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1、神奇的小电动机教学设计【教材简析】本课是六年级上册能量单元的第6课。通过本单元前面5课的探究与学 习，学生已经了解了各种能量表现形式、能量来源和能量转换，并且从具体事例 中进一步认识了电能转换为磁能的装置电磁铁，学生能制作电磁铁并研究电 磁铁的性质和磁极。小电动机是磁铁和电磁铁性质在生活中的具体应用实例，本 课学生将通过拆解真实的小电动机认识其内部结构，通过模型了解电动机的工作 原理。小电动机的探索过程事实上就是学生感受奇妙的能量转换的过程，在这个 过程中，学生对能量的认识又提升到了一个新的层次。本课聚焦局部在明确了本课的研究对象是“小电动机”之后，提出了 “小电 动机里面有什么？为什么通电后
2、它就会转动呢？ ”的问题，充分调动了学生的前 认知。探索局部由两个活动组成：第一个活动是观察小电动机的构造。指向从小 电动机的结构特点，去解密小电动机为什么能转动。核心是想方法验证转子实际 上是电磁铁，为研究小电动机的工作原理打下基础。第二个活动是研究小电动机 工作的基本原理。这个活动分两个环节，首先引导学生从小电动机的构造猜测各 部件之间的相互作用，然后通过实验装置检验推测。在研讨环节，“我们知道在 哪些地方用到了小电动机？ ”这个问题将唤起学生的回忆，联想起生活中电动机 的应用实例，从而发现电动机具有广泛的用途，给我们生活带来诸多方便，给社 会带来深远影响。资料局部用文字的方式呈现了小电动
3、机的工作原理。【学生分析】学生经常在电动玩具小车、电动牙刷、智能机器人等内部结构中看到小电动 机。小电动机能够为这些设备的运转提供动力。高年级的学生知道只要给小电动 机接通电流，小电动机就会转动，然后通过齿轮、皮带、曲轴等，带动设备运动。 但是，他们可能未曾想过，小电动机里有什么？为什么通电后它就会转动呢？本 课中，学生应用磁铁和电磁铁的性质研究最简单的直流小电动机，是一项富有挑 战性的、趣味十足的科学探究活动。在活动中，电磁铁的知识得到应用，学生的 探究能力得到锻炼，可谓一举两得。【教学目标】科学概念目标研讨师：通过今天的学习我们认识了小电动机的工作原理及工作过程，其实在生 活中还有很多的电
4、器里都存在电动机，比方;电风扇之所以能够转动就是因为 里面存在电动机，还有我们洗完澡后经常用吹风机来吹干头发，里面也是电 动机发挥了作用。电动机是利用电产生动力的机器，它的基本工作原理是用电产生磁，利用磁 的相互作用推动转子转动。科学探究目标1 .能够拆解并观察小电动机，了解小电动机的构造及基本原理。2 .能够根据小电动机的构造推想通电后小电动机为什么会转动。3 .能够按步骤做探究小电动机工作原理的实验。科学态度目标1 .体会探究小电动机秘密的兴趣。2 .乐于提出自己的想法，勇于用实验证明自己的观点。科学、技术、社会与环境目标体会科学技术的开展和应用影响着社会的开展。【教学重难点】根据小电动机
5、的构造推想通电后小电动机为什么会转动，并在教师的指导下 按步骤做探究小电动机工作原理的实验。【教学准备】为学生准备：玩具小电机、装沙子的小瓶子1个、一号电池、透明胶等。教师准备：导线、圆形磁铁、电池盒、开关、铜质粗导线、大头针等。【教学过程】一、聚焦1 .展现电动玩具车、电动直升机等模型（图片）。提问：这些玩具是靠什么 驱动前进的？接上电池后，是谁驱动轮子运动的？2 .谈话：在电动玩具车里都有小电动机，接通电流，它就会转动，驱动玩 具车前进。小电动机里有什么？为什么通电后它就会转动呢？今天我们一起来研 究神奇的小电动机。（板书课题：神奇的小电动机）设计意图：从六年级学生熟悉且比拟喜爱的电动玩具
6、入手，聚焦小电动机。 通过谈话，激发学生探究小电动机构造和工作原理的兴趣。二、探索（一）观察小电动机的构造活动一：做一做，让小电动机转起来1 .明确任务：用2节电池、2根导线和1个电动机，让小电动机转起来。2 .分发材料(电池、导线、小电动机)，接通电流，让小电动机转起来。设计意图：通过让小电动机转起来，再次激发学生探究小电动机的好奇心。活动二：说一说，通电后小电动机为什么会转动1 .提问：通电后小电动机为什么会转动呢？2 .小组讨论，互相交流。3 .全班交流。设计意图：通过小组讨论，互相交流，暴露学生的原始想法。不完整的解释、 错误的解释，甚至是有矛盾的解释，可以让学生聚焦研究内容，激发学习
7、兴趣。活动三：拆一拆，观察小电动机的构造L谈话：这个问题看起来有点困难，不过没关系，翻开物体进行研究是科 学探究的一种重要方法，等会我们拆开看看，里面到底有什么？4 .明确考前须知。(1)观察小电动机由哪几局部组成，各局部又有哪些部件，推测它们的作 用。(2)拆开时要记住各局部是怎么连接的，等一会儿还要装配还原。设计意图：这是一种认识物体构造最直接的方法，通过拆开观察，引导学生 联系之前已经掌握的知识，将转子电磁铁联系起来，初步形成磁与磁相互作用的 认识。拆开时要记住各局部是怎么连接的，引导学生仔细观察各部件之间的联系, 思考电是怎么流的。5 .学生拆解小电动机,对照教科书第72页图，认识小电
8、动机各部件的名称, 推测它们的作用，并记录。各部件名称推测作用永久磁铁电刷换向器铁芯线圈6 .汇报交流：小电动机由外壳、转子、后盖三局部组成，外壳上有一对永 久磁铁，转子上有铁芯、线圈、换向器，后盖上有电刷。（二）探究小电动机的工作原理活动一：推测小电动机上各部件的作用1 .谈话：任何物体的结构总是和它的功能相适应的，小电动机各个部件有 什么作用呢？2 .出示换向器图片，观察换向器上三个独立绝缘的弧形铜片。（1）换向器与线圈是如何连接的？（每个弧形铜片伸出一个金属片，导线 架在金属片上）（2）换向器与电刷是如何连接的？（视频慢动作回放）（3）电流是怎样流动的？（动画辅助）3 .提问：转子上有线
9、圈绕在铁芯上，它是个电磁铁吗？想方法验证。4 .教师演示：将导线连接到换向器任意两个铜片上，用回形针靠近转子， 接通或断开电源，观察现象。5 .小结：转子是电磁铁，通电后有磁性。6 .提问：小电动机接通电源后，转子会转动，这与外壳上的永久磁铁有关 系吗？它又起到什么作用？7 .小结：可能是永久磁铁的磁力与电磁铁产生的磁力相互排斥或吸引，使 小电动机转起来的。设计意图：引导学生把小电动机各个局部作为一个整体联系在一起思考：这 几局部是怎样相互作用的。想到力的作用，想到磁铁与电磁铁（转子）会相互吸 引或排斥。学生会猜测到是磁铁与电磁铁的相互作用推动了转子转动。活动二：实验验证小电动机的工作原理1
10、.明确要求：根据教科书73页要求，分步完成实验，观察并在活动手册上 做好记录。2 .领取材料（带电池盒的电池2节、初步制作完成的导线架、转子、2个 永久磁铁），分组实验。3 .交流汇报。（1）通过导线架给转子线圈通上电流，用一个磁铁靠近转子，转子转动了吗？（2）把磁铁拿开，转子还能转动吗？（3）用两个磁铁靠近转子，转子转动吗？有什么变化？（4）怎样改变转子的转动方向？4 .提问：现在我们怎样向其他人解释小电动机为什么会转动？5 .小结：用电产生磁，利用磁的相互作用推动转子转动。活动三：让小电动机持续转动的深层探索（可选）1 .谈话：事实上，能让小电动机不停转动的原因，还跟换向器有关。出示 换向
11、器模型或图片，观察并实验把换向器插入电刷中，电刷与换向器三个弧形铜 片的接触有什么变化。2 .提问：三个弧形铜片的接触变化使线圈中的电流方向发生变化，电磁铁 的磁极也会变化吗？3 .利用换向器模型，解释电磁铁磁极变化带来的好处。三、拓展1 .电动机不仅使用在很多玩具中，生活中很多地方也都离不了电动机，我 们还知道在哪些地方用到了电动机？2 .教师根据学生回答，出示电动机的应用场景。3 .出示汽车中使用电动机的情况图片，感受电动机应用的广泛性。4 .课外自制一个小电动机设计意图：通过汽车中使用电动机的情况图片展示，使学生感受科学促进技 术开展，技术促进社会开展。【板书设计】6.神奇的小电动机一、
12、构造永久磁铁铁芯 线圈换向器电刷二、工作原理用电产生磁，利用磁的相互作用推动转子转动。【活动手册使用说明】斐的课堂芭匹录日期：根据实验，记录转子的转动情况。实险步骤3工接上电流转子转动情况活动目的：引导学生开展“小电动机各局部是怎样相互作用的”活动。活动手册使用说明：本课的活动手册在“实验验证小电动机的工作原理”时 使用。教师可引导学生按教科书第73页步骤开展活动，并将接通电流后转子的 转动情况记录下来，记录的内容可以是是否转动、转子的转动速度等。当然探索 活动不局限于活动手册中的三项内容，还可以深入探究怎样改变转子的转动方向 等问题。课程基本信息课例编号6“斗小学科学年级六年级学期第一学期课
13、题神奇的小电动机教科书书名：科学出版社：教育科学出版社出版日期：2018.12教学人员姓名单位授课教师指导教师指导教师指导教师教学目标教学目标：1 .科学概念目标：电动机是利用电产生动力的机器，它的基本工作原理是用电产生磁，利用磁的相互作 用推动转子转动。2 .教学探究目标：能够拆解并观察小电动机，了解小电动机的构造及基本原理。能够根据小电动机的构造推想通电后小电动机为什么会转动。能够按步骤做探究小电动机工作原理的实验。3 .科学态度目标：开展探究小电动机秘密的兴趣。乐于提出自己的想法，勇于用实验证明自己的观点。4 .科学、技术、社会与环境目标：体会科学技术的开展和应用影响着社会的开展。教学重
14、点：根据小电动机的构造推想通电后电磁铁与磁铁相互作用使转子转动起来教学难点：能用实验证明小电动机转动是电磁铁与磁铁相互作用的结果教学准备：小电动机，钢丝，药瓶，皮筋，电池，电池盒，导线等教学过程时间教 学 环 节主要师生活动聚 焦师：（展示电动玩具车）同学们老师今天给大家带来了一辆电动玩具车，你们 知道这个玩具车是怎么运动起来的吗？它又是靠什么驱动前进的呢？预设：车轮由车轴连接，而在车轴上又套着很多齿轮，齿轮又和中间的马达 相连接，所以我认为车是由于马达的转动带动齿轮旋转，然后把动力传递给 车轴最后车轴又带着车轮旋转。师：同学们说的很对，电动玩具车就是通过马达（也就是小电动机）驱动车 轮前进的
15、。那么小电动机里有什么？为什么通电后它就会转动呢？今天我们 就一起来研究神奇的小电动机。活动一：观察小电动机的构造师：要想弄清这个问题啊，我们必须先要观察一下小电动机，从外面看电动 机由哪些局部组成呢？让我们听听同学们如何说的吧？预设1:电动机的最左侧是一个金属轴。预设2：在他的右边还有一个金属外壳。预设3：在右侧有塑料帽，塑料帽上还有两个金属的连接点。师：大家观察的很仔细，小电动机通电后这个轴为什么能转起来呢？看来从 电动机的外面我们并不能直接发现电动机的全部秘密，我们还要把电动机打 开，观察一下电动机的内部结构，想一想它的转动到底和谁有关系？（播放拆解电动机）师：把电动机翻开后我们会发现电
16、动机被分成了几个局部，有外壳，转子和 塑料帽。那么我们先观察一下电动机的金属外壳，看一看它的里面有什么呢？ 预设1：里面有两个黑黑的东西，我看着有点像磁铁。预设2：里面好像有两个金属制品，好像是铁片师：看来同学们现在有了不同的想法，那么这里面到底是什么呢？让我们通 过一个实验来检验一下吧。（播放检测视频）师：通过我们的检测原来在金属壳的里面还有两片半圆形的磁铁，除了金属 壳之外，我们还看到有一个长长的转子，转子上有什么呢？预设：转子上有一根金属轴，在中间还有很多金属线圈，金属线圈分别缠绕 在3个铁芯上，在转子的右侧我还发现有一个金属圈，这个金属小圈上还有3 个弧形的金属片。师：大家观察的非常仔
17、细，都提出了自己的想法，下面就让我们根据图片来 认识一下转子的结构。师：（出示转子图片）转子中间由一根轴贯穿，在轴的外面由三股线圈包裹， 线圈的中间分别由三根铁芯来进行支撑。除此之外我们还发现右侧有三个独 立的弧形铜片这个装置我们把它叫做换向器。师：最后我们再来看一看塑料帽里有什么结构？预设：塑料帽里有两根金属片师：嗯，一般我们把这个金属线叫做电刷。活动二：探究电动机工作的原理师：通过观察我们已经认识了电动机的结构。那么小电动机转动和谁有关系呢，各个部件又是如何相互作用的呢？师：我想先请大家进行一个猜测，我们可以联系一下之前我们学过的相关内 容。预设：转子上有很多线圈，这可能是一个电磁铁预设：
18、电刷是由金属丝制成的，这可能是帮助转子带来电流的。预设：外壳上有磁铁，如果转子通电之后是一个电磁铁的话，之前学习过磁 铁有同名极相斥，异名极相吸的性质，可能就是通过磁铁间的力来推动转子 旋转的呢？1：探究转子和电磁铁的关系师：刚才有的同学提到转子是一个电磁铁，那么它到底是不是呢？你们有没 有什么方法来证明呢？预设：先给转子通电，然后用大头钉去靠近转子看会不会吸引，如果能被吸 引那么可以证明转子是电磁铁。如果不能吸引那么转子不是电磁铁。师：看来同学们很有想法，那接下来我们就按照刚才同学们的方法来进行验 证。看看转子到底是不是电磁铁？（播放视频验证电磁铁）2：转子转动是由于磁的相互作用力师：实验说
19、明通电转子确实是一个电磁铁，如果只有电磁铁，通电转子能转 动起来吗？还和什么有关呢？在刚才同学们的猜测中，我还听到有的同学说 到可能是外壳中的磁铁与电磁铁（也就是转子）靠近时会产生相互吸引或排 斥的力，从而推动转子进行旋转。是不是这样呢？让我们再来进行一个实验 验证一下吧。（播放实验验证）师：同学们根据这个实验你有哪些发现呢？预设：通过实验发现当一块磁铁靠近通电的转子时转子缓缓的转动了起来， 而把磁铁拿开后，转子那么停止了旋转。所以转子的旋转就是通过磁铁间的相 互吸引和排斥的作用力来实现的。3：影响转子转动快慢的因素师：其实转子的转动就是由于磁铁和电磁铁的相互作用力来实现的，那么如 果我想要转
20、子转的快一点你们有什么方法吗？预设1：以前玩磁铁的时候发现离磁铁越近磁性越大，所以可以让磁铁距离线 圈更近一些预设2：在电磁铁实验时我们发现电池越多电磁铁的磁性越大，所以我觉得还 可以增加电池的数量预设3：还观察到在电动机的外壳里有两个磁铁，可以试试用两块磁铁来让电 动机旋转。师：大家的想法都很有道理，到底大家的方法行不行呢？我们还是要通过实 验来检验一下。（播放实验验证）师：看来同学们的想法都不错，通过减小磁铁和线圈的距离，增加电池的个 数，以及增加磁铁的方法都可以使转子的旋转变快。4：影响转子转动方向的因素师：那么除了转子的转动的速度之外，转子的旋转方向可能和什么有关呢？ 预设1：可以通过
21、改变磁铁的磁极来改变转子的转动方向预设2：因为在之前的学习中我们发现改变电流的方向可以改变电磁铁的磁 极，所以我觉得可以把电池的正负极进行调换来改变转子转动的方向。师：他们说的到底对不对呢?还是让我们通过实验来检验一下。（播放视频验证）师：通过实验，我们发现转子的转动方向和磁铁的磁极以及电池正负极有关。 师：其实在转子上还有一个结构，我们把它叫做换向器，那么它有什么作用 呢？师：通过观察我们发现电动机在工作时换向器的弧形铜片交替与两个电刷接 触，而电刷的另一端又与电池正负极相连，当转子旋转时，由于换向器的作 用使得转子线圈中的电流方向会经常发生改变，从而导致电磁铁的磁极也经 常发生改变，所以转子就是通过这样吸引，排斥，再吸引，再排斥的相 互作用力，实现不停的旋转。