16.5 跨学科实践：制作简易调光台灯 教学设计2026-2027学年人教版九年级全一册物理

该初中物理教学设计聚焦滑动变阻器串联调光原理，通过家用调光台灯与普通小灯实物对比导入，回顾滑动变阻器改变电流、串联电路特点，搭建从理论到实践的学习支架。 此设计以跨学科实践为亮点，融合物理电路搭建、劳动手工制作、美术外观设计、数学尺寸规划，借助小组合作完成设计、制作、调试全流程，培养科学探究（动手实践）、科学思维（故障排查逻辑）、科学态度与责任（安全用电、废物利用），提升学生综合实践能力，为教师提供可操作的跨学科教学方案。

阳信县第四实验中学正贯当下毅赢未来 阳信县第四实验中学“365学本式成长课堂模式”教学设计 科目 物理 年级 九年级 课题 跨学科实践：制作简易调光台灯 课型 新授课 设计者 课时 使用时间 课标要求 1.物理：综合运用电阻、滑动变阻器、电路串联知识，理解调光台灯调光原理，能规范搭建串联调光电路，分析滑片移动对灯泡亮度、电流的影响。 2.跨学科融合：融合美术（外观设计）、劳动技术（手工组装、工具使用）、数学（电路尺寸规划、成本估算）、安全健康教育（用电安全、工具操作规范）。 教材内容分析 本节课是第十六章《电压电阻》收尾跨学科实践活动，是本章全部电学知识的综合应用，整合电压、电阻、滑动变阻器、串并联电路等核心知识点。 教材以生活调光台灯为载体，引导学生把课堂理论转化为实物作品，跳出单纯纸笔实验，落实工程实践。课程融合多学科内容：物理电学原理、劳动手工加工、美术外观美化、数学成本测算、安全规范教育。 本课既是对本章知识的巩固复盘，也为后续欧姆定律、动态电路分析积累直观实操经验，重点培养学生工程设计、动手操作、故障排查、创新优化的综合实践能力，符合新课标跨学科实践、项目式学习要求。 学习者 特征分析 1.知识基础：学生已掌握滑动变阻器工作原理、串联电路特点，能判断滑片移动改变电阻、电流、灯泡亮度；能看懂简单实物电路与电路图，但综合组装完整电路易出现接线混乱。 2.能力特点：动手制作兴趣浓厚，但工具使用（剪刀、胶带、美工刀）不规范；电路组装易出现短路、接触不良、变阻器接线错误；缺少成品整体设计思维，只会单纯拼接电路，忽略外观、稳定性、实用性。 3.认知难点 ①无法把理论电路图转化为实体台灯布线； ②电路出现不亮、亮度不变等故障时，不会分步排查； ③跨学科融合薄弱，只关注电路，忽略外观设计、材料节约、安全规范； ④制作过程分工混乱，小组协作效率低。 教学目标 物理观念 1.巩固滑动变阻器原理：通过改变接入电阻丝长度改变电阻，串联在电路中调节电流，实现灯泡明暗调节。 2.能完整说出调光台灯电路工作逻辑：电源→开关→滑动变阻器→小灯泡串联，滑片移动改变电阻，改变电流，控制亮度。 科学思维 1.工程设计思维：从需求出发，依次完成方案设计、器材选型、结构规划、成品优化完整流程。 2.逻辑推理思维：出现故障时，按照“电源→接线→变阻器→灯泡”顺序分步排查，定位问题。 科学探究 1.自主完成制作方案设计，画出调光台灯电路图，标注器材、尺寸。 2.小组合作完成材料裁剪、底座制作、电路布线、整体组装、通电调试全流程。 科学态度与责任 1.劳动素养：规范使用手工工具，轻拿轻放电学器材，完工整理桌面、回收边角废料，养成劳动习惯。 2.安全责任：严格使用低压干电池电源，禁止接触家用220V交流电，树立安全用电意识。 教学重点 调光台灯串联电路搭建；滑动变阻器正确接线；成品通电调试；小组分工完成完整制作流程。 教学难点 电路故障分步排查；废旧材料外壳结构设计；兼顾电路功能与外观美观；跨学科要素融合设计。 学习评价设计 1.课前预习评价：导学案完成电路设计草图、器材清单、制作步骤，同桌互查电路图正误。 2.课堂过程评价（60%） ①分工协作评价：小组各司其职，有序完成设计、布线、手工制作； ②操作规范评价：工具安全使用、电路无短路、变阻器一上一下接线； ③故障探究评价：出现问题自主排查，记录故障原因与解决办法。 3.成品展示评价（30%） 评价维度：电路功能（能否连续调光）、结构稳固、外观创意、废物利用、整洁度，小组互评+教师打分。 4.课后拓展评价（10%）：实践报告书写，包含原理、制作过程、故障总结、优化方案，分层批改。 教学资源 电学器材（每组） 3节干电池及电池盒、小灯泡、灯座、滑动变阻器、开关、导线若干、电流表（可选） 手工制作材料 废旧纸盒、塑料瓶、硬纸板、雪糕棒、双面胶、透明胶带、剪刀、美工刀、直尺、彩笔、装饰贴纸 教学辅助资源 多媒体课件（家用调光台灯实物图、电路原理图、制作步骤微课、安全操作视频）、制作任务导学案、小组评价量表、故障排查清单 教学过程设计 备注 （二次备课） 创设情景，导入新课 1.实物体验导入 2.教师拿出家用可调光台灯，现场调节亮度，同时展示无调光功能的普通小灯，对比提问：两款台灯核心区别是什么？依靠什么元件实现亮度调节？知识回顾 3.快速提问：滑动变阻器如何改变电流？调光台灯中滑动变阻器与灯泡串联还是并联？学生集体回答，回顾本章核心知识。任务发布 本节课跨学科实践任务：利用身边废旧材料+电学器材，小组合作制作一台可连续调节亮度的简易台灯，融合物理、劳动、美术、数学知识，最终完成作品展示评比。 学习活动（1） 问题导学，自主预习（1） 结合课本与导学案，独立完成设计规划： （1）调光台灯核心电路：联电路，器材依次为电源、、滑动变阻器、灯泡； （2）滑动变阻器接线要求：，闭合开关前滑片调到； （3）外壳材料选择：废旧纸盒/塑料瓶，测算底座、灯罩尺寸（数学跨学科）； （4）小组分工：设计师、电路组装员、手工制作员、美化员、汇报展示员。 小组讨论，合作探究（1） 小组围绕4个问题研讨，确定统一制作方案： ①如何摆放滑动变阻器、电池盒，保证底座稳固不倾倒？ ②灯罩如何设计，既透光又能遮挡电路？ ③预判可能出现哪些电路故障，提前思考排查方法？ ④如何利用彩纸、雪糕棒美化外观（美术融合）？ 小组绘制完整设计草图，标注电路走线、外壳尺寸 小组展示，解难释疑（1） 每组推选设计师上台展示设计图纸，讲解电路结构与外壳创意。 1.教师集中点拨易错点：滑动变阻器必须串联，一上一下接线； 2.电池、开关、灯泡依次首尾相连，不能并联； 3.外壳开孔预留导线通道，避免导线挤压短路。 学习活动（2） 问题导学，自主预习（2） 阅读导学案制作步骤，明确先后顺序： 第一步：手工加工底座、灯罩；第二步：搭建串联电路；第三步：固定器材到外壳；第四步：通电调试、故障排查；第五步：外观装饰美化。 安全提示：美工刀、剪刀刀口不对人；仅使用低压电池，严禁触碰220V市电。 小组讨论，合作探究（2） 小组分工同步开展制作，教师巡回指导、纠错、提供工具帮助： 阶段1：手工外壳制作（劳动+美术） 利用废旧材料裁剪底座、灯罩，用胶带固定成型，预留器材摆放位置，用彩笔装饰图案。 阶段2：电路搭建（物理核心） 按照设计电路图依次连接：电池盒→开关→滑动变阻器→灯座小灯泡；滑动变阻器选用一上一下接线，闭合开关前滑片移至最大阻值处。 阶段3：固定布线与通电调试 将所有电学器材固定在底座，理顺导线，防止松动短路；闭合开关，缓慢移动滑片，观察灯泡能否由暗变亮、连续调节。 阶段4：故障自主排查探究 出现以下问题小组自行对照故障清单排查： ①灯泡完全不亮：检查电池接触、开关通断、导线接线松动、变阻器两下接线； ②亮度无法调节：滑动变阻器两上/两下接法； ③灯泡过亮：滑片未调到最大阻值，电路总电阻太小。 小组展示，解难释疑（2） 各组完成基础调试后，轮流上台演示台灯调光效果，分享本组遇到的电路故障与解决方法。 教师归纳通用故障排查逻辑：先查电源，再查接线，最后检查滑动变阻器接法；总结调光核心原理，串联滑动变阻器改变电路电流。 学习活动（3） 1.小组自主优化作品：加固底座、美化灯罩、理顺杂乱导线，提升美观度与稳定性。 2.创新拓展思考： ①如何增加电流表，直观显示电流随亮度变化？ ②怎样设计可拆卸灯罩，方便更换灯泡？ ③生活中大功率台灯为什么不能只用滑动变阻器调光？ 3.小组整理桌面，回收边角废料、分类摆放器材，落实劳动环保要求。 点拨构建，评研提升 1.师生共同梳理本节课知识与实践框架： 2.电路原理（滑动变阻器串联调光）→工程设计（方案绘图、尺寸规划）→劳动制作（材料加工、组装）→美术美化（外观创意）→安全与环保。作品互评打分：依据评价量表，小组互相打分，选出“最佳功能奖”“最美外观创意奖”“最佳协作小组”。 3.集中梳理学生高频故障，复盘滑动变阻器使用核心知识点，巩固本章内容。 作业布置 1.基础实践作业：完善简易台灯，带回家展示给家人，讲解调光物理原理。 2.书面报告作业：书写实践报告，包含电路图、制作步骤、故障记录、优化改进方案。 3.拓展创新作业：查阅资料，了解家用LED调光台灯的不同调光方式，下节课分享；利用剩余材料改良台灯，增加收纳、支架等附加功能。 板书设计 16.5跨学科实践：制作简易调光台灯 一、核心物理原理 1.电路：电源、开关、滑动变阻器、小灯泡串联 2.滑动变阻器：一上一下接线，改变接入电阻丝长度→改变电流→调节亮度 3.安全操作：闭合开关前，滑片调至最大阻值 二、跨学科制作流程 1.设计（数学：尺寸绘图；物理：电路图纸） 2.加工（劳动：废旧材料裁剪组装） 3.布线调试（物理：电路搭建、故障排查） 4.美化（美术：外观装饰、创意设计） 三、常见故障排查 1.灯不亮：电源断路、导线松动、变阻器两下接线 2.亮度不变：两上/两下错误接法 3.灯光过亮：滑片未调至最大阻值 四、实践要求 安全用电、废物利用、分工协作、精益求精 教学反思与 后记 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $