16.4 安裝直流電動(dòng)機(jī)模型一、教材分析在探究磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用及電動(dòng)機(jī)的工作原理之后，教材安排了裝配電動(dòng)機(jī)模型的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，旨在培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。通過學(xué)生自主裝配電動(dòng)機(jī)模型，不僅能夠讓學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，理解電動(dòng)機(jī)的工作原理，而且能增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理的意識(shí)，真正體現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的基本理念。2、教學(xué)目標(biāo)（1）知識(shí)與技能： 通過裝配電動(dòng)機(jī)模型的實(shí)踐活動(dòng)，進(jìn)一步理解磁場(chǎng)對(duì)通電線圈的作用。（2）過程與方法：在獨(dú)立的操作中，進(jìn)一步了解電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造和工作原理，認(rèn)識(shí)換向器的作用。（3）情感態(tài)度價(jià)值觀：通過實(shí)際操作，培養(yǎng)動(dòng)手能力，增強(qiáng)動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理的意識(shí)。3、重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：通過組裝電動(dòng)機(jī)模型，進(jìn)一步了解電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造和工作原理，進(jìn)一步理解磁場(chǎng)對(duì)通電線圈的作用。教學(xué)難點(diǎn)：在實(shí)驗(yàn)過程中，對(duì)于出現(xiàn)的問題進(jìn)行研究并且嘗試解決。二、學(xué)情分析從學(xué)生的認(rèn)知水平和能力狀況來看，初三學(xué)生處于形象思維向抽象思維過渡的階段，盡管學(xué)習(xí)了磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用和電動(dòng)機(jī)的原理，但是理解得并不深刻。因此，通過親自動(dòng)手安裝直流電動(dòng)機(jī)模型，觀察線圈在磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)動(dòng)情況，改變線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)動(dòng)速度，加深對(duì)電動(dòng)機(jī)原理的認(rèn)識(shí)。安裝直流電動(dòng)機(jī)模型比以前做過的任何一個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)都要復(fù)雜，對(duì)于每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組都是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)，這就要求實(shí)驗(yàn)小組成員之間要做到分工明確密切配合，才能順利地完成實(shí)驗(yàn)，所以在實(shí)驗(yàn)過程中還可以提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生可能會(huì)遇到各種各樣的問題或困難例如通電后線圈不轉(zhuǎn)或者電流表沒有示數(shù)；甚至可能會(huì)犯錯(cuò)誤忘記把滑動(dòng)變阻器的滑片放到最大阻值處等等。遇到這些問題以后，學(xué)生會(huì)思考產(chǎn)生問題的原因并且嘗試解決，可以提高他們分析問題解決問題的能力。三、教學(xué)策略教材在處理安裝直流電動(dòng)機(jī)模型的教學(xué)內(nèi)容時(shí)，把選材組裝、運(yùn)行和觀察融為一體，體現(xiàn)了實(shí)踐操作及裝配的重要性。本節(jié)課把教學(xué)重點(diǎn)放在指導(dǎo)學(xué)生安裝電動(dòng)機(jī)模型的實(shí)際操作技能訓(xùn)練上，讓學(xué)生經(jīng)歷組裝電動(dòng)機(jī)模型的全過程，體驗(yàn)物理知識(shí)在實(shí)際中的應(yīng)用，從而認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)對(duì)人類社會(huì)發(fā)展的重要價(jià)值。在具體的教學(xué)環(huán)節(jié)中，我增加了“設(shè)計(jì)組裝方案”環(huán)節(jié)，由于直流電動(dòng)機(jī)模型的零部件，在細(xì)節(jié)上與教材中的不完全一致，所以不可能照搬教材上的組裝方案，各小組在安裝之前，需要先觀察各個(gè)部件，思考并設(shè)計(jì)組裝方案，有助于他們從整體到局部全方位了解直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造。教材中改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的實(shí)驗(yàn)電路，沒有電流表，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器引起的電流變化不能直觀顯示。我給學(xué)生提供了電流表，這樣一來，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器后，同時(shí)觀察電流表示數(shù)變化和線圈轉(zhuǎn)速的變化，電流大小和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系一目了然。四、教學(xué)過程導(dǎo)入：上一節(jié)我們學(xué)習(xí)了直流電動(dòng)機(jī)的原理, 今天我拿來了一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)模型是我親手安裝的!同學(xué)們想不想也像我一樣親自動(dòng)手安裝一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)模型啊?設(shè)計(jì)意圖：展示直流電動(dòng)機(jī)模型,設(shè)置情境導(dǎo)入,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣復(fù)習(xí)回顧出示問題：1.直流電動(dòng)機(jī)工作原理？2.換向器的作用？3.直流電動(dòng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)化？學(xué)生舉手回答。新課教學(xué)：一、預(yù)習(xí)檢測(cè)：出示直流電動(dòng)機(jī)模型圖要求學(xué)生說出各部件名稱。學(xué)生舉手回答。設(shè)計(jì)意圖:檢測(cè)預(yù)習(xí)效果的同時(shí)，熟悉直流電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造。二、組裝直流電動(dòng)機(jī)模型（一）設(shè)計(jì)組裝方案1.指導(dǎo)學(xué)生觀察直流電動(dòng)機(jī)模型的主要部件，檢查電池、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、電流表、導(dǎo)線等元件是否完好，數(shù)量是否滿足需要。2各個(gè)實(shí)驗(yàn)小組討論正確的安裝步驟，并記錄在小卡上。3用投影儀展示小組代表設(shè)計(jì)的組裝方案，其他小組補(bǔ)充完善，最終達(dá)成共識(shí)。設(shè)計(jì)意圖：通過設(shè)計(jì)組裝方案，使學(xué)生對(duì)電動(dòng)機(jī)模型的構(gòu)造認(rèn)識(shí)更加深刻。預(yù)設(shè)：學(xué)生的組裝方案可能并不完善，點(diǎn)評(píng)時(shí)要注意肯定其優(yōu)點(diǎn)，指出不足，避免挫傷學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。4教師展示最終的組裝方案。（1）把兩個(gè)弧形鐵片的底部固定在底座上；（2）將一側(cè)支架固定在底座上，然后將線圈轉(zhuǎn)軸安裝在支架上，再安裝固定另一側(cè)支架；（3）把電刷固定在底座上，使電刷與換向器接觸；（4）在弧形鐵片上端安裝磁體。注意事項(xiàng)：1.安裝時(shí)，電刷與換向器之間的松緊要適中。 2.組裝完畢用手輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸，看轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活，再接通電路。3.若通電后轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)動(dòng)，可用手撥動(dòng)轉(zhuǎn)子。如果仍不轉(zhuǎn)動(dòng)，應(yīng)立即斷開開關(guān)，檢查轉(zhuǎn)子是否卡住，接線是否松動(dòng)或短路。（二）組裝操作1.各實(shí)驗(yàn)小組按照自己設(shè)計(jì)的方案組裝直流電動(dòng)機(jī)模型, 教師巡視輔導(dǎo)。2.對(duì)于組裝過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行交流，教師進(jìn)行點(diǎn)撥。預(yù)設(shè)：學(xué)生組裝過程中遇到問題時(shí)，先給予提示，引導(dǎo)他們自己思考解決辦法。鼓勵(lì)學(xué)生分享自己遇到的問題，使他們自己和其他同學(xué)都能夠正確看待學(xué)習(xí)過程中的挫折。（三）實(shí)驗(yàn)與觀察1.把直流電動(dòng)機(jī)、滑動(dòng)變阻器、電流表、開關(guān)、電源連接成一個(gè)串聯(lián)電路；2.閉合開關(guān)，觀察線圈是否能轉(zhuǎn)動(dòng)？如果轉(zhuǎn)動(dòng)記下轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向;3.如果線圈不轉(zhuǎn)，原因可能會(huì)是什么？你是如何排除故障的？預(yù)設(shè)：通電后線圈不轉(zhuǎn)的現(xiàn)象比較普遍，原因可能有很多種，要引導(dǎo)學(xué)生檢查電路和直流電動(dòng)機(jī)，逐一排查，最終確定故障原因。總結(jié)：閉合開關(guān)，線圈不轉(zhuǎn)的原因可能是： 電刷與換向器接觸不良 電刷與換向器接觸過緊、阻力大 線圈恰好處在平衡位置 電流太小 磁鐵的磁性太弱（四）改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)動(dòng)速度1. 改變電流方向，觀察轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向有何變化.2. 改變磁場(chǎng)方向再觀察轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向有何變化.3. 改變電流方向并同時(shí)改變磁場(chǎng)方向，觀察轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向是否改變.4. 移動(dòng)滑片改變通過線圈的電流大小，觀察轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速有什么變化.把觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象填入下列表格中：實(shí)驗(yàn)次數(shù) 實(shí)驗(yàn)條件 現(xiàn)象 1 保持磁場(chǎng)方向不變，改變 方向 線圈轉(zhuǎn)動(dòng)方向 2保持電流方向不變，改變 方向 線圈轉(zhuǎn)動(dòng)方向 3同時(shí)改變 和 方向 線圈轉(zhuǎn)動(dòng)方向 4滑動(dòng)變阻器電阻增大 電流表示數(shù) 線圈轉(zhuǎn)動(dòng)速度 5滑動(dòng)變阻器電阻減小電流表示數(shù) 線圈轉(zhuǎn)動(dòng)速度 5.用投影儀展示小組代表的實(shí)驗(yàn)記錄表，師生共同點(diǎn)評(píng)。6.結(jié)論：改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向的方法：改變電流方向 改變磁場(chǎng)方向改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度的方法：改變通過電動(dòng)機(jī)線圈的電流大小三、小結(jié)本節(jié)課收獲五、評(píng)價(jià)與反思本節(jié)內(nèi)容與生活聯(lián)系非常緊密，所以在設(shè)計(jì)中將物理知識(shí)融于實(shí)驗(yàn)是本節(jié)的一大特色。從與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)的現(xiàn)象入手，采用了逆向思維的方式引起學(xué)生的認(rèn)知沖突，一步步達(dá)成目標(biāo)，然后再探討電動(dòng)機(jī)的原理，體現(xiàn)了“從生活走向物理”，這樣使學(xué)生更易于接受。安排學(xué)生探究模擬電動(dòng)機(jī)的實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生了解電動(dòng)機(jī)的基本構(gòu)造有很大的幫助，使學(xué)生更好地理解電動(dòng)機(jī)的原理和換向器的作用；最后由學(xué)生討論生活中有哪些地方用到電動(dòng)機(jī)，真正體現(xiàn)“從物理走向生活”的新理念