第十八章 磁及其相互作用《实践 自制简易电报机》课时教案-2025--2026学年沪科版九年级全一册物理

该教案聚焦电磁铁原理与信息编码核心知识点，通过播放19世纪电报机音频、展示历史照片及莫尔斯发明短视频导入，衔接学生已学的电流磁效应知识，以情境驱动、分步引导和小组协作搭建学习支架，实现从知识理解到技术实践的迁移。 特色在于以“三重关卡”任务链贯穿实践，学生动手组装电报机、设计莫尔斯电码，培养科学探究能力，通过信息流逻辑图分析信号传递，落实科学思维中的模型建构，小组分工与历史意义讨论渗透科学态度与责任。为教师提供融合多知识点的实践方案，助学生提升动手与系统思维能力。

第十八章 磁及其相互作用《实践 自制简易电报机》课时教案 学科 初中物理 年级册别 九年级全一册 共1课时 教材 沪科版《初中物理》九年级全一册 授课类型 实践探究课 第1课时 教材分析 教材分析 本课节选自沪科版九年级物理“第十八章 磁及其相互作用”中的实践环节，以“自制简易电报机”为核心任务，融合电流的磁效应、电磁铁原理、通电导体在磁场中受力、电路设计与信息编码等多知识点，是典型的跨学科综合实践活动。内容贴近生活，具有鲜明的技术应用背景，有助于学生理解电磁技术在通信领域的实际价值。通过动手制作与调试，培养学生的工程思维、系统设计能力和科学探究精神。 学情分析 九年级学生已掌握电流的磁效应、电磁铁的基本结构与工作原理，具备一定的电路连接能力与实验操作经验。但对“信号编码—电路控制—机械响应”这一完整的信息传递链路缺乏整体认知。部分学生存在动手能力弱、电路连接易出错、逻辑思维不严密等问题。教学中需通过情境驱动、分步引导和小组协作降低认知负荷，借助实物模型与可视化流程图帮助学生建立系统性思维，突破从“知识理解”到“技术实现”的瓶颈。 课时教学目标 物理观念 1. 能说出电磁铁的工作原理：通电产生磁场，断电磁场消失，能吸引铁质材料。 2. 能结合电路图说明电报机中开关通断如何控制电磁铁动作，实现信号传递。 科学思维 1. 能设计简单的电报编码规则（如点划代表字母），并应用于信息发送。 2. 能通过观察电磁铁吸合/释放现象，分析电路状态变化，推理信号传输路径。 科学探究 1. 能根据实验要求，自主选择器材并完成电报机组装，验证其功能可行性。 2. 能在实验中发现问题（如线圈不吸铁、灯不亮），提出合理改进方案。 科学态度与责任 1. 在团队合作中尊重他人意见，主动承担角色分工，体现责任意识。 2. 能认识到电报技术作为现代通信基石的历史意义，增强科技发展责任感。 教学重点、难点 重点 1. 理解电磁铁在电报机中作为“信号接收器”的核心作用机制。 2. 掌握通过开关通断控制电磁铁吸合/释放，实现“点”与“划”的信号编码原理。 难点 1. 学生在无模板情况下独立设计可运行的电报机电路结构，尤其在接线顺序与电源极性匹配上易出错。 2. 将抽象的“莫尔斯电码”转化为具体可执行的“按压—发声—记录”动作链条，形成闭环反馈。 教学方法与准备 教学方法 议题式教学法、情境探究法、合作探究法、讲授法 教具准备 电磁铁组件、电池盒、导线、开关、小铁片、纸带、剪刀、胶带、废旧喇叭、多媒体课件、莫尔斯电码表 教学环节 教师活动 学生活动 情境导入：电报的诞生——一段改变世界的声音【5分钟】 一、创设历史情境，激发探究兴趣 （一）、播放19世纪电报机工作的音频片段 1. 教师播放一段模拟莫尔斯电报机“嘀嘀哒哒”敲击声的音频，同时展示一张1844年美国华盛顿至巴尔的摩首条电报线路开通的照片。 2. 提问引导：“同学们，你们听到的是什么声音？它背后隐藏着怎样的秘密？为什么说这‘叮咚’两声能传递整个国家的消息？” 3. 引导学生思考：这种依靠“短促”与“长延”来传递信息的方式，是否与我们今天用手机发短信有异曲同工之妙？ 4. 进一步追问：“如果让你用一根导线、一个电池、一块铁片，制造一台能‘说话’的小机器，你会怎么做？” 5. 板书课题：“实践 自制简易电报机”，并在黑板左侧绘制一幅简笔画：一个人按下按钮，远处一个铁片被吸起，纸带上留下痕迹。 6. 播放短视频：《莫尔斯发明电报的故事》（1分钟），强调“电流的通断=信息的起点”。 7. 总结过渡语：“今天，我们就化身‘小小发明家’，亲手打造一台属于自己的电报机，用‘通断电’讲述我们的故事！” 二、任务发布：成为电报工程师，挑战三重关卡【1分钟】 （一）、发布项目任务 1. 教师出示“电报机建造挑战卡”PPT： - 第一关：搭建基础电路，让电磁铁能稳定吸合铁片； - 第二关：设计一套“点”与“划”的编码系统，发送“HELLO”； - 第三关：测试信号传递距离，确保对方能准确接收并还原信息。 2. 明确每组任务目标：每组完成一台可运行电报机，并在30秒内向另一组发送一条信息。 3. 强调安全提醒：“所有操作必须在教师指导下进行，严禁私自拆卸电池或接触裸露电线。” 1. 专注聆听音频，感受历史氛围。 2. 思考教师提问，尝试解释电报原理。 3. 观看视频，了解电报发明背景。 4. 激发兴趣，进入角色，期待动手实践。 知识铺垫：电磁铁的秘密——看不见的“磁力手”【6分钟】 一、揭秘电磁铁工作原理：从“断电”到“通电”的魔法【3分钟】 （一）、实物演示：电磁铁的“吸—放”实验 1. 教师手持一个自制电磁铁（带铁芯的螺线管），将其靠近一个小铁钉，此时铁钉未被吸引。 2. 连接电池后，立即观察到铁钉被迅速吸起，形成“吸附态”。 3. 断开电源瞬间，铁钉掉落，恢复“自由态”。 4. 提问：“为什么通电时能吸铁，断电后就松开了？” 5. 引导学生回答：“通电后螺线管产生磁场，变成临时磁体，所以能吸引铁制品。” 6. 板书关键词：通电 → 产生磁场 → 吸引铁块；断电 → 磁场消失 → 铁块脱落。 7. 展示电磁铁内部结构剖面图（PPT），标注“线圈”、“铁芯”、“电源接口”三个关键部件。 二、构建信息传递链：从“按按钮”到“响铃铛”的全过程【3分钟】 （一）、绘制信息流逻辑图 1. 教师在黑板右侧画出一条信息传递链： “按下开关” → “电流通过线圈” → “电磁铁产生磁力” → “吸起铁片” → “撞击纸带发出声响” → “记录为‘点’或‘划’”。 2. 用不同颜色标记各阶段： 红色箭头表示“电信号输入”，蓝色箭头表示“机械响应输出”，绿色箭头表示“信息记录”。 3. 提问：“如果我把这个铁片换成一个铃铛，会发生什么？” 4. 学生回答后补充：“这就是早期电报机‘咔嗒’声的由来！每一次点击，都是一次信息的发送。” 5. 强调：“我们做的不是玩具，而是真实世界的缩影——每一个动作都在模拟人类通信的原始形态。” 6. 出示莫尔斯电码表（PPT）： - “·” 表示“点”（短按） - “—” 表示“划”（长按） - 举例：“H” = · · · · ，“E” = · 7. 布置任务：“接下来，请你们用这套语言，向同伴发送第一个词——‘HELLO’。” 1. 观察电磁铁通断电过程，发现磁力变化规律。 2. 理解“通电即生磁，断电即失磁”的基本原理。 3. 识别电磁铁在电路中的角色：信号转换器。 4. 学习莫尔斯电码基本符号，准备编码实践。 实践探究：我是电报工程师——动手组装电报机【20分钟】 一、分组合作，搭建电报机原型【10分钟】 （一）、明确材料清单与任务分工 1. 教师发放“电报机材料包”（含电磁铁、电池盒、导线、开关、小铁片、纸带、胶带、剪刀），并说明使用规范。 2. 每组4人，分别担任：设计师（画电路图）、操作员（连接导线）、测试员（检查通断）、记录员（记下信号）。 3. 教师强调：“先画图再接线，避免盲目连接导致短路。” 4. 提供参考电路图（PPT）： 电池正极 → 开关 → 电磁铁线圈 → 电池负极，形成闭合回路。 5. 指导学生将电磁铁固定在支架上，调整铁片位置，使其在未通电时与电磁铁保持约1毫米间隙。 6. 指导学生将纸带卷成筒状，放置于铁片下方，确保每次撞击都能留下清晰印记。 （二）、自主组装，教师巡回指导 1. 学生开始连接电路，教师巡视并及时纠正错误： - 若灯不亮，检查是否接反极性； - 若铁片不吸起，检查线圈是否完好、铁芯是否到位； - 若信号不稳定，建议更换新电池。 2. 鼓励学生尝试多种连接方式，比较哪种更稳定。 3. 对于困难小组，教师提供“诊断提示卡”： - “检查导线是否断裂？” - “电池是否装反？” - “铁片是否太远？” 4. 拍摄优秀作品照片上传至班级群，激励其他组学习借鉴。 二、编码训练：用“点”与“划”发送“HELLO”【10分钟】 （一）、设计编码规则，练习发送 1. 教师展示“HELLO”的莫尔斯电码： H: · · · · E: · L: · · — · L: · · — · O: — — — 2. 指导学生用手指模拟按键节奏： - “点”：快速按一下，持续0.5秒； - “划”：持续按2秒，中间不可中断。 3. 每组派一名成员作为“发送者”，另一名作为“接收者”，面对面练习发送“HELLO”三次。 4. 接收者用纸笔记录每次收到的信号，完成后对照标准答案核对。 5. 教师巡视，关注学生是否出现混淆“点”与“划”、节奏不一致等问题。 6. 针对常见错误进行集中讲解： - “不要把‘划’按成两个‘点’” - “点与点之间要有间隔，不能连在一起” 7. 提升挑战：尝试发送“WORLD”或“YES”等单词，提升熟练度。 1. 分工协作，制定安装计划。 2. 依据电路图连接导线，确保接线牢固。 3. 测试电磁铁能否正常吸放铁片。 4. 用手指模拟按键节奏，练习发送“HELLO”。 交流评价：电报大比武——谁是最优信使？【8分钟】 一、小组互评：信号传递效率大比拼【5分钟】 （一）、开展“电报接力赛” 1. 教师宣布比赛规则：每组派出两名代表，一人发送，一人接收，限时30秒内发送“HELLO”一次。 2. 发送方按下开关，按莫尔斯码节奏发送，接收方用纸笔记录。 3. 比赛结束后，两组交换角色，再次发送。 4. 教师记录各组完成时间与正确率，公布前三名。 5. 评选“最佳信使奖”“最稳电路奖”“最优编码奖”。 二、反思总结：从电报到5G，通信从未停止【3分钟】 （一）、引导学生回顾技术演进路径 1. 教师提问：“今天我们用的电报机，和今天的手机相比，有哪些不同？” 2. 学生回答后补充： - 电报只能传文字，手机还能传语音、图像； - 电报靠人工编码，手机自动处理； - 电报靠电线，手机靠无线信号。 3. 引出未来展望：“虽然形式变了，但核心思想没变——都是利用电磁波传递信息。” 4. 布置课后拓展任务：“查阅资料，了解我国‘复兴号’高铁是如何通过无线通信系统实现精准调度的。” 1. 参与电报接力赛，体验信息传递过程。 2. 评价其他小组作品，提出改进建议。 3. 思考通信技术的发展历程，激发科技兴趣。 拓展延伸：走进真实世界——电报的遗产【5分钟】 一、观看纪录片片段：电报时代的通信革命【3分钟】 （一）、播放《电报如何改变战争》短片（2分钟） 1. 展示1861年美国内战期间，电报如何在几小时内传递战场消息。 2. 对比古代驿站“八百里加急”需要数日才能送达，突出电报的高效性。 3. 提问：“如果没有电报，第一次世界大战的指挥会怎样？” 4. 引导学生理解：信息速度决定了战争胜负。 二、布置跨学科作业：写一封“电报体”家书【2分钟】 （一）、发布写作任务 1. 请以“我今天放学后去图书馆看书了”为内容，用莫尔斯电码形式编写一封“电报信”。 2. 要求：包含标点符号，使用“·”和“—”表示，每行不超过10个字符。 3. 示例： （注：此处为示意，实际应为“我今天放学后去图书馆看书了”的编码） 4. 明日课堂展示优秀作品，评选“最佳电报诗人”。 1. 观看纪录片，感受电报的历史价值。 2. 记录任务要求，准备课后完成作业。 评价任务 电路稳定：☆☆☆ 编码准确：☆☆☆ 协作有效：☆☆☆ 设计意图 通过历史情境引入，唤醒学生对通信技术的兴趣；借助“信息流逻辑图”将抽象原理具象化，降低理解门槛；通过“分组实践+竞赛评价”激发参与热情，实现“做中学”；最后以“电报体家书”作业延伸课堂，促进知识迁移与情感升华。 评价任务 连接正确：☆☆☆ 信号清晰：☆☆☆ 节奏统一：☆☆☆ 设计意图 通过“接力赛”形式强化信号传递的准确性与稳定性，让学生在真实任务中检验成果；通过节奏训练培养时间感知能力，为后续学习电磁波频率打下基础；评价指标简洁明了，便于即时反馈。 评价任务 表达流畅：☆☆☆ 逻辑清晰：☆☆☆ 创意新颖：☆☆☆ 设计意图 通过“电报体家书”作业，将物理知识与语文写作融合，实现跨学科整合；鼓励学生发挥想象力，用科学语言表达生活情感，提升综合素养；同时延续课堂主题，深化“信息传递”这一核心概念的理解。 作业设计 一、基础巩固：填空与判断 1. 电报机的核心部件是__________，它利用__________原理工作。 2. 通电时，电磁铁能吸引铁片，这是因为____________________________。 3. “点”在莫尔斯电码中表示__________，“划”表示__________。 4. 下列说法正确的是（ ） A. 电报只能传递数字 B. 电报信号依赖于电流的通断 C. 电报机不需要电源 D. 所有电报都用相同编码 5. 请写出“SOS”的莫尔斯电码：_________________________ 二、实验探究：改进你的电报机 1. 如果你发现电磁铁吸力不足，可能的原因有哪些？请至少写出两点。 （1）__________________________________________________ （2）__________________________________________________ 2. 为了提高信号传递距离，你可以尝试哪些改进措施？ （1）__________________________________________________ （2）__________________________________________________ 三、拓展应用：设计你的电报密码 1. 请你设计一套只属于你和好朋友的“秘密电码”，用符号代替名字。 例如：你叫“小明”，可用“△”表示；朋友叫“小红”，可用“○”表示。 2. 用这套密码，给对方发送一句话：“明天见！” （请用“·”和“—”表示，每词间留空格） _________________________________________________________ 【答案解析】 一、基础巩固：填空与判断 1. 电磁铁；电流的磁效应 2. 通电后螺线管产生磁场，变成临时磁体 3. 短按；长按 4. B 5. · · · — — — · · · 二、实验探究：改进你的电报机 1. （1）电池电量不足 （2）线圈匝数太少或铁芯未完全插入 2. （1）使用更大功率的电池 （2）增加线圈匝数或使用更灵敏的接收装置 三、拓展应用：设计你的电报密码 1. （开放题，合理即可） 2. （示例）（此处省略部分，实际作业中应完整呈现） 板书设计 电报机工作原理 通电 → 电磁铁生磁 → 吸起铁片 → 撞击纸带 → 发出“叮咚”声 ↓ 点：短按（0.5秒） 划：长按（2秒） 莫尔斯电码示例： H: · · · · E: · L: · · — · O: — — — 信息传递链： 按下开关 → 电流通过 → 电磁铁动作 → 信号记录 核心思想：用“通断电”编码，传递信息 教学反思 成功之处 1. 情境导入极具感染力，历史音频与视频有效激发学生兴趣。 2. 采用“任务驱动+小组合作”模式，学生参与度高，动手能力显著提升。 3. 通过“接力赛”形式实现即时评价，反馈及时，促进改进。 不足之处 1. 部分学生对莫尔斯码节奏掌握不稳，需加强训练。 2. 个别小组电路连接混乱，存在安全隐患，后续应强化安全教育。 3. 作业设计虽具创意，但部分学生难以独立完成，建议增加模板支持。 学科网（北京）股份有限公司 $