1.1 小灯泡电路安装与分析(上)（教案）《电工电子技术基础与技能》上好课（高教版）

《电工电子技术基础与技能》教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 1.1 小灯泡电路安装与分析(上) 授课教师 1 学时数 1 授课班级 人数 授课时间 教学地点 理实一体化教室 二、设计意图 学情分析 本节课授课对象为电工相关专业学生，学生具备基础电路元器件识别认知，但对直流电路完整工作逻辑缺乏系统梳理。多数学生能分辨电池、灯泡、开关等常见电路元件，但不理解电源、负载、导线、保护装置四大组成部分的功能定位，对通路、断路、短路三种电路状态本质差异模糊。学生抽象理解能力一般，容易混淆电流参考方向与实际电流方向，同时对电流表操作规范记忆零散。此外，学生仅浅层知晓电流、电压相关物理名词，分不清电流计算公式、单位换算的适用场景，且对电源短路带来的设备损毁安全风险缺乏深刻认知。课堂需结合小灯泡实操案例简化理论，通过选择、判断、简答习题巩固知识点，同时引导学生树立规范安全用电的职业观念，分层讲解重难点，兼顾基础薄弱与接受能力较强的学生。 背景分析 直流电路是电工电子领域最基础的核心内容，是各类电气设备运行的底层原理。日常生产生活中各类照明、低压直流设备均以此为基础，干电池、小灯泡这类基础电路应用广泛。我国电工实训教学重视基础电路实操训练，能够快速搭建简易电路，但不少学习者容易混淆电路状态、电流参考方向等基础概念，实操中易出现短路等安全隐患。电源、负载、保护器件功能分工明确，通路、断路、短路工作状态差异显著，同时电流物理概念、电流表规范操作是岗位实操必备技能，兼具电路原理、实操安装、安全规范的课程内容，贴合电工专业学生岗位技能学习需求。 学习目标 设定 情感目标 知识目标 能力（技能）目标 1. 树立电工安全操作意识，认识电源短路带来的设备损毁风险。 2. 养成严谨规范实训习惯，夯实电工岗位基础职业素养。 1. 掌握电路四大组成要素，分清通路、断路、短路三种电路状态。 2. 理解电流定义与参考方向，熟记电流表使用规则及单位换算关系。 1. 能够识别简单直流电路元器件，判断电路所处的工作状态。 2. 学会读懂简单小灯泡原理图，掌握直流电流表正确测量操作要点。 学习任务 描述 1. 根据原理图完成小灯泡电路装接，辨识电路四类基本组成元器件。 2. 观察电路现象，区分通路、断路、短路三种不同的电路工作状态。 教学资源 准备 教师准备：讨论主题、学生任务书； 学生准备：在线讨论、完成任务书。 教学重点 1. 掌握电路四大组成部分，分清通路、断路、短路三种电路状态。 2. 理解电流定义及参考方向，牢记直流电流表的使用操作规范。 教学难点 1. 区分电流参考方向与实际方向，判断电流正负代表的物理含义。 2. 实操中识别电源短路危害，规避电流表错误接线带来的安全隐患。 教学难点突破方法 1. 借助电路实物演示图，对比讲解电流参考方向与实际方向关系。 2. 通过仿真与实物实操，直观展示短路、错接电表的危险后果。 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、讨论法； 学法 小组讨论法、自主阅读法。 四、教学资源 教材工具材料 《电工电子技术基础与技能》，主编：崔陵、俞艳；高等教育出版社出版。 教学情景 创设 五、教学过程 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 新课导入（2分钟） [引入主题]（2分钟） 同学们，晚上按下开关，台灯瞬间亮起；断开开关，灯光立刻熄灭。大家有没有思考过：为什么拨动小小的开关，灯泡就能实现亮灭切换？如果我们把台灯内部电路拆开，只用干电池、小灯泡、开关、导线搭建一个一模一样的简易小电路。如果接线出错，还有可能出现电池发烫、直接烧坏电源的危险情况！同样是电池和灯泡，接线不同，电路会出现通电发光、完全不亮、危险短路三种截然不同现象。今天我们就通过小灯泡电路实操，一起揭开直流电路的秘密，搞懂电路组成、电路状态以及电流的奥秘。 教师结合生活中台台灯开关控灯的日常场景进行口头设问，抛出开关控制灯泡亮灭的疑问；讲解错误接线会出现电池发烫、烧毁电源的安全风险，引出通路、断路、短路三种不同电路现象；顺势导入本节课学习主题，明确本节课要学习电路组成、电路状态、电流相关知识，激发学生探究欲望。 学生跟随教师的情境描述联系生活实际，思考开关控制灯泡背后的电路原理；留意错误接线带来的安全风险，建立安全实训的初步意识；明确本节课学习内容，进入课堂学习状态。 利用学生熟悉的生活实例创设课堂情境，拉近理论知识和现实生活的距离；通过危险现象提示，提前建立电工安全意识；设置悬念引发学生好奇心，自然引出新课教学内容，为本课后续实操与理论学习做好铺垫。 探索 新知（20分钟） 一、装接小灯泡电路 任务器材 干电池、小灯泡、开关、导线、电子百拼板，配套小灯泡电路原理图。 实操步骤 按照小灯泡电路原理图，在电子百拼板上依次摆放、连接干电池、小灯泡、开关、导线，完成实物电路装配。 实验现象 1.合上开关 S，电路接通，小灯泡正常发光； 2.断开开关 S，电路断开，小灯泡熄灭。 知识点小结 该实物就是最简单的直流电路，通过开关动作可以控制灯泡工作与否。 课堂思考 ①什么叫做电路？②一个完整的电路由哪几部分组成？③电路一共有哪几种工作状态？ 二、认识电路的基本组成要素 电路的定义：电路是电流流过的路径。 一个完整实用电路，至少包含电源、负载、导线、控制和保护装置四大组成要素，缺一不可。 1.电源 电源是向电路供给电能的装置，功能是把其他形式的能量转换成为电能。 干电池、蓄电池：属于化学电源，将化学能转化为电能； 发电机：将机械能转化为电能。 2.负载 负载也叫用电设备、用电器，是消耗电能的装置，作用是把电能转换成其他形式的能量。 小灯泡：电能→光能； 电动机：电能→机械能； 取暖器：电能→热能。 3.导线 导线作用是把电源和负载连接在一起，构成闭合导电回路，实现电能输送与分配。 工业实训常用导线材质主要为铜线、铝线。 4.控制和保护装置 作用：实现电路通断控制，同时保障电路安全可靠运行。 控制器件：各类开关，用来手动接通、切断电路； 保护器件：熔断器、低压断路器，发生故障时切断电路，保护电源和用电器。 教师展示干电池、小灯泡、开关、导线、电子百拼板以及小灯泡电路原理图，介绍实训器材，强调接线安全注意事项；指导学生按照原理图完成实物电路装配，巡视课堂，及时纠错，演示开关通断对应的灯泡亮灭现象。抛出课堂思考问题，引导学生观察思考；实操结束后，依托学生搭建好的实物电路，讲解电路定义，依次讲解电源、负载、导线、控制和保护装置四大组成要素，结合干电池、发电机、电动机、熔断器等实例讲解器件功能与能量转换关系，对比区分各类元器件。 学生对照电路原理图，在电子百拼板上完成元器件摆放与电路装接；反复操作开关，观察记录小灯泡亮灭的实验现象；针对教师提出的思考问题进行独立思考；结合自己搭建的实物电路，识别出电路中对应的电源、负载、导线、控制保护装置；做好课堂笔记，尝试判断生活常见电器属于哪一类电路组成要素。 以动手实操作为载体，将实操体验与理论讲解相结合，降低理论知识抽象度；训练学生识图、电路装配的实操能力，借助实物建立器件与理论概念的对应关系；通过设问激发学生探究兴趣，夯实电路基础概念，厘清四大组成要素的功能以及能量转换特点，为后续学习电路状态做好铺垫。 学 习 新 知（20分钟） 三、识别电路的状态 直流电路共有三种工作状态：通路、断路、短路，可对照电路原理图观察区分。 1.通路 开关闭合，电路形成完整闭合回路，属于电路正常工作状态。 电路特征：回路中有电流流过，负载可以正常工作； 实例：发光的小灯泡、正常转动的电动机都处于通路状态。 2.断路（又称开路） 电源与负载之间没有接成闭合回路，电路存在一处或者多处断开点。 电路特征：整个回路没有电流； 两种情况： ①正常断路：开关人为断开，属于电路正常操作； ②故障断路：开关已经闭合，但导线断开、接触不良，电路依旧不通，属于设备故障，需要排查维修。 3.短路（电源短路） 电源两端不经过任何负载，直接被导线连通。 电路特征：回路电流远远大于通路正常工作电流； 危害：强大电流会快速烧毁电源以及电路电气元器件，属于严重危险故障； 重要要求：实际工作中绝不允许发生电源短路； 保护手段：熔断器是短路常用保护装置，短路时熔体熔断切断电路。 四、认识电流 1. 电流的形成 电荷的定向运动形成电流。 形成持续电流两个必要条件： ①导体内部存在可自由移动的电荷（金属导体中是自由电子）； ②导体两端保持一定电位差，也就是电压，持续推动电荷定向移动。 类比理解：如同水泵提供水压推动水管中水流动，电压推动导体内部电荷运动。 2. 电流大小定义与单位 电流是描述电荷定向运动强弱的物理量。 定义公式： ：电流，单位安培，符号 A； ：导体横截面通过的电荷量，单位库仑，符号 C； ：通电时间，单位秒，符号 s。 单位定义：1 秒内，导体横截面通过 1 库仑的电荷量，此时电流就是 1 安培。 单位换算： 3. 电流方向与参考方向 1）规定：正电荷定向运动的方向为电流的实际方向。 金属导体导电依靠自由电子（负电荷），因此金属导体中电子移动方向与电流方向相反。 2）参考方向： 电路复杂时很难直接判断真实电流方向，计算前预先假设一个电流方向，称为参考方向，用箭头标注在电路图上。 计算结果：电流真实方向与参考方向一致； 计算结果：电流真实方向与参考方向相反； 4. 电流的分类 1. 稳恒电流：直流电流，大小、方向均不随时间改变； 2. 脉动电流：直流电，方向不变，大小随时间发生变化； 3. 交流电流：大小、方向都随时间做周期性变化。 符号说明：直流电文字符号 DC，图形符号 “”；交流电文字符号 AC，图形符号 “”。若无特殊说明，日常所说直流电流一般指稳恒电流。 5. 直流电流表（安培表）的使用 直流电流表用于测量直流电路电流，表盘标识 “A”。 实操四条核心注意事项： 1. 选择合适量程：电流表量程一般选为被测电流值的 1.5~2 倍； 2. 区分接线极性：“” 接线柱接靠近电源正极一侧，“” 接线柱接靠近电源负极一侧； 3. 连接方式：电流表必须串联接入被测电路； 4. 严防短路：电流表绝不允许不经过用电器，直接接到电源两极，会造成短路损坏仪表电源。 教师结合学生已经搭建完成的小灯泡实物电路以及电路原理图，演示通路、断路两种电路状态的实操现象；借助示意图、仿真动画讲解电源短路的原理与巨大危害，着重强调实训严禁电源短路，介绍熔断器的保护作用。接着引入电流相关知识点，用水泵‑水压类比帮助学生理解电流形成的条件；板书电流计算公式、单位换算，讲解电流实际方向与参考方向的含义，结合图示说明正负结果代表的物理意义。讲解稳恒电流、脉动电流、交流电的区别，演示直流电流表实物，逐条讲解电流表四点使用规范，演示错误接线带来的风险，课堂穿插简单小问题，随时检验学生掌握情况，对易错点进行着重强调。 学生动手操作实训电路，分别制造通路、人为断路，观察灯泡亮灭现象；结合原理图理解短路的成因，牢记短路的安全禁忌。跟随教师讲解理解电流形成机理，做好公式、单位笔记；区分电流实际方向与参考方向，能够根据计算正负判断真实电流方向；区分三类电流的特点，识记DC、AC符号；熟记直流电流表操作要点，辨析正确与错误接线方式，主动思考回答教师提出的课堂提问，梳理本部分知识的易错点。 依托实物演示把三种电路状态直观化，强化学生安全实训意识，树立电工岗位安全观念。利用水压类比化解电流形成、参考方向等抽象难点，落实公式与单位等基础知识；区分不同类型电流，掌握电流表实操规范。兼顾理论理解与实操安全，辨析易混淆知识点，为后续电路计算、电工实操打下扎实基础。 课堂 总结（2分钟） 教师总结（2分钟） 本节课我们系统学习了小灯泡直流电路相关核心知识，明确完整电路由电源、负载、导线、控制和保护装置四部分组成，掌握通路、断路、短路三种电路状态的特征与安全禁忌，认识电流的形成条件、定义公式与单位换算，分清电流实际方向与参考方向的含义，了解稳恒直流、脉动直流、交流电的区别，牢记直流电流表的实操使用规范。通过实物装接、现象观察与原理分析，建立起电路组成电路状态电流测量的关联认知，为后续电工电路的深入学习夯实基础，也提升了电路装配、安全实操的职业技能。 布置下节课任务（1分钟） 布置下节课任务（1分钟） 预习下节课内容 布 置 作业（1分钟） 1.请简述电路通路、断路、短路三种状态的特征以及短路带来的危害。 2.请简述电流参考方向的含义，说明计算结果正负分别代表什么物理意义。 3.列举直流电流表的四项使用要求，并说明为何电流表不能直接接电源两极。 板书 设计 小灯泡电路安装与分析 一、装接小灯泡电路 器材：干电池、小灯泡、开关、导线、电子百拼板 现象：闭合开关→灯亮；断开开关→灯灭 小结：最简单直流电路，开关控制电路通断 思考：①什么是电路？②电路组成？③电路有哪些状态？ 二、认识电路的基本组成要素 电路：电流流过的路径 1.电源：提供电能，其他形式能→电能  干电池 / 蓄电池：化学能→电能；发电机：机械能→电能 2.负载：消耗电能，电能→其他形式能  灯泡→光能；电动机→机械能；取暖器→热能 3.导线：连接回路，输送分配电能（铜线、铝线） 4.控制和保护装置  控制：开关；保护：熔断器、低压断路器 三、识别电路的状态 1.通路：开关闭合，回路完整，有电流，负载正常工作 2.断路（开路）：回路断开，无电流  ①正常断路：开关断开  ②故障断路：开关闭合，线路接触不良 / 断线 3.短路（电源短路）：电源不经负载直接导线相连  现象：电流极大；危害：烧毁电源、器件  要求：严禁电源短路；保护器件：熔断器 四、认识电流 1.电流形成：电荷定向移动  持续电流条件：①自由电荷 ②两端有电位差（电压） 2.定义公式：  单位：  3.方向：正电荷定向移动方向；金属中电子方向与电流相反  参考方向：与参考方向一致；与参考方向相反 4.电流分类  稳恒直流、脉动直流、交流；符号：DC、AC 5.直流电流表使用  ①量程选被测电流 1.5‑2 倍  ②“+” 接正极侧，“‑” 接负极侧  ③串联接入电路  ④禁止直接接电源两极，防止短路 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 本节课以小灯泡实操为载体开展直流电路教学，借助实物演示降低抽象知识难度，大部分学生能够掌握电路组成、三种电路状态以及电流表基本使用方法。但教学中也暴露出部分问题，少数学生对电流参考方向理解较为吃力，容易混淆正负值代表的物理意义；实操环节个别学生接线不够规范，短路安全风险意识仍需强化。课堂分层落实还不够到位，对基础薄弱学生的个别指导时间不足。后续教学可增加仿真演示辅助难点讲解，多设置课堂小习题及时巩固，进一步强化安全用电实训观念，兼顾不同层次学生的学习需求，提升课堂实效。 教师分配任务 学分组讨论 学生问题提问 学生分组回答 教师总结 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $