苏科版（2024）新教材九年级物理上册第十四章教学设计：跨学科实践：设计简单电路.docxVIP

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跨学科实践：设计简单电路（教学设计）

年级

八年级

学科

物理

课时数

1课时

教师

课题

跨学科实践：设计简单电路

教学

目标

物理观念

熟悉电路元件的作用和基本属性；深化电流形成和能量转化认识；熟悉元件作用。认识电能传输、分配、转化；了解电源提供和用电器消耗；形成节电意识。巩固欧姆定律及串并联电路规律理解；认识其分析和设计重要性。

科学思维

抽象电路问题为电路图模型；运用欧姆定律分析电路，论证可行性。针对任务，完成设计过程：提问、假设、实验、评估等，鼓励创新。质疑方案，寻求优化。

科学探究

经历探究和实际操作过程，能明确需求，提出设计思路。能选择元件，设计电路图，估算参数。能选择器材，组装电路，安全操作，收集数据。能判断达标情况，分析优缺点。能评估过程，提出改进，优化方案。能沟通合作，完成任务，表达成果。

科学态度

与责任

培养严谨认真、实事求是的科学态度；体验科学探究的乐趣，激发对物理学习和工程实践的兴趣。在小组合作中，学会倾听、尊重他人意见，培养团队协作精神。严格遵守实验室规则，树立安全用电意识，规范操作，防止意外发生。

教材

分析

本实践活动是苏科版九年级上册物理“简单电路”和“欧姆定律”单元的延伸与拓展，以“跨学科实践”为载体，体现物理学在工程实践的实际应用。设计简单电路活动安排在学生学完欧姆定律后，旨在深化知识应用并培养动手、问题解决、创新、合作等能力。体现跨学科：数学、工程、IT、美术。渗透STS理念，特点是开放、实践、综合。认识到物理知识在解决实际问题中的价值，体会科学技术对社会发展的推动作用，培养运用所学知识服务社会的责任感。

学情分析

九年级学生实践前已学习电流、电压、电阻基本概念，理解欧姆定律，知道串并联电路电流、电压、电阻特点，会用电流表、电压表测电流电压；会连接简单串并联电路、会画简单电路图。有初步的观察分析归纳能力、基本实验操作技能及安全意识；思维正向抽象逻辑过渡，需具体事物支持；对动手操作兴趣高。但综合应用能力不足；设计能力欠缺，优化意识薄弱，跨学科整合能力待提升。

教学重点

1．运用欧姆定律和串并联电路规律解决实际电路设计问题；

2．经历完整的电路设计过程，认识跨学科知识的初步融合与应用。

教学难点

1．如何将实际需求转化为具体的电路设计方案；

2．在多种可能的设计方案中进行比较、评估和优化。

教学过程

教师活动

学生活动

导入新课

【问题情境】在病房里，输液瓶中的药液快要输完了，而护士不在身边，病人按了一下床边的按钮，护士招之即来，及时进行了处理。护士是怎么知道的？病房呼叫电路是如何设计的？

【任务要求】生活中，有许多任务可以通过简单电路来完成，如医院里的病床呼叫系统和交通信号灯系统等。我们也可以尝试设计并制作这样的简单电路模型。

联系实际，思考问题，了解实践任务

任务一、设计并制作病床呼叫系统模型

【项目要求】调查医院的病床呼叫系统，了解它的功能。图14-25反映了病人与护士的信息传递关系：病人按动床头按钮，发出求助信息；护士听到铃声，再观察指示灯编号，就能判断发出求助信息的病床号。如何用电路实现这样的功能？

2号病床护士发出求助信息接收病床信息判断病床信息

图14-25病人与护士的信息传递关系

病区有多张病床，编号分别为1号、2号、3号……请以三个床位为例，画出病床呼叫系统的电路图。根据所要实现的功能选择器材来制作模型。

【设计思路】

（1）所需器材：干电池若干节、小灯泡3只、开关3只、音乐芯片（或蜂鸣器）一只、导线若干、电路背板。

（2）设计要求：利用同一电源供电，设计一个帮助病人呼叫护士的模拟电路。要求当病人按开关时，值班室电铃响，对应的床位指示灯亮。至少设计满足三个床位，画出电路图并制作模型。

（3）电路设计：

①如果只有一张病床，那么灯和电铃应该串联。

②如果有两张病床，那么应将两盏灯并联后再与电铃串联；两个开关应该分别与两盏灯串联。同理可知有三张病床的连接也是如此。

③根据电路图完成电路连接。

【调试与展示】

连接好电路后，检查电路，闭合开关，进行调试，如果有某支路灯泡不亮，或者蜂鸣器不响，则检查电路有没有断路，或者连接处接触不良。展示病房呼叫电路模型。从模型的科学性、设计的新颖性、工艺水平和演示效果等方面进行评价，并找出需要改进的地方。

（1）病人按下开关后，值班室中指示灯亮了，护士不就知道病人需要帮助了吗？为什么还要在干路中串上一个电铃呢？

某一床位的病人按下开关后，值班室中对应的灯泡就会亮，护士就知道哪一位病人需要护理。但是护士需要时刻观察灯泡发光情况，不方便。串上一个电铃后，灯亮同时铃响，护士可以判断是哪个床位呼叫的。

（2）如图所示的两个方案，请你对这两个病房呼叫电路进