1、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。 本课聚焦部分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
2、面有什么？为什么通电后它就会转动呢？”的问题，充分调动了学生的前 认知。探索部分由两个活动组成：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。核心是想办法验证转子实际 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。资料部分用文
3、字的方式呈现了小电动机的工作原理。 【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 2 电动机是利用电产生动力的机器，它的基本工作原理是
4、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 体会科学技术的发展和应用影响着社会的发展。 【教学重难点】 根据小电动机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
5、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：设计意图：从六年级学生熟悉且比较喜爱的电动玩具入手，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、探索二、探索 （一）观察小电动机的构造
6、（一）观察小电动机的构造 活动一：做一做，让小电动机转起来活动一：做一做，让小电动机转起来 3 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：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，
7、甚至是有矛盾的解释，可以让学生聚焦研究内容，激发学习兴趣。 活动三：拆一拆，观察小电动机的构造活动三：拆一拆，观察小电动机的构造 1. 谈话：这个问题看起来有点困难，不过没关系，打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？ 2. 明确注意事项。 （1）观察小电动机由哪几部分组成，各部分又有哪些部件，推测它们的作 用。 （2）拆开时要记住各部分是怎么连接的，等一会儿还要装配还原。 设计意图设计意图：这是一种认识物体构造最直接的办法，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。 拆开时要记住各部分是怎么连接
8、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。 3. 学生拆解小电动机， 对照教科书第 72 页图， 认识小电动机各部件的名称， 推测它们的作用，并记录。 各部件名称各部件名称推测作用推测作用 永久磁铁 电刷 换向器 铁芯 线圈 4. 汇报交流：小电动机由外壳、转子、后盖三部分组成，外壳上有一对永 4 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（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
9、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：转子上有线圈绕在铁芯上，它是个电磁铁吗？想办法验证。 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
10、来的。 设计意图设计意图：引导学生把小电动机各个部分作为一个整体联系在一起思考： 这 几部分是怎样相互作用的。想到力的作用，想到磁铁与电磁铁（转子）会相互吸 引或排斥。学生会猜想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活动二：实验验证小电动机的工作原理 1. 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？ 5 （2）把磁铁拿开，转子
11、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）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
12、来的好处。 三、拓展三、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 术发展，技术促进社会发展。 【板书设计】 6.6.神奇的小电动机神奇的小电动机 一、构造一、构造 外壳转子后盖 二、工作原理二、工作原理 永久磁铁铁芯线圈换向器电刷 6 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】 活动目的：引导学生开展“小电动机各部分是怎样相互作用的”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。
