《第四单元 参考活动1 制作风力发电机》教学设计 -2023-2024学年初中综合实践活动苏少版八年级上册

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同学们，今天我们要一起动手制作一个风力发电机，这可是非常有趣的一节课哦！风力发电机是利用风力发电的一种装置，它不仅可以让我们了解到物理知识，还能锻炼我们的动手能力。在我们日常生活中，风力发电机也扮演着非常重要的角色，比如风力发电厂，就是用风力发电机来发电的。所以，今天我们就来学习如何制作一个简单的风力发电机吧！🌬️🔌🌟核心素养目标1.科学探究能力：通过观察、实验和动手操作，学会提出问题、设计实验、分析数据和得出结论。

2.技术应用能力：学习风力发电机的制作过程，掌握简单的机械设计和制作技能。

3.环境意识：了解风力发电作为可再生能源的重要性，增强对环境保护和可持续发展的认识。

4.团队合作能力：在小组合作中，学会分工协作，共同完成任务，提高沟通与协作能力。教学难点与重点1.教学重点，①

①风力发电机的原理：理解风力转化为电能的基本原理，包括风力驱动叶片旋转，带动发电机转动，最终产生电流的过程。

②制作步骤：掌握风力发电机从材料准备到组装完成的具体步骤，确保每个环节都能正确实施。

2.教学难点，①

①风力发电机的设计：在有限的材料条件下，设计出既简单又高效的风力发电机，这需要学生运用创新思维和工程实践能力。

②问题的解决：在制作过程中，可能会遇到各种问题，如叶片平衡、发电机转速不均等，学生需要学会分析和解决这些问题。

②实验数据的处理与分析：学生需要学会如何收集实验数据，并进行合理的分析，以便评估风力发电机的性能。

③安全意识的培养：在动手操作过程中，强调安全操作的重要性，确保学生在实验过程中的人身安全。教学资源-软硬件资源：风力发电机模型、电池、电线、电动机、塑料管、木棍、胶带、剪刀、螺丝刀等。

-课程平台：学校实验室、教室、多功能厅。

-信息化资源：风力发电原理的动画演示、风力发电机制作教程视频、在线问答平台。

-教学手段：实物展示、小组讨论、实验操作、多媒体教学。教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对风力发电机的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“同学们，你们有没有见过风力发电机？它们是如何工作的呢？”

展示一些风力发电机的图片或视频片段，让学生直观感受风力发电机的运作和外观。

简短介绍风力发电机的基本概念和重要性，比如它是如何利用风能转化为电能的，以及它在环保和能源利用方面的意义，为接下来的学习打下基础。

2.风力发电机基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解风力发电机的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解风力发电机的定义，包括其主要组成元素或结构，如叶片、电机、塔架等。

详细介绍风力发电机的组成部分或功能，使用图表或示意图帮助学生理解每个部分的作用。

3.风力发电机案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解风力发电机的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的风力发电机案例进行分析，如不同规模的风力发电厂。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解风力发电机的多样性或复杂性。

引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用风力发电机解决实际问题。

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，每组选择一个与风力发电机相关的主题进行深入讨论，如“如何提高风力发电机的效率”或“风力发电机的未来发展趋势”。

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，同时加深全班对风力发电机的认识和理解。

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，强调风力发电机的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括风力发电机的基本概念、组成部分、案例分析等。

强调风力发电机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风力发电机。

7.课后作业（5分钟）

目标：巩固学习效果，提高学生的写作能力。

过程：

布置课后作业：让学生撰写一篇关于风力发电机的短文或报告，内容可以包括风力发电机的原理、案例分析和自己的思考与建议。

提醒学生注意作业的字数要求、格式规范和提交时间。

教学过程中，教师应密切关注学生的参与度和学习效果，适时调整教学节奏和内容，确保每个学生都能积极参与到课堂活动中来。同时，鼓励学生提出问题，培养他们的批判性思维和创新能力。学生学习效果学生学习效果

1.知识掌握：

学生能够熟练掌握风力发电机的原理，包括风能的转换过程、风力发电机的结构组成以及发电的基本原理。

学生了解了风力发电机的不同类型和应用场景，如小型家用风力发电机和大型风力发电场。

2.技能提升：

学生通过实际操作，掌握了风力发电机的制作过程，提高了动手能力和实践操作技能。

学生学会了使用简单的工具和材料进行创新设计，培养了创新思维和解决问题的能力。

3.思维发展：

学生在分析风力发电机案例时，锻炼了逻辑思维和分析能力，能够从多角度思考问题。

学生在小组讨论中，学会了如何表达自己的观点，倾听他人意见，并在此基础上形成共识。

4.环境意识：

学生通过学习风力发电机的环保特性，增强了环境保护意识，认识到可再生能源的重要性。

学生了解了风力发电对减少温室气体排放和应对气候变化的作用，激发了他们对可持续发展的兴趣。

5.团队合作：

学生在小组活动中，学会了与他人合作，分工协作，共同完成任务。

学生在交流讨论中，提高了沟通能力，学会了如何协调不同意见，达成团队目标。

6.安全意识：

学生在实验操作中，养成了安全操作的习惯，了解并掌握了基本的实验室安全知识。

学生在制作风力发电机过程中，学会了如何预防意外伤害，提高了自我保护意识。

7.学习兴趣：

学生对风力发电机的制作过程产生了浓厚的兴趣，激发了他们对物理学科和科学探索的热情。

学生在课后能够主动查找相关资料，进一步了解风力发电技术，拓宽了知识面。教学反思与总结今天的课，我觉得挺有收获的。咱们一起动手制作风力发电机，这不仅仅是物理知识的运用，更是一次实践和创新的体验。下面，我就从几个方面来反思一下这节课。

首先，教学方法上，我尝试了小组合作的学习方式。看到同学们在小组里讨论得那么热烈，我觉得这种模式挺有效的。大家集思广益，不仅解决了制作过程中的问题，还提出了不少创新的想法。不过，我也发现，有些学生可能在小组讨论中比较被动，没有很好地参与到讨论中来。这让我意识到，在今后的教学中，我需要更加关注每个学生的参与度，确保每个学生都有机会发表自己的意见。

其次，策略上，我使用了多媒体辅助教学，比如展示风力发电机的视频和图片，让学生直观地了解它的运作原理。这种直观的教学方式确实提高了学生的学习兴趣，但我也发现，有些学生可能更倾向于动手操作，而不是单纯地观看。所以，我打算在接下来的教学中，更多地结合实际操作，让学生在实践中学习。

管理方面，我注意到课堂纪律整体不错，但偶尔还是有学生分心。我觉得，在今后的教学中，我需要更好地管理课堂，比如通过设置明确的课堂规则和奖励机制，来提高学生的专注力。

教学总结的话，我觉得这节课在知识、技能和情感态度方面都取得了不错的成效。学生在风力发电机的原理和制作上有了更深入的理解，动手能力也得到了锻炼。而且，通过小组合作，学生的团队协作能力和沟通能力也有所提升。

当然，也存在一些不足。比如，在讲解风力发电机原理时，可能有些学生觉得比较抽象，理解起来有难度。这就需要我在今后的教学中，更加注重理论联系实际，用更生动、形象的方式去讲解。

针对这些问题，我提出以下改进措施：

1.在讲解复杂概念时，尽量结合实际例子，让学生更容易理解。

2.在小组讨论中，鼓励每个学生积极参与，对于不太活跃的学生，可以适时给予引导和鼓励。

3.加强课堂管理，通过多种方式提高学生的专注力，确保教学效果。典型例题讲解例题1：

风力发电机的叶片长度为5米，风速为每秒10米，已知风能转化为电能的效率为30%，求风力发电机在1小时内可以产生多少电能？（假设空气密度为1.225kg/m³）

解答：

首先，计算1小时内通过叶片的总风量：

V=S*t=5m*10m/s*3600s=180000m³

然后，计算总风的质量：

m=ρ*V=1.225kg/m³*180000m³=218500kg

接着，计算风能转化为电能的能量：

E=m*g*h=218500kg*9.8m/s²*10m=21551500J

最后，计算电能：

E_electric=E*efficiency=21551500J*30%=6465450J≈6.47MJ

所以，风力发电机在1小时内可以产生大约6.47兆焦耳的电能。

例题2：

一个风力发电机的叶片直径为10米，风速为每秒5米，如果该发电机的效率为25%，求在1小时内该发电机可以产生多少千瓦时的电能？（假设空气密度为1.225kg/m³）

解答：

首先，计算1小时内通过叶片的总风量：

V=π*r²*t=π*(10m/2)²*5m/s*3600s≈282710m³

然后，计算总风的质量：

m=ρ*V=1.225kg/m³*282710m³≈346022.75kg

接着，计算风能转化为电能的能量：

E=m*g*h=346022.75kg*9.8m/s²*10m≈33687210J

最后，计算电能：

E_electric=E*efficiency=33687210J*25%≈8421802.5J≈2.34MWh

所以，风力发电机在1小时内可以产生大约2.34兆瓦时的电能。

例题3：

一个风力发电机的叶片直径为8米，风速为每秒6米，如果该发电机的效率为30%，求在1小时内该发电机可以产生多少千瓦时的电能？（假设空气密度为1.225kg/m³）

解答：

首先，计算1小时内通过叶片的总风量：

V=π*r²*t=π*(8m/2)²*6m/s*3600s≈263740m³

然后，计算总风的质量：

m=ρ*V=1.225kg/m³*263740m³≈321897.5kg

接着，计算风能转化为电能的能量：

E=m*g*h=321897.5kg*9.8m/s²*10m≈31291710J

最后，计算电能：

E_electric=E*efficiency=31291710J*30%≈9377053J≈2.57MWh

所以，风力发电机在1小时内可以产生大约2.57兆瓦时的电能。

例题4：

一个风力发电机的叶片直径为6米，风速为每秒7米，如果该发电机的效率为20%，求在1小时内该发电机可以产生多少千瓦时的电能？（假设空气密度为1.225kg/m³）

解答：

首先，计算1小时内通过叶片的总风量：

V=π*r²*t=π*(6m/2)²*7m/s*3600s≈180820m³

然后，计算总风的质量：

m=ρ*V=1.225kg/m³*180820m³≈222069.5kg

接着，计算风能转化为电能的能量：

E=m*g*h=222069.5kg*9.8m/s²*10m≈21773160J

最后，计算电能：

E_electric=E*efficiency=21773160J*20%≈4354632J≈1.20MWh

所以，风力发电机在1小时内可以产生大约1.20兆瓦时的电能。

例题5：

一个风力发电机的叶片直径为7米，风速为每秒8米，如果该发电机的效率为25%，求在1小时内该发电机可以产生多少千瓦时的电能？（假设空气密度为1.225kg/m³）

解答：

首先，计算1小时内通过叶片的总风量：

V=π*r²*t