 的抽象概念（支撑物理观念）； 1. 模型建构法：通过 “实物→符号→电路图” 的转化，培养科学思维中的建模能力； 1. 小组合作法：分组完成实验操作与成果交流，强化科学态度与责任中的合作精神。 五、教学过程 第 1 课时：导体与绝缘体、电流、电路构成 一、温故知新（5 分钟） 1.原子是由 和 组成的. 2.原子核带 电，核外电子带 电，电子所带电荷量是最小的，为 . 3.带电体的性质：（1）能吸引 的物体。 （2）同种电荷 ，异种电荷 。 4.检验物体是否带电的仪器叫 ，其原理是 . 5.用摩擦的方法使物体带电，叫作 ，其实质是 . 二、新课教学：模块 1 导体和绝缘体（15 分钟） 提出问题：使不带电的物体带上电，除了用摩擦起电的方式，也可以用接触起电的方式？ 演示实验： 分析归纳：电荷在金属中可以定向移动，说明金属是可以导电的. 1. （1）容易导电的物体叫作导体。 如金属、石墨、人体、大地、酸碱盐溶液等。 （2） 不容易导电的物体叫作绝缘体。如陶瓷、橡胶、玻璃、塑料、油类、干木材、干燥空气等。 （3） 导体内部含有大量可移动的自由电荷， 如：金属中含有大量的自由电子. （4） 绝缘体 内部几乎没有可以自由移动的自由电荷. （5） 导体和绝缘体在一定条件下是可以相互转化的。 3、 新课教学：模块 2 电流（12 分钟） 提出问题1：实验中，电荷在金属导体中做了定向移动，但这种定向移动瞬间就结束了.而灯要 持续发光，电荷必须不断的流过灯泡，那么怎样才能使电荷不断地流过小灯泡呢？ 连接简单电路： 分析归纳：实验结果表明，要想让小灯泡亮、电动机转、蜂鸣器发声，必须要有电池，还要用导线将它们与电池连接成闭合的回路 提出问题2：为什么接上电池后，电荷就能不断的流过灯泡，使灯泡发光呢？ 7. 师引导分析：导线、小灯泡的灯丝都是金属做的，而金属中有大量可以自由移动的自由电子，平时它们移动的方向是杂乱无章的.当接上了电池后，电池会迫使自由电子朝同一个方向流动，形成电流。19 世纪科学家规定 “正电荷定向移动的方向为电流方向”，电源外部：正极→用电器→负极；电源内部：负极→正极。 课件梳理： 1. 电荷的定向移动形成电流。 2.电流方向： （1）把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向. （2）在电源外部，电流的方向是从电源正极经过用电器流向负极. （3）在电源内部，电流的方向是从电源负极流向正极. 课堂小结1： 四、新课教学：模块 3 电路的构成（10 分钟） 1. 分组任务：让小灯泡持续发光： 7. 任务要求：“用给定器材（电源、开关、小灯泡、导线）连接电路，使开关闭合时灯泡亮，断开时灯泡灭”； 7. 学生操作：尝试不同连接方式（如开关接在正极或负极、导线是否绕灯座螺丝），教师巡视指导，提醒 “先断开开关再连接”（科学态度：安全操作）。 1. 归纳电路四要素： 7. 提问：“能让灯泡持续发光的电路，必须包含哪些元件？缺少某一元件会怎样？” 7. 梳理： 5. 电源：提供电能（如干电池，缺少则无电流）； 5. 用电器：消耗电能（如小灯泡，缺少则可能短路）； 5. 开关：控制电路通断（缺少则无法控制灯泡亮灭）； 5. 导线：输送电能（缺少则电路断开）； 7. 强调持续电流条件：“①有电源；②电路闭合（无断开处）”。 1. 安全警示： 7. 演示 “电源短路”：用导线直接连接电源正负极，触摸导线和电池，感受 “导线发热、电池发烫”，播放 “家庭电路短路引发火灾” 短视频； 7. 小结：“电源短路时，电流极大，会烧坏电源甚至引发火灾，绝对禁止！” 五、课堂小结与练习（3 分钟） 1. 小结：结合板书梳理本课时核心（导体与绝缘体的区别、电流的形成与方向、电路四要素），明确各知识点对应的核心素养（如 “电路四要素” 对应物理观念）； 1. 练习： （1）“判断人体、盐水、橡胶是否为导体？电源外部电流方向是怎样的？” （2）金属中自由电子向电源正极移动，电流方向指向哪里？” 第 2 课时：电路图、实物图、电路状态 一、复习导入（5 分钟） 1. 提问：“上节课我们用电源、开关、灯泡、导线组成了能控制的电路，若想把这个电路画下来和同学交流，直接画实物会很麻烦，有没有更简洁的方式？” 1. 引出 “电路图”：“用统一的符号表示电路元件，就是电路图 —— 这是一种‘简化模型’，今天我们学习电路图绘制、实物图连接和电路状态判断。” 二、新课教学：模块 4 电路图（15 分钟） 1. 认识元件符号： 7. 课件展示国标符号： 7. 7. 学生跟读并在练习纸上画 2 遍符号，教师巡视纠正（如 “灯泡内的点不能漏画”）。 1. 学习绘制规则： 7. 教师示范：以 “电源→开关→灯泡” 电路为例，分步绘制： ① 从电源正极出发，按电流方向依次画开关、灯泡，最后回到负极； ② 连线横平竖直，拐角处画直角，呈长方形； ③ 元件符号均匀分布，不画在拐角处； ④ 标注元件（开关 S、灯泡 L）； 7. 口诀总结：“正极出发，依次连接；横平竖直，不画拐角；符号规范，标注清晰”。 1. 分组实践：画电路图： 7. 任务：根据上节课 “能控制的小灯泡电路” 实物，绘制电路图，组内互评（重点检查 “是否漏画元件、连线是否规范”）； 7. 展示优秀作品：分析其符合 “绘制规则” 的地方，纠正 “导线交叉、元件画在拐角” 等问题。 三、新课教学：模块 5 实物图连接（12 分钟） 1. 明确连接要点： 7. 教师演示 “根据电路图连实物图”： ① 对照电路图，先摆好元件（电源正极附近放开关，负极附近放灯泡）； ② 导线接在元件接线柱上（不接在导线中间），避免交叉； ③ 按 “正极→开关→灯泡→负极” 的顺序连接，最后检查是否有漏接； 7. 强调：“连接时先断开开关，连接后用手轻拉导线，确认接线牢固”。 1. 分组任务：连串联实物图： 7. 任务：根据教师给出的 “两个小灯泡串联” 电路图（电源→开关→L1→L2→负极），连接实物图，闭合开关观察 “两灯是否同时发光”； 7. 教师巡视：重点指导 “导线交叉的纠正”“L1 与 L2 之间的接线柱连接”，对 “两灯不亮” 的小组，引导排查 “开关是否闭合、接线是否松动”。 四、新课教学：模块 6 电路状态（10 分钟） 1. 实验辨析电路状态： 通路：演示 “开关闭合、两灯发光的串联电路”，分析 “电路处处连通，有电流，用电器工作”（物理观念）； 断路：断开串联电路中的一根导线，观察 “两灯不亮”，分析 “某处断开，无电流，用电器不工作”（如开关断开、导线断裂均为断路）； 短路： 1 电源短路：用导线直接接电源正负极，观察 “两灯不亮、电源发热”，论证 “无电流经过用电器，电能全部转化为电源热能，危害电源”； 2 局部短路：用导线接在 L1 两端，观察 “L1 不亮、L2 更亮”，论证 “电流绕过 L1，仍经过 L2，无危害电源，属于局部短路”； 1. 课堂练习： 如图,当S 1 ,S 2 断开时,电路处于 　 　 状态;当S 1 闭合,S 2 断开时,电路处于 　 　 状态;当S 1 ,S 2 都闭合,电路处于 　 　 状态。 4、 课堂小结与拓展（3 分钟） 七、板书设计 第 1 课时板书 15.2 电流和电路（1） 一、导体与绝缘体 1. 导体：易导电（金属、石墨、人体）→ 有自由电荷 1. 绝缘体：不易导电（橡胶、玻璃）→ 无自由电荷 1. 转化：玻璃（常温→绝缘体，红炽→导体） 二、电流 1. 形成：电荷的定向移动（类比水流） 1. 方向：正电荷移动方向（电源外部：+→用电器→-） 1. 判断：LED 单向导电性（长脚 + 进，短脚 - 出） 三、电路构成 1. 四元件：电源（供能）、用电器（耗能）、开关（控通断）、导线（输送） 1. 持续电流：①有电源；②电路闭合 1. 警示：禁止电源短路！ 第 2 课时板书 15.2 电流和电路（2） 一、电路图 1. 符号：电源（+ -）、灯泡、开关（S） 1. 规则：正极出发→横平竖直→不画拐角 二、实物图连接 1. 要点：接接线柱→不交叉→先断开关→查牢固 三、电路状态（科学思维：论证） 状态 连通情况 电流 用电器 危害 通路 处处通 有 工作 无 断路 某处断 无 不工作 无 短路 电源短接 极大 不工作 烧电源 局部短接 较大 部分工作 无 八、分层作业布置 1. 基础层：绘制 “一个电源、两个小灯泡并联、一个开关控制干路” 的电路图，标注元件符号与电流方向； 1. 提高层：用家中的干电池、手电筒灯泡、导线（绝缘），尝试连接 “开关控制灯泡” 的电路，记录成功 / 失败的原因； 1. 拓展层：查阅资料，分析 “充电宝的电路组成（电源、保护电路、输出接口）”，撰写 100 字短文说明 “充电宝如何避免短路危害”。 九、教学反思 1 学科网（北京）股份有限公司 $