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【大单元整体教学】物理学北师大版（2024）9年级上册
第14章 电与磁
课题 14.4.1电磁铁及其应用（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 本课时是 “电与磁” 主题的延伸内容，核心围绕电磁铁展开：先通过实验对比 “通电螺线管” 与 “插入软铁芯的通电螺线管” 的磁性差异，明确电磁铁的定义（带软铁芯的通电螺线管）及 “通电生磁、断电失磁” 的特点；再通过控制变量法的实验探究，分析 “电流大小、线圈匝数” 对电磁铁磁性强弱的影响；最后关联电磁起重机、电铃等生活应用，实现 “知识探究 — 规律总结 — 实际应用” 的衔接，既深化了通电螺线管的磁性知识，也体现了物理与技术的联系。
2.学情分析 九年级学生已掌握通电螺线管的磁性特点，具备初步的实验观察能力与控制变量法的认知基础，但对 “软铁芯增强磁性的微观原理” 理解较浅；实验探究中，学生对变量控制的严谨性、数据分析的逻辑性有待提升；同时，学生对电磁铁的生活应用多停留在 “知道名称” 层面，需通过实例深化 “原理 — 应用” 的关联认知。
3.学习目标确定与教学重难点 课标摘要： （二）运动和相互作用 2.4电和磁 2.4.1观察摩擦起电现象，了解静电现象。了解生产生活中关于静电防止和利用的技术。 例1举例说明生活中的静电现象。 例2查阅资料，了解静电防止和利用的常用方法。 2.4.2通过实验，认识磁场。知道地磁场。 例3查阅资料，了解我国古代指南针的发明对人类社会发展的贡献。 2.4.3通过实验，了解电流周围存在磁场。探究并了解通电螺线管外部磁场的方向。了解电磁铁在生产生活中的应用。 2.4.4通过实验，了解通电导线在磁场中会受到力的作用，并知道力的方向与哪些因素有关。 例4了解动图式扬声器的结构和原理。 例5了解直流电动机的工作原理。 课标分析： 依据《义务教育物理课程标准（2022 年版）》，学生需理解电磁铁的特点及工作原理，掌握探究影响电磁铁磁性强弱因素的实验方法，能分析电流大小、线圈匝数与电磁铁磁性强弱的对应关系，认识电磁铁在生产生活中的应用对提升技术效率的重要性。同时，要培养学生运用控制变量法开展科学探究的能力，增强物理知识与技术应用、社会生活关联的认知，提升科学探究素养与实践应用意识。 学习目标： 物理观念：能说出电磁铁的定义及 “通电有磁、断电无磁” 的特点，能表述影响其磁性强弱的因素（电流大小、线圈匝数）。 科学思维：能运用控制变量法分析电磁铁磁性强弱的实验逻辑，建立 “变量与物理量变化” 的关联认知。 科学探究：能参与探究实验的操作、数据记录，通过分析电子测力计示数得出实验结论。 科学态度与责任：能关注电磁铁在生活中的应用，体会物理技术对生产生活的改善作用。 重点： 电磁铁的定义、磁性特点。 影响电磁铁磁性强弱的因素。 控制变量法在实验探究中的应用。 难点： 软铁芯增强通电螺线管磁性的微观原理。 实验探究中变量的精准控制与数据的科学分析。
4.教学评价 评价维度具体内容学科知识评价概念理解：考查电磁铁的定义、磁性特点、磁性强弱的影响因素 知识应用：考查用知识解释电磁继电器、电铃的工作原理小组合作评价小组讨论：观察实验交流的参与度、倾听表现 合作任务：评估实验分工协作、成员贡献度项目评价项目规划：考量电磁铁应用调研的计划安排 项目实施：观察调研中的沟通效率 项目成果：评价调研报告的分析深度与结论合理性实验评价实验操作：评价仪器使用规范、操作严谨性 实验观察与分析：考查数据记录准确性、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
递进实验： 演示实验甲：组装通电螺线管，靠近小磁针，引导学生观察小磁针偏转。 演示实验乙：用同一通电螺线管吸引小铁钉，引导学生观察“无法吸引”的现象。 演示实验丙：插入软铁棒后，再用通电螺线管吸引小铁钉，引导学生观察“成功吸引”的现象。 连续提问：实验甲说明通电螺线管有什么性质？实验乙和丙的差异是什么？为什么插入软铁棒后会有变化？ 学生专注观察三次实验的现象，记录实验差异（小磁针偏转、能否吸引小铁钉）。 学生思考问题，小组内简短交流自己的猜想。 通过“有现象→无现象→有现象”的反差，制造认知冲突，激发学生好奇心。 直观展示“铁芯增强磁性”的关键作用，为后续电磁铁的构造学习埋下伏笔。 衔接前置知识（电流的磁效应），自然引出本课核心课题，落实“科学探究”的兴趣激发目标。
任务二：电磁铁
1.认识电磁铁 基于实验丙，给出电磁铁的定义：插入软铁棒的通电螺线管叫作电磁铁。 展示电磁铁构造图（线圈+铁芯），强调“软铁棒（铁芯）”是电磁铁与普通通电螺线管的核心区别。 提问：电磁铁的工作原理是什么？它有什么核心特点？ 抛出过渡问题：如果想让电磁铁吸引更多大头针，该怎么做？引导学生进入下一探究环节。 2.实验探究影响电磁铁磁性强弱的因素 引导学生梳理猜想：结合刚才的讨论，我们猜想磁性强弱与电流大小、线圈匝数有关，大家的猜想依据是什么？ 讲解实验方法：强调 “控制变量法”（每次只改变一个变量，其他条件不变）和“转换法”（用电子测力计示数 ΔF 反映磁性强弱，ΔF 越大，磁性越强）。 展示实验装置图，介绍器材，强调控制条件：全程保持软铁块 Q 与电磁铁 M 的距离不变。 分组指导实验： 实验一：指导学生控制线圈匝数不变，调节滑动变阻器改变电流，记录 I/A、F0/N、F/N、ΔF/N。 实验二：指导学生控制电流不变，更换不同匝数的线圈，记录相关数据。 组织学生交流实验数据，引导分析：电流变大时，ΔF 如何变化？匝数变多时，ΔF 如何变化？ 播放实验视频，引导学生直观了解实验过程与结论。 交流讨论：引导学生围绕软铁块位置、电磁铁磁性的其他影响因素这两个问题展开讨论，并梳理出简洁结论。 3.电磁铁的优点总结 用填空式提问引导：结合实验结论和电磁铁的特点，思考： 磁性有无用什么控制？ 磁性强弱用什么控制？ 极性变换用什么实现？ 板书总结三个优点，结合实例（如电磁起重机“通电吸、断电放”）帮助理解。 4.电磁铁的应用 展示电磁起重机、电磁选矿机、电磁继电器、电铃的图片，简要介绍工作原理。 提问：除了这些，生活中还有哪些地方用到了电磁铁？ 学生记录电磁铁的定义、构造，标注核心组件 “铁芯”。 学生回忆“电流的磁效应”，回答工作原理。 学生结合实验现象，总结“通电有磁、断电无磁”的特点。 学生针对过渡问题，小组讨论并提出初步猜想（如 “增大电流”“多绕线圈”）。 学生分组交流猜想依据，明确“电流越大磁效应可能越强”“线圈越多磁场可能越密”的逻辑。 学生倾听实验方法和器材介绍，理解“控制变量”和“转换法”的意义。 学生分组合作：连接电路、调节滑动变阻器/更换线圈、记录数据，规范操作实验。 学生分析本组数据，对比其他小组数据，总结实验现象（电流越大 ΔF 越大，匝数越多 ΔF 越大）。 学生观看视频，归纳完整实验结论。 学生参与交流讨论，明确软铁块位置对测量结果的影响，以及电磁铁磁性的其他关联影响因素。 学生结合实验和已有认知，思考并填写答案。 学生举例验证优点（如 “电铃通过改变电流大小调节铃声响度”）。 学生理解电磁铁“可控性”的核心优势。 学生观看图片，倾听工作原理讲解，关联电磁铁的优点（如电磁起重机利用 “通断控制”）。 学生分组讨论，列举生活中的应用（如核磁共振、电磁锁、耳机等）。 从实验现象上升到概念定义，符合“从具体到抽象”的认知规律。 明确电磁铁的核心特征，区分于普通通电螺线管，落实“物理观念”中“能说出电磁铁定义及特点”的目标。 过渡问题自然衔接实验探究，为任务二的猜想环节铺垫，培养“问题意识”。 落实“科学探究”目标：让学生参与实验操作、数据记录和结论分析，培养动手能力和数据分析能力。 强化“科学思维”：引导学生运用控制变量法分析实验逻辑，建立 “变量与物理量变化” 的关联。 通过分组实验和交流，培养合作意识，确保每个学生都能参与探究过程。 通过讨论深化学生对电磁铁磁性影响因素的认知，同时强化实验中变量控制的细节意识。 用填空形式降低记忆难度，强化核心知识点。 结合实例帮助学生理解优点的实际意义，为后续应用部分铺垫。 落实“物理观念” 中“掌握电磁铁控制方法”的目标。 联系生产生活实际，让学生体会物理技术的实用价值。 落实“科学态度与责任”目标，培养学生关注物理与生活联系的意识。
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：教材中的实验装置图（图 14.4-1、14.4-2）是核心探究资源，直观展示了 “通电螺线管 — 电磁铁” 的磁性对比、探究实验的操作逻辑；电磁继电器、电铃等实物模型可作为生活化资源，帮助学生关联知识与实际；数字化实验工具（电子测力计）是精准化资源，提升了实验数据的可信度；“交流讨论” 环节是互动资源，可促进学生的思维碰撞与认知深化。 （2）技术手段应用：可利用多媒体播放电磁起重机、电铃的工作视频，增强应用场景的直观性；借助虚拟实验软件模拟 “改变铁芯材质、线圈分布” 的拓展实验，弥补实际实验的局限；通过数字化实验设备（可调电源、电子测力计）精准测量电流与吸引力，提升实验数据的准确性，帮助学生更清晰地感知变量与磁性的关系。
8.教学反思与改进 本课时需重点关注学生实验中控制变量的实操严谨性，部分学生可能出现 “同时改变电流与匝数” 的操作疏漏，需及时引导纠正；对于软铁芯增强磁性的原理，若学生理解困难，可补充 “磁畴排列” 的简易类比辅助认知；此外，应增加 “学生举例并分析生活中电磁铁应用” 的互动环节，强化物理与生活的关联，同时要兼顾不同层次学生的参与度，确保全员体验探究过程。

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