17.1 关于电动机转动的猜想 教学设计-2025-2026学年沪粤版九年级下册物理

该初中物理教案聚焦《关于电动机转动的猜想》，核心围绕电动机组成（定子、转子）、转动猜想（磁场与电流）及模型简化展开。通过播放电风扇、洗衣机等生活应用短视频导入，连接学生已有电学和磁现象知识，以动手连接电路使电动机转动为支架，引导从现象到结构的探究，为后续磁场对电流作用奠基。 教案特色在于融合科学探究与科学思维，通过分组拆解电动机观察结构、建立直导线/矩形线圈简化模型培养模型建构能力，结合生活电器调查、制作简易电动机挑战落实科学态度与责任。“让电动机转起来”实验提升探究能力，“简化”思想教学培养抽象思维，助力学生实践与思维发展，为教师提供结构化探究流程与多元评价工具。

17.1 《关于电动机转动的猜想》课时教案 学科 初中物理 年级册别 九年级下册 共1课时 教材 沪粤版《九年级物理下册》 授课类型 新授课 第1课时 教材分析 教材分析 本课是九年级下册第十七章“电动机与发电机”的起始课，属于“电与磁”单元的核心内容。教材通过生活实例引入电动机的应用，引导学生从现象出发提出科学猜想，进而探究其工作原理。本节以“电动机为什么会转动”为驱动问题，强调观察、实验与逻辑推理相结合的科学探究过程，体现了从现象到本质的认知路径。内容涵盖电动机的基本结构、简化模型构建方法以及对转动原因的初步猜想，为后续深入学习“磁场对电流的作用力”奠定基础，具有承上启下的作用。 学情分析 九年级学生已掌握基本电学知识（如电流、电压、电路连接）和简单磁现象（如磁极相互作用），具备一定的实验操作能力与逻辑思维能力。但对“看不见的磁场如何影响通电导体”这一抽象概念仍存在理解障碍，容易将电动机转动归因于“通电即动”，缺乏对“力作用”机制的深层认知。部分学生动手能力较弱，拆装实验中可能遇到接线错误或接触不良等问题。因此，需通过真实情境创设、分组合作探究、可视化模型辅助等方式降低认知门槛，激发探究兴趣，培养科学思维。 课时教学目标 物理观念 1. 能说出电动机在生活中的广泛应用，并能列举常见家用电器中使用电动机的实例。 2. 能识别电动机的主要组成部分——定子与转子，并理解其在电动机转动中的功能。 科学思维 1. 能基于观察现象提出合理猜想：电动机的转动可能与磁场和电流有关。 2. 能运用“简化”思想对复杂电动机结构进行合理抽象，建立可实验研究的物理模型。 科学探究 1. 能通过小组合作完成“让电动机转起来”的实验任务，记录现象并分析失败原因。 2. 能在教师指导下拆解模型电动机，观察内部结构，绘制简图并交流发现。 科学态度与责任 1. 能积极参与实验探究活动，尊重事实，勇于表达个人见解。 2. 能主动调查家中电动机应用情况，体会物理知识与生活的紧密联系。 教学重点、难点 重点 1. 电动机的主要部件——定子与转子的识别与功能理解。 2. 基于现象提出“电动机转动可能与磁场和电流有关”的科学猜想。 难点 1. 如何将复杂的电动机内部结构通过“简化”转化为可实验研究的模型。 2. 从“通电后转动”这一表象中，抽象出“磁场对通电线圈有力的作用”这一核心物理机制。 教学方法与准备 教学方法 情境探究法、合作探究法、讲授法、实验演示法 教具准备 模型电动机、电源、开关、导线、拆卸工具、蹄形磁铁、直导线、多媒体课件 教学环节 教师活动 学生活动 情境导入，激趣启思 【5分钟】 一、生活情境，引出课题 （一）、播放视频，引发思考 1. 教师播放一段包含多种电动机应用的短视频：电风扇旋转、洗衣机搅动、电动车行驶、电动玩具车奔跑、电动窗帘开合等。 2. 提问引导：“同学们，请仔细观察视频中这些设备的共同点是什么？它们都依靠什么动力来工作？” 3. 引导语：这些设备之所以能够自动运转，背后都藏着一个神奇的装置——电动机。它就像人体的“肌肉”，把电能转化为机械能，让我们的生活更加便捷。 4. 追问：“你还能想到哪些家用电器里有电动机吗？比一比，看谁说得又多又准！” 5. 预设学生回答：冰箱压缩机、抽油烟机、榨汁机、吹风机、电动牙刷、按摩椅等。 6. 小结：电动机的应用非常广泛，几乎渗透到我们生活的方方面面。 （二）、聚焦问题，提出挑战 1. 教师展示一台小型模型电动机，将其固定在讲台上。 2. 指着电动机说：“这台电动机现在是静止的，谁能告诉我，怎样才能让它转起来？” 3. 学生自由发言，如“接上电源”“通电”。 4. 教师追问：“那如果我给你一套简单的器材：电源、开关、导线和这个电动机，你能把它连起来，让电动机转起来吗？” 5. 引出本节课的核心任务：“今天，我们就一起来完成这个挑战——让电动机转起来，并进一步探究：电动机为什么通电后会转动？它的转动到底跟什么有关？” 二、任务驱动，自主尝试 （一）、分组实验，初次尝试 1. 教师将全班分为8个小组，每组4人，发放实验材料包：模型电动机1台、电源1个、开关1个、导线若干、绝缘胶带。 2. 明确实验要求：参照教材图17-2(a)所示的电路图，用导线将电源、开关、电动机连接成闭合回路。 3. 强调安全提示：连接前检查导线是否破损；接线时先断开开关；通电时间不宜过长，防止电动机过热。 4. 巡视指导：观察各组连接情况，及时纠正错误接线，如正负极接反、开关未接入、导线松动等。 5. 鼓励学生在实验过程中思考：“为什么有的组电动机转了，有的没转？可能是什么原因？” 6. 对于未能成功启动的小组，引导他们检查电路是否断路、接触是否良好、电源是否正常。 1. 观看视频，观察电动机的应用场景。 2. 思考并回答电动机的共同特征。 3. 积极举手发言，列举生活中使用电动机的电器。 4. 分组合作，尝试按图连接电路。 5. 在实验中发现问题并思考原因。 评价任务 实验操作：☆☆☆ 问题意识：☆☆☆ 参与度：☆☆☆ 设计意图 通过真实生活情境引入，激发学生学习兴趣，建立“电动机=动力源”的直观印象；设置“让电动机转起来”的具体任务，赋予学生明确的学习目标，激活已有经验，为后续探究埋下伏笔；通过分组实验培养动手能力和团队协作精神，同时在失败与成功中引导学生形成“发现问题—分析原因”的科学思维习惯。 探究结构，建立模型 【10分钟】 一、拆解观察，认识结构 （一）、示范拆解，规范操作 1. 教师手持一把小螺丝刀，向全体学生展示如何安全拆解模型电动机。 2. 指导步骤：先取下外壳上的固定螺丝；轻轻撬开外壳，注意不要损坏内部零件；取出转子和定子组件。 3. 强调注意事项：拆解时动作要轻柔，避免划伤线圈；拆下的零件要放在指定托盘中，防止丢失。 4. 展示拆解后的电动机内部结构：清晰可见的圆柱形转子、嵌有线圈的硅钢片、固定的定子磁铁。 5. 重点讲解：转子是转动的部分，由硅钢片叠成，线圈就嵌在硅钢片的槽中；定子是固定不动的部分，通常是一个永久磁铁或电磁铁，产生稳定的磁场。 6. 提问：“请大家观察一下，转子和定子之间有没有直接接触？它们是如何传递能量的？” 7. 引导学生得出结论：两者之间没有直接接触，是通过磁场传递作用力。 （二）、分组拆解，深度探究 1. 教师宣布：“现在，每个小组可以领取一个完整的模型电动机，按照刚才的方法，自己动手拆开它，仔细观察内部结构。” 2. 发放拆解工具包：每人一把小螺丝刀、一个小托盘。 3. 明确实验任务：观察并记录电动机的主要部件名称；画出一个简易的内部结构草图；讨论“如果没有接触，转子是如何被带动转动的？” 4. 巡视指导：关注各组拆解进度，提醒学生注意安全；对于观察不细致的小组，可提供放大镜辅助观察线圈分布。 5. 鼓励学生用语言描述所见：“我看到转子上有好多铜线绕成的圈，像弹簧一样。”“定子是一个黑色的磁铁，中间有空洞。” 6. 引导总结：“电动机主要由定子和转子两大部分组成。” 二、模型简化，抽象思维 （一）、提出“简化”概念 1. 教师提问：“如果我们想研究‘磁场对通电线圈是否有作用’，能不能直接拿这么复杂的电动机来做实验？” 2. 学生回答：“不能，太复杂了。” 3. 教师解释：“这就需要一种重要的科学方法——‘简化’。什么是简化？就是把影响不大的次要因素忽略掉，只保留最重要的因素来进行研究。” 4. 出示“金钥匙”卡片，朗读：“简化，指把影响事物发展与变化不大的因素（次要因素）忽略掉，而将影响事物发展与变化较大的因素（主要因素）抽取出来的做法。” 5. 举例说明：比如研究苹果落地，我们可以忽略颜色、大小，只关注重力作用。 6. 过渡：“那么，在电动机中，哪些是主要因素？哪些是次要因素？” （二）、引导简化，建立模型 1. 教师展示教材图17-4：将复杂的转子线圈简化为一根直导线或一个矩形线圈。 2. 解释：“虽然实际线圈是螺旋状的，但我们可以通过简化，把它看作一个通电的金属棒。” 3. 展示教材图17-5：将定子中复杂的电磁铁简化为一个蹄形磁铁。 4. 提问：“这样简化后，我们就可以用一根通电导线和一块蹄形磁铁来模拟电动机的工作原理了，是不是更简单了？” 5. 学生点头回应。 6. 强调：“这就是科学家常用的研究方法——建立理想化模型。” 7. 请学生在笔记本上画出简化后的电动机模型：一个蹄形磁铁，中间有一根通电导线，导线能自由转动。 1. 观察教师示范，学习拆解步骤。 2. 小组合作，安全拆解电动机。 3. 记录主要部件名称，绘制内部结构草图。 4. 思考“无接触如何传力”的问题。 5. 理解“简化”思想的意义。 6. 在笔记本上画出简化后的电动机模型。 评价任务 结构识别：☆☆☆ 模型建构：☆☆☆ 思维抽象：☆☆☆ 设计意图 通过亲手拆解，让学生从“黑箱”走向“透明”，真正理解电动机的内部构造，增强感性认识；借助“简化”思想，帮助学生突破复杂结构带来的认知障碍，将抽象的物理规律转化为可操作、可验证的实验模型，培养学生的抽象思维与建模能力；通过画图巩固知识，促进知识内化。 提出猜想，深化思考 【10分钟】 一、基于现象，提出猜想 （一）、回顾实验，提炼关键 1. 教师提问：“我们刚刚让电动机转起来了，也拆开了它，看到了它的结构。那么，大家再想一想：电动机为什么会转动？你觉得最可能的原因是什么？” 2. 学生自由发言，如“因为通电了”“因为有磁铁”“因为有线圈”“因为有磁场”等。 3. 教师引导：“刚才我们看到，转子上有线圈，定子上有磁铁。当通电后，线圈处在磁铁的磁场中，就开始转动了。这说明了什么？” 4. 引导学生意识到：转动的关键在于“通电的线圈”和“磁场”同时存在。 5. 教师板书：“电动机的转动，可能跟_______和_______有关。” 6. 请学生填写空白处： - 第一个空：**磁场** - 第二个空：**电流** 7. 小结：“所以，我们可以大胆地提出一个猜想：电动机的转动，可能跟磁场和电流有关。” 8. 进一步追问：“如果只有磁场，没有电流，电动机会转吗？如果只有电流，没有磁场呢？” 9. 学生思考后回答：“不会转。” 10. 教师总结：“这说明，磁场和电流缺一不可，它们共同作用，才产生了使线圈转动的力。” 二、关联旧知，深化理解 （一）、联系已有知识 1. 教师提问：“还记得我们在学习‘电与磁’时，有哪些关于磁场和电流的知识吗？” 2. 学生回忆：奥斯特实验表明电流周围存在磁场；磁铁能吸引铁质物体；同名磁极相斥，异名磁极相吸。 3. 教师引导：“既然电流能产生磁场，磁铁也能产生磁场，那么当通电导体处于磁场中时，会不会受到力的作用呢？” 4. 过渡：“这个问题，正是下一节课我们要重点探究的内容。今天我们只是提出了一个猜想。” 5. 请学生在课本上标注：“电动机的转动，可能跟磁场和电流有关。” 6. 强调：“这是一个非常重要的科学猜想，它将引领我们进入更深层次的探究。” （二）、布置课后任务 1. 教师宣布：“接下来，老师给大家布置一个有趣的课外任务。” 2. 任务内容：回家后，调查家中至少三种使用电动机的电器，记录它们的名称、用途和外观特征。 3. 要求：可以用照片、文字或绘画形式记录，下节课分享。 4. 鼓励学生：“看看谁找得最多、最特别！” 5. 提醒：“注意用电安全，不要随意拆卸电器。” 1. 回顾实验过程，思考电动机转动的原因。 2. 大胆提出自己的猜想，填写“磁场”和“电流”。 3. 参与讨论，理解“磁场与电流共同作用”的重要性。 4. 联系旧知，回忆相关物理概念。 5. 记录课后调查任务，准备下节课分享。 评价任务 猜想合理：☆☆☆ 联系旧知：☆☆☆ 任务明确：☆☆☆ 设计意图 通过引导学生从实验现象中归纳出核心要素，培养“由果溯因”的科学思维；利用“填空式”猜想，降低表达难度，鼓励所有学生参与；通过联系已有知识，建立新旧知识之间的桥梁，促进知识迁移；布置开放性调查任务，将课堂延伸至家庭生活，增强学习的真实感与实践性。 总结提升，展望未来 【5分钟】 一、课堂小结，梳理脉络 （一）、师生共忆，构建框架 1. 教师提问：“今天我们一共完成了哪几件事？” 2. 学生逐一回答： - 我们认识了电动机在生活中的广泛应用。 - 我们让电动机转了起来。 - 我们拆开了电动机，发现了它的主要部件——定子和转子。 - 我们学会了用“简化”思想建立物理模型。 - 我们提出了一个重要的科学猜想：电动机的转动可能跟磁场和电流有关。 3. 教师板书本课知识结构图： - 电动机应用 → 电动机结构 → 简化模型 → 科学猜想 4. 强调：“这是一条完整的科学探究之路，从观察到猜想，是我们迈向科学的第一步。” 5. 引导学生齐声朗读：“电动机的转动，可能跟磁场和电流有关。” 二、预告下节，激发期待 （一）、提出新问题 1. 教师神秘地说：“同学们，你们知道吗？我们提出的这个猜想，真的正确吗？” 2. “明天，我们将用一个简单的实验来验证它——用一根通电导线放在蹄形磁铁中，看它会不会动。” 3. “如果它动了，那说明磁场真的对电流有力的作用！这正是电动机工作的根本原理！” 4. “所以，下一节课，我们就要揭开电动机‘转动之谜’的真相！” 5. 鼓舞士气：“让我们一起期待明天的精彩实验吧！” 1. 回忆本节课的主要活动与收获。 2. 听教师梳理知识脉络，理解科学探究流程。 3. 朗读核心猜想，强化记忆。 4. 对下节课内容充满期待。 评价任务 知识整合：☆☆☆ 学习期待：☆☆☆ 表达完整：☆☆☆ 设计意图 通过系统性小结，帮助学生构建本节课的知识体系，明确“现象→结构→模型→猜想”的探究路径；通过预告下节课内容，制造悬念，激发学生持续学习的兴趣，实现“课虽尽而意未绝”的效果，为下一课时的教学做好铺垫。 拓展延伸，项目启航 【5分钟】 一、发布“制作简易电动机”挑战 （一）、介绍任务背景 1. 教师展示教材图17-6：简易电动机的制作器材。 2. 说明：“根据电动机的主要构造，我们可以用这些材料自己动手做一个小电动机。” 3. 介绍材料：铜丝、电池、磁铁、支架、纸杯底等。 4. 强调：“这不是作业，而是一次有趣的科学挑战！” 5. 提问：“你有信心做出来吗？它能不能转动？改变电流方向，转动方向会不会变？” 6. 鼓励学生：“试试看，失败也没关系，每一次尝试都是进步。” 二、布置实践任务 （一）、明确任务要求 1. 任务一：在课后用提供的材料，尝试制作一台简易电动机。 2. 任务二：测试它能否转动，并记录结果。 3. 任务三：改变线圈中电流的方向，观察转动情况的变化。 4. 任务四：将你的制作过程、遇到的问题和发现写成一份小报告，下节课分享。 5. 提供提示：可用手机拍照记录制作过程，图文结合更生动。 6. 宣布：“下周我们将举办‘我的简易电动机’成果展，评选‘最佳创意奖’‘最稳转动奖’等！” 1. 观看简易电动机制作示例。 2. 了解制作材料与步骤。 3. 激发动手欲望，准备课后尝试。 4. 明确实践任务与评价标准。 评价任务 任务理解：☆☆☆ 动手意愿：☆☆☆ 创新意识：☆☆☆ 设计意图 将课堂学习延伸至课外实践，通过“制作简易电动机”这一项目式学习任务，培养学生动手能力、解决问题的能力和创新精神；设置奖励机制，提升任务趣味性与参与度；为下一课时的实验探究提供真实素材，实现“做中学、学中思”的深度融合。 自我评价与反思 【5分钟】 一、自我评价，促进成长 （一）、完成评价量表 1. 教师发放《自我评价表》，包含以下问题： - 1. 你对拆装电动机这项活动感兴趣吗？ - 2. 在设计实验的活动中，是否遇到过什么问题？你是怎样解决的？ - 3. 你认为自己在小组中的表现如何？ - 4. 你对“电动机转动的猜想”有什么新的想法？ 2. 学生独立填写，诚实反思。 3. 教师巡视，个别辅导。 二、教师反馈，激励前行 （一）、总结亮点 1. 表扬积极发言的学生。 2. 表彰合作默契的小组。 3. 鼓励敢于质疑、善于思考的同学。 4. 强调：“每一个认真思考、勇敢尝试的同学，都是科学探索的小明星！” 1. 独立完成自我评价表。 2. 反思学习过程中的收获与不足。 3. 接受教师正面反馈，增强自信心。 评价任务 自我认知：☆☆☆ 反思深度：☆☆☆ 情感态度：☆☆☆ 设计意图 通过自我评价环节，引导学生学会审视自己的学习过程，培养元认知能力；通过教师反馈，肯定学生努力，营造积极向上的课堂氛围，强化学习动机；将情感态度与价值观教育自然融入教学尾声，实现“知识、能力、情感”三维目标的统一。 作业设计 一、知识巩固 1. 请写出电动机的主要组成部分，并简要说明它们的功能。 （1）________________________：_____________________________________________ （2）________________________：_____________________________________________ 2. 为什么说“简化”是科学研究中常用的方法？请举一个例子说明。 ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 3. 根据本节课内容，完成下列填空： 电动机的转动，可能跟_______和_______有关。 为了研究这个问题，我们把复杂的电动机结构简化为__________________和__________________的组合。 二、实践探究 4. 请在家中调查至少三种使用电动机的电器，填写下表： 电器名称 使用位置 外观特征 是否有明显转动部件 你的观察与感受 【答案解析】 一、知识巩固 1. （1）定子：固定不动的部分，通常为磁铁或电磁铁，产生磁场。 （2）转子：转动的部分，由硅钢片和线圈组成，通电后在磁场中受力转动。 2. “简化”能将复杂问题聚焦于核心因素，便于研究。例如：研究苹果落地时，忽略颜色、大小等次要因素，只关注重力作用。 3. 磁场；电流；蹄形磁铁；通电导线（或矩形线圈）。 二、实践探究 4. （答案示例） 电器名称 使用位置 外观特征 是否有明显转动部件 你的观察与感受 电风扇 客厅 圆柱形，有叶片 是，叶片旋转 转动时声音轻柔，风感明显 洗衣机 卫生间 长方形，有门 |是，内筒旋转 洗涤时发出规律的“嗡嗡”声 吹风机 卫生间 手持式，有出风口 是，扇叶旋转 吹出热风，感觉强劲 电动牙刷 卫生间 手柄状，有按钮 是，刷头振动 振动频率高，清洁感强 抽油烟机 厨房 嵌入式，有滤网 是，风扇旋转 启动时有明显吸力 电动窗帘 卧室 墙面安装，有电机盒 是，卷轴转动 操作方便，可遥控 电动车 庭院 两轮，有电池 是，车轮转动 加速快，行驶平稳 冰箱压缩机 厨房 内部，有散热片 是，内部部件运动 运行时有轻微震动声 榨汁机 小型，有刀盘 厨房 是，刀盘高速旋转 制作果汁效率高 按摩椅 客厅 坐具，有控制面板 是，机械臂活动 按摩舒适，放松效果好 板书设计 电动机的应用 → 结构认识 → 模型简化 → 科学猜想 │ ├─ 主要部件： │　　① 定子：固定部分，产生磁场（磁铁/电磁铁） │　　② 转子：转动部分，含线圈，通电后受力转动 │ ├─ 科学方法： │　　▶ 简化：忽略次要因素，聚焦主要因素（如：蹄形磁铁 + 通电导线） │ └─ 核心猜想： 　　　电动机的转动，可能跟___磁场___和___电流___有关。 教学反思 成功之处 1. 以真实生活情境导入，极大激发了学生的学习兴趣，课堂参与度高。 2. 通过“让电动机转起来”的任务驱动，让学生在做中学，动手能力与合作意识得到显著提升。 3. “拆解—观察—简化”环节设计巧妙，有效突破了学生对复杂结构的认知障碍，培养了抽象建模能力。 不足之处 1. 部分小组拆解速度较慢，导致后续探究时间紧张，需优化材料发放与流程管理。 2. “简化”思想对学生而言仍显抽象，部分学生理解不够深入，需在后续课中加强实例对比。 3. 课外调查任务反馈形式单一，可增加“照片+文字”或“小视频”等多元展示方式，提升趣味性。 学科网（北京）股份有限公司 $