九年级物理上册 第四章 认识电路 第3节 活动：电路创新设计展示教案 教科版

九年级物理上册第四章认识电路第3节活动：电路创新设计展示教案教科版课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、课程基本信息1.课程名称：九年级物理上册第四章认识电路第3节活动：电路创新设计展示

2.教学年级和班级：九年级物理

3.授课时间：2课时（90分钟）

4.教学时数：2课时二、核心素养目标1.科学探究能力：学生能够运用科学方法，通过观察、实验、分析等手段，探究电路的组成和特点。

2.创新思维：学生能够运用创造性思维，设计出独特的电路创新作品，展示自己的创新能力和解决问题的能力。

3.团队合作能力：学生在小组合作中，能够有效沟通、协作，共同完成电路创新设计任务。

4.科学态度与责任：学生将培养对科学的兴趣和好奇心，形成积极向上的科学态度，同时能够对电路创新设计中的问题承担责任。三、学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：在进入本节课之前，学生应该已经学习了电路的基本概念，如电路的组成、电路图的绘制以及简单电路的搭建。他们对电流、电压和电阻等基本物理量有一定的了解，并能够运用这些知识解释一些简单的电路现象。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：九年级的学生对物理学科有着一定的好奇心和求知欲，他们善于通过实验和动手操作来理解抽象的概念。在学习能力上，他们具备一定的逻辑思维能力和问题解决能力，能够进行简单的分析和推理。在学习风格上，他们更倾向于通过实践和互动来学习，喜欢小组合作和讨论。

3.学生可能遇到的困难和挑战：在电路创新设计展示的活动中，学生可能会遇到以下困难和挑战：

-设计创新电路的思路不清晰，难以提出独特的创意。

-在电路搭建过程中，可能会遇到连接错误、电路故障等问题，需要进行调试和修正。

-对于复杂电路的理解和分析能力有限，可能难以解释电路的工作原理。

-在团队合作中，可能会遇到沟通不畅、分工不明确等问题，需要学会有效合作和解决问题。四、教学资源准备1.教材：确保每位学生都有九年级物理上册的教材，以及本节课所需的学习资料，包括教科书、课堂练习册等。

2.辅助材料：准备与教学内容相关的多媒体资源，如图片、图表、视频等。这些资源可以帮助学生更好地理解电路创新设计的相关概念和原理。

3.实验器材：为了让学生亲身体验电路的创新设计，需要准备以下实验器材：

-各种电子元件，如电阻、电容、灯泡、开关等。

-导线、面包板、电池等电路连接材料。

-多功能电表、电流表、电压表等测量工具。

-各种创新电路设计所需的材料，如传感器、微控制器等。

4.教室布置：根据教学需要，对教室进行布置，创造一个适合小组讨论和实验操作的环境。可以设置分组讨论区，配备桌椅和白板，方便学生进行讨论和交流。同时，设置实验操作台，配备必要的实验器材和工具，确保学生有足够的空间进行实验操作。

5.教学工具：确保每位学生都有足够的学习工具，如笔记本、彩色笔、剪刀、胶水等，以便他们在课堂上记录重点内容、绘制电路图和制作创新电路设计作品。

6.评价工具：准备评价学生电路创新设计作品的工具，如评价表、评分标准等。这些工具可以帮助学生了解自己的设计是否符合要求，同时方便教师对学生的作品进行评价和反馈。

7.教学课件：制作精美的教学课件，包括电路创新设计的原理、案例展示、实验步骤等。课件应简洁明了，突出重点，能够吸引学生的注意力，帮助学生更好地理解和掌握知识。

8.教学指导手册：为教师准备一份详细的教学指导手册，包括教学目标、教学内容、教学步骤、教学资源等。手册应方便教师查阅，提供实用的教学建议和策略，帮助教师顺利开展教学活动。五、教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对电路创新设计的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道什么是电路创新设计吗？它与我们的生活有什么关系？”

展示一些关于电路创新设计的图片或视频片段，让学生初步感受电路创新设计的魅力或特点。

简短介绍电路创新设计的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

2.电路创新设计基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解电路创新设计的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解电路创新设计的定义，包括其主要组成元素或结构。

详细介绍电路创新设计的组成部分或功能，使用图表或示意图帮助学生理解。

3.电路创新设计案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解电路创新设计的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的电路创新设计案例进行分析。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解电路创新设计的多样性或复杂性。

引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用电路创新设计解决实际问题。

小组讨论：让学生分组讨论电路创新设计的未来发展或改进方向，并提出创新性的想法或建议。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与电路创新设计相关的主题进行深入讨论。

小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对电路创新设计的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调电路创新设计的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括电路创新设计的基本概念、组成部分、案例分析等。

强调电路创新设计在现实生活或学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用电路创新设计。

布置课后作业：让学生撰写一篇关于电路创新设计的短文或报告，以巩固学习效果。六、知识点梳理1.电路的基本概念：电流、电压、电阻、电导等基本物理量，以及它们之间的关系。

2.电路的组成元素：电源、负载、导线、开关、保护元件等，以及它们在电路中的作用。

3.电路的基本连接方式：串联、并联、混联等，以及它们的特性。

4.欧姆定律：电流、电压、电阻之间的关系，以及电阻的计算方法。

5.电功率：功率的计算方法，以及功率的转换和损耗。

6.电路的测量：电流表、电压表、电表等测量工具的使用方法，以及测量误差的基本知识。

7.电路的保护：过载保护、短路保护、过压保护等，以及保护元件的选择和应用。

8.电路的控制：开关控制、继电器控制、晶体管控制等，以及控制电路的设计和应用。

9.数字电路的基本概念：逻辑门、逻辑电路、触发器等，以及数字电路的设计和应用。

10.模拟电路的基本概念：放大器、滤波器、稳压器等，以及模拟电路的设计和应用。

11.电路创新设计的基本原则：实用性、创新性、经济性、安全性等。

12.电路创新设计的步骤：需求分析、方案设计、电路图绘制、元件选择、电路搭建、测试与优化等。

13.电路创新设计的案例分析：包括生活中的电路创新设计实例，以及一些经典的电路创新设计案例。

14.电路创新设计的实践：动手搭建一些简单的电路创新设计作品，培养学生的实践能力和创新精神。七、板书设计1.电路创新设计的基本概念和组成元素

-电路：电流、电压、电阻、电导等基本物理量

-组成元素：电源、负载、导线、开关、保护元件等

2.电路的基本连接方式

-串联：电流依次通过每个元件

-并联：电流分支，再汇聚

-混联：串联和并联的组合

3.欧姆定律和电功率

-欧姆定律：I=V/R

-电功率：P=IV=I^2R=V^2/R

4.电路的测量和保护

-测量工具：电流表、电压表、电表

-保护元件：过载保护、短路保护、过压保护

5.电路的控制和数字电路

-控制方式：开关控制、继电器控制、晶体管控制

-数字电路：逻辑门、逻辑电路、触发器

6.模拟电路和电路创新设计原则

-模拟电路：放大器、滤波器、稳压器

-设计原则：实用性、创新性、经济性、安全性

7.电路创新设计的步骤

-需求分析：确定创新电路的目的和功能

-方案设计：设计电路的初步方案

-电路图绘制：绘制电路的详细图样

-元件选择：选择合适的电路元件

-电路搭建：搭建电路原型

-测试与优化：测试电路性能，优化设计

8.电路创新设计的实践案例

-案例一：portablepowerbank（便携式电源银行）

-案例二：DIYFMradio（自制调频收音机）

-案例三：solar-poweredwaterdesalination（太阳能海水淡化装置）

9.激发学生学习兴趣的板书设计元素

-颜色：使用鲜明、对比的颜色搭配，突出重点内容

-图标：使用简单、直观的图标表示电路元件和连接方式

-插图：插入与电路创新设计相关的实际应用图片，增强学生的直观感受

-动画：制作简单的动画效果，展示电路的工作原理和过程

-互动：设计互动环节，让学生参与板书设计，提高学生的参与度和积极性八、典型例题讲解1.例题一：欧姆定律的应用

题目：一个电阻为5欧姆的电阻，通过10安培的电流，求电阻两端的电压。

答案：根据欧姆定律，电阻两端的电压U等于电流I乘以电阻R，即U=I*R。将给定的数值代入公式中，得到U=10安培*5欧姆=50伏特。

2.例题二：串联电路的电压分配

题目：两个电阻分别为2欧姆和3欧姆，串联在电路中，通过5安培的电流，求每个电阻两端的电压。

答案：由于电阻串联，电压会按照电阻的比值分配。根据电阻的比值，2欧姆的电阻占整个电路电阻的2/5，3欧姆的电阻占3/5。因此，2欧姆的电阻两端的电压为U1=U*(2/5)=5安培*(2/5)=2伏特，3欧姆的电阻两端的电压为U2=U*(3/5)=5安培*(3/5)=3伏特。

3.例题三：并联电路的电流分配

题目：两个电阻分别为4欧姆和6欧姆，并联在电路中，求每个电阻通过的电流。

答案：由于电阻并联，电流会按照电阻的倒数比值分配。根据电阻的倒数比值，4欧姆的电阻占整个电路电阻的1/5，6欧姆的电阻占4/5。因此，4欧姆的电阻通过的电流为I1=I*(1/5)=10安培*(1/5)=2安培，6欧姆的电阻通过的电流为I2=I*(4/5)=10安培*(4/5)=8安培。

4.例题四：电路的功率计算

题目：一个电阻为10欧姆的电阻，通过5安培的电流，求电阻的功率。

答案：根据电功率的计算公式，功率P等于电流I乘以电压U。由于电阻R已知，可以利用欧姆定律计算出电压U=I*R。代入给定的数值，得到P=I*U=5安培*(5安培*10欧姆)=250瓦特。

5.例题五：电路的保护

题目：一个电路中有一个5欧姆的电阻和一个10欧姆的电阻串联，通过2安培的电流。如果电路中的电流超过3安培，需要切断电路。求电阻的额定电压。

答案：首先计算电阻两端的电压分配。5欧姆的电阻两端的电压为U1=U*(5/10)=2安培*(5/10)=1伏特，10欧姆的电阻两端的电压为U2=U*(5/10)=2安培*(5/10)=1伏特。

然后计算电阻的额定电压。由于电路中的电流超过3安培时需要切断电路，我们可以使用欧姆定律计算出电阻的额定电压。电阻的额定电压Ur=Ir*R，其中Ir是额定电流。由于电阻的额定电压是电压分配的两倍，即Ur=2U，我们可以将Ir设为3安培，代入公式计算得到Ur=3安培*(5欧姆+10欧姆)=3安培*15欧姆=45伏特。课堂小结，当堂检测本节课我们学习了电路创新设计的基本概念和组成元素，了解了电路的基本连接方式，掌握了欧姆定律和电功率的计算方法。我们还学习了电路的测量和保护，了解了电路的控制和数字电路的基本概念。此外，我们还学习了模拟电路和电路创新设计的原则，了解了电路创新设计的步骤和实践案例。通过本节课的学习，我们能够更好地理解电路创新设计的重要性，并能够运用所学的知识进行电路创新设计。

2.当堂检测

1.计算以下电路的电压分配：两个电阻分别为2欧姆和3欧姆，串联在电路中，通过5安培的电流。

2.计算以下电路的电流分配：两个电阻分别为4欧姆和6欧姆，并联在电路中。

3.计算以下电阻的功率：一个电阻为10欧姆，通过5安培的电流。

4.设计一个简单的电路创新设计，说明其目的、电路图和元件选择。

5.分析以下电路的保护方式：一个电路中有一个5欧姆的电阻和一个10欧姆的电阻串联，通过2安培的电流。如果电路中的电流超过3安培，需要切断电路。请设计一个电路保护方案。

6.解释欧姆定律的