【大单元·任务式】8..3.1 跨学科实践：传感技术（第一课时）课时教学设计-2026-2027学年教科版物理九年级上学期

该初中物理教学设计聚焦声电转换与电声转换核心知识，以“顺风耳”神话与现代电话为情境主线，衔接电磁感应、磁场对电流作用旧知，延伸至传感技术跨学科应用。 通过实验（示波器观察电流波形、纸屑跳动）与动画模拟微观过程，落实科学探究与物理观念，结合电话发展历程渗透科学态度与责任，助力学生构建完整信号转化链，为教师提供可操作的核心素养教学方案。

【大单元整体教学】物理学教科版（2024）9年级上册 第8章 电磁相互作用 课题 8..3.1 跨学科实践：传感技术（第一课时） 课型 新授课 √ 复习课 试卷讲评课 其他课 1.教学内容分析 本节属于 “电磁相互作用” 单元的跨学科实践内容，聚焦 “声电转换”与“电声转换”两大核心模块。内容以 “实现‘顺风耳’” 为情境主线，先通过“声电转换”实验（线圈在磁场中振动产生感应电流）揭示动圈式话筒原理；再通过 “电声转换” 实验（通电线圈在磁场中受力振动）分析扬声器原理，最终串联话筒与听筒的工作过程，完整呈现电话的通信原理。同时，融入电话技术的发展历程，体现物理知识在通信技术中的应用与创新，是电磁感应、磁场对电流作用等知识从 “理论” 到 “跨学科应用” 的延伸，培养学生的技术应用与工程思维。 2.学情分析 知识基础：已掌握电磁感应现象（导体切割磁感线产生电流）、磁场对通电导体的作用力（通电导体在磁场中受力运动），具备分析 “能量转化”“原理推导” 的基本能力；对电话、手机等通信设备有生活认知，但对其内部 “声电转换” 的技术细节了解较浅。 认知难点：对 “声电转换中振动→电流→声音” 的信号转化链理解易碎片化；实验中对 “线圈振动与电流、声音的关联” 的观察与分析易停留于表面；对跨学科技术（传感技术在通信中的应用）的系统性认知不足，需通过实验与案例建立知识间的联系 3.学习目标确定与教学重难点 课标摘要： 3.4电磁能 3.4.2知道电压、电流和电阻。探究电流与电压、电阻的关系，理解欧姆定律。 3.4.3会使用电流表和电压表。 3.4.4探究并了解串联电路和并联电路中电流、电压的特点。 3.4.5结合实例，了解电功和电功率。知道用电器的额定功率和实际功率。 例2调查常见用电器的铭牌，比较它们的电功率。 3.4.6通过实验，了解焦耳定律。能用焦耳定律说明生产生活中的有关现象。 3.4.7了解家庭电路的组成。有安全用电和节约用电的意识。 例3了解我国家庭用电的电压和频率，在家庭用电中有保护自己和他人的安全意识 课标分析： 依据《义务教育物理课程标准（2022年版）》，学生需探究声电转换、电声转换的原理，理解动圈式话筒、扬声器的工作机制；结合电话发展历程，体会物理技术在通信领域的应用价值，认识科学、技术与社会的相互关系；经历 “猜想→实验→分析→应用” 的探究过程，发展科学探究能力与工程思维，提升技术素养与创新意识。 学习目标： 物理观念：理解声电转换、电声转换的原理，掌握话筒、扬声器的工作机制。 科学思维：能分析 “声音→振动→电流→振动→声音” 的信号转化逻辑，提升逻辑推理与系统分析能力。 科学探究：完成 “声电转换”“电声转换” 实验，提升实验操作、现象观察与数据分析能力。 科学态度与责任：通过电话技术的发展，认识物理技术对社会通信的推动作用，培养技术创新与工程应用的意识。 重点： 声电转换、电声转换的原理；话筒、扬声器的工作机制。 难点： “声音→振动→电流→振动→声音”的完整信号转化链；跨学科视角下传感技术的应用逻辑。 4.教学评价 评价维度 具体内容 学科知识评价 概念理解：考查动圈式话筒、扬声器原理的阐述 知识应用：考查解释电话、手机通话原理的能力 小组合作评价 小组讨论：观察参与度、倾听表现 合作任务：评估“声电转换实验”的分工协作、方案创新性及成员贡献 实验评价 项目规划：考量“模拟电话系统搭建”方案制定、资源安排能力 项目实施：观察操作规范、应变沟通能力 项目成果：评价通话效果及报告分析深度、结论合理性 实验评价 实验操作：评价仪器使用、实验流程及态度 实验观察与分析：考查声电/电声转换现象记录及原理分析推理能力 5.学习活动设计 教师活动 学生活动 设计意图/学习评价 任务一：激趣导入 展示神话故事中的“顺风耳” 相关插画，提问：古代人渴望听到远方声音的梦想，如今如何实现？ 展示望远镜、网络视频对话的图片，引出 “顺风耳” 的现实载体——电话，过渡到本课主题。 学生观看素材，回忆传说故事，积极回应提问。 学生思考现代通信技术与古代梦想的关联，产生探究兴趣。 以经典传说激发学生好奇心，拉近物理与生活的距离。 建立“古代梦想 — 现代技术”的联系，为声电转换、电声转换的学习铺垫情境。 任务二：把声音转换为电流 提出猜想：“声音是振动产生的，如何将振动转换成电流？” 引导学生结合电磁感应知识思考 演示 “声电转换” 实验：组装线圈、示波器、磁体装置，讲解操作注意事项，引导学生对着线圈说话并观察示波器变化。 组织小组讨论：“示波器出现对应图形的原因是什么？”，总结实验原理，引出话筒（动圈式）的结构与工作机制。 展示话筒结构示意图（膜片、线圈、永久磁体），分步讲解工作过程。 学生跟随教师思路，结合已有电磁感应知识进行猜想。 学生分组参与实验，观察示波器图形变化，记录实验现象。 学生分组讨论现象成因，分享观点，倾听教师讲解。 学生理解话筒各部件作用，梳理“声音→振动→感应电流”的转换逻辑。 遵循“猜想—实验—分析—总结”的探究流程，培养科学探究能力。 通过实验直观感知声电转换过程，突破“振动转化为电流”的抽象难点。 衔接旧知（电磁感应），构建知识体系，落实“物理观念”素养。 任务三：把电流转换为声音 过渡提问：“话筒将声音转换成了电流，如何把电流还原成声音？”引导学生思考 “电流→振动”的转化路径。 演示“电声转换”实验：组装线圈、电池、纸片（撒纸屑）装置，操作开关让线圈瞬间通电，引导学生观察纸屑变化。 引导学生分析实验现象：“纸屑跳动说明什么？”，结合 “通电导体在磁场中受力” 知识，总结实验原理。 展示扬声器结构示意图，讲解“交变电流→线圈受力振动→纸盆振动→声音”的工作过程。 电话的原理及发展： 展示话筒与扬声器的连接示意图，提问：将两个装置用导线连接，为什么能实现远距离通话？ 讲解贝尔发明电话的历史片段，介绍电话的发展历程（转盘拨号、按键式、手机），提问：不同电话的核心转换装置是否改变？ 组织小组讨论：电话技术的发展对社会产生了哪些影响？ 学生思考问题，尝试推导电流还原为声音的方法。 学生观察实验中纸屑的跳动现象，记录实验结果。 学生结合已有知识分析现象本质，参与班级交流。 学生理解扬声器的工作逻辑，梳理“电流→振动→声音”的转换过程。 学生分析连接装置的工作流程，梳理“声音→电流→声音”的完整传递路径。 学生观看历史素材，了解电话的发展脉络，思考并回答问题。 学生分组讨论技术与社会的关系，分享自己的见解。 延续探究式学习，让学生经历“问题—实验—推理”的过程，提升科学思维。 通过纸屑跳动的直观现象，将“线圈振动”可视化，突破抽象概念。 强化“通电导体在磁场中受力”的应用，完善“声电—电声”的完整转换链条。 整合前两个探究模块的知识，形成系统认知，提升系统分析能力。 通过历史发展的介绍，培养“科学态度与责任”素养，认识技术创新的意义。 引导学生关注科技与社会的联系，落实核心素养目标。 6.板书设计 7.特色学习资源分析、技术手段应用说明 （1）特色学习资源：教材中的 “声电转换”“电声转换” 实验器材（线圈、磁铁、示波器、电源、纸屑等）易获取，学生可通过动手操作直观观察 “振动与电流、运动” 的关联，突破信号转换的认知难点； “千里眼”“顺风耳” 的文学典故与现代通信技术（电话发展历程图）的结合，既激发探究兴趣，又体现技术发展的历史脉络。 （2）技术手段应用：运用动画模拟 “声电转换中线圈振动切割磁感线”“电声转换中通电线圈受力振动” 的微观过程，将抽象的信号转换具象化；展示电话从贝尔发明到智能手机的发展视频，直观呈现技术演进；可借助示波器实时显示声电转换产生的电流波形，让“声音→电流”的转化过程可视化；用慢动作视频拍摄记录电声转换中线圈的振动，帮助学生清晰观察“电流→振动”的关联 8.教学反思与改进 在教学中，学生对“声电-电声”完整信号链的理解是否连贯，可通过 “绘制信号转化流程图” 的方式检测；实验探究中，学生对 “线圈振动与电磁现象的关联” 的分析是否深入，可加强实验后的“现象-原理”关联引导；跨学科视角的渗透是否充分，可尝试让学生调研 “生活中其他传感技术（如光电传感、温度传感）” 并课堂分享，进一步拓展技术应用的认知，提升科学态度与责任的培养效果。 学科网（北京）股份有限公司 $