九年級物理上冊第四章認識電路第3節活動：電路創新設計展示教案教科版課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、課程基本信息1.課程名稱：九年級物理上冊第四章認識電路第3節活動：電路創新設計展示

2.教學年級和班級：九年級物理

3.授課時間：2課時（90分鐘）

4.教學時數：2課時二、核心素養目標1.科學探究能力：學生能夠運用科學方法，通過觀察、實驗、分析等手段，探究電路的組成和特點。

2.創新思維：學生能夠運用創造性思維，設計出獨特的電路創新作品，展示自己的創新能力和解決問題的能力。

3.團隊合作能力：學生在小組合作中，能夠有效溝通、協作，共同完成電路創新設計任務。

4.科學態度與責任：學生將培養對科學的興趣和好奇心，形成積極向上的科學態度，同時能夠對電路創新設計中的問題承擔責任。三、學習者分析1.學生已經掌握了哪些相關知識：在進入本節課之前，學生應該已經學習了電路的基本概念，如電路的組成、電路圖的繪制以及簡單電路的搭建。他們對電流、電壓和電阻等基本物理量有一定的了解，并能夠運用這些知識解釋一些簡單的電路現象。

2.學生的學習興趣、能力和學習風格：九年級的學生對物理學科有著一定的好奇心和求知欲，他們善于通過實驗和動手操作來理解抽象的概念。在學習能力上，他們具備一定的邏輯思維能力和問題解決能力，能夠進行簡單的分析和推理。在學習風格上，他們更傾向于通過實踐和互動來學習，喜歡小組合作和討論。

3.學生可能遇到的困難和挑戰：在電路創新設計展示的活動中，學生可能會遇到以下困難和挑戰：

-設計創新電路的思路不清晰，難以提出獨特的創意。

-在電路搭建過程中，可能會遇到連接錯誤、電路故障等問題，需要進行調試和修正。

-對于復雜電路的理解和分析能力有限，可能難以解釋電路的工作原理。

-在團隊合作中，可能會遇到溝通不暢、分工不明確等問題，需要學會有效合作和解決問題。四、教學資源準備1.教材：確保每位學生都有九年級物理上冊的教材，以及本節課所需的學習資料，包括教科書、課堂練習冊等。

2.輔助材料：準備與教學內容相關的多媒體資源，如圖片、圖表、視頻等。這些資源可以幫助學生更好地理解電路創新設計的相關概念和原理。

3.實驗器材：為了讓學生親身體驗電路的創新設計，需要準備以下實驗器材：

-各種電子元件，如電阻、電容、燈泡、開關等。

-導線、面包板、電池等電路連接材料。

-多功能電表、電流表、電壓表等測量工具。

-各種創新電路設計所需的材料，如傳感器、微控制器等。

4.教室布置：根據教學需要，對教室進行布置，創造一個適合小組討論和實驗操作的環境。可以設置分組討論區，配備桌椅和白板，方便學生進行討論和交流。同時，設置實驗操作臺，配備必要的實驗器材和工具，確保學生有足夠的空間進行實驗操作。

5.教學工具：確保每位學生都有足夠的學習工具，如筆記本、彩色筆、剪刀、膠水等，以便他們在課堂上記錄重點內容、繪制電路圖和制作創新電路設計作品。

6.評價工具：準備評價學生電路創新設計作品的工具，如評價表、評分標準等。這些工具可以幫助學生了解自己的設計是否符合要求，同時方便教師對學生的作品進行評價和反饋。

7.教學課件：制作精美的教學課件，包括電路創新設計的原理、案例展示、實驗步驟等。課件應簡潔明了，突出重點，能夠吸引學生的注意力，幫助學生更好地理解和掌握知識。

8.教學指導手冊：為教師準備一份詳細的教學指導手冊，包括教學目標、教學內容、教學步驟、教學資源等。手冊應方便教師查閱，提供實用的教學建議和策略，幫助教師順利開展教學活動。五、教學過程設計1.導入新課（5分鐘）

目標：引起學生對電路創新設計的興趣，激發其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們知道什么是電路創新設計嗎？它與我們的生活有什么關系？”

展示一些關于電路創新設計的圖片或視頻片段，讓學生初步感受電路創新設計的魅力或特點。

簡短介紹電路創新設計的基本概念和重要性，為接下來的學習打下基礎。

2.電路創新設計基礎知識講解（10分鐘）

目標：讓學生了解電路創新設計的基本概念、組成部分和原理。

過程：

講解電路創新設計的定義，包括其主要組成元素或結構。

詳細介紹電路創新設計的組成部分或功能，使用圖表或示意圖幫助學生理解。

3.電路創新設計案例分析（20分鐘）

目標：通過具體案例，讓學生深入了解電路創新設計的特性和重要性。

過程：

選擇幾個典型的電路創新設計案例進行分析。

詳細介紹每個案例的背景、特點和意義，讓學生全面了解電路創新設計的多樣性或復雜性。

引導學生思考這些案例對實際生活或學習的影響，以及如何應用電路創新設計解決實際問題。

小組討論：讓學生分組討論電路創新設計的未來發展或改進方向，并提出創新性的想法或建議。

4.學生小組討論（10分鐘）

目標：培養學生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學生分成若干小組，每組選擇一個與電路創新設計相關的主題進行深入討論。

小組內討論該主題的現狀、挑戰以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標：鍛煉學生的表達能力，同時加深全班對電路創新設計的認識和理解。

過程：

各組代表依次上臺展示討論成果，包括主題的現狀、挑戰及解決方案。

其他學生和教師對展示內容進行提問和點評，促進互動交流。

教師總結各組的亮點和不足，并提出進一步的建議和改進方向。

6.課堂小結（5分鐘）

目標：回顧本節課的主要內容，強調電路創新設計的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節課的學習內容，包括電路創新設計的基本概念、組成部分、案例分析等。

強調電路創新設計在現實生活或學習中的價值和作用，鼓勵學生進一步探索和應用電路創新設計。

布置課后作業：讓學生撰寫一篇關于電路創新設計的短文或報告，以鞏固學習效果。六、知識點梳理1.電路的基本概念：電流、電壓、電阻、電導等基本物理量，以及它們之間的關系。

2.電路的組成元素：電源、負載、導線、開關、保護元件等，以及它們在電路中的作用。

3.電路的基本連接方式：串聯、并聯、混聯等，以及它們的特性。

4.歐姆定律：電流、電壓、電阻之間的關系，以及電阻的計算方法。

5.電功率：功率的計算方法，以及功率的轉換和損耗。

6.電路的測量：電流表、電壓表、電表等測量工具的使用方法，以及測量誤差的基本知識。

7.電路的保護：過載保護、短路保護、過壓保護等，以及保護元件的選擇和應用。

8.電路的控制：開關控制、繼電器控制、晶體管控制等，以及控制電路的設計和應用。

9.數字電路的基本概念：邏輯門、邏輯電路、觸發器等，以及數字電路的設計和應用。

10.模擬電路的基本概念：放大器、濾波器、穩壓器等，以及模擬電路的設計和應用。

11.電路創新設計的基本原則：實用性、創新性、經濟性、安全性等。

12.電路創新設計的步驟：需求分析、方案設計、電路圖繪制、元件選擇、電路搭建、測試與優化等。

13.電路創新設計的案例分析：包括生活中的電路創新設計實例，以及一些經典的電路創新設計案例。

14.電路創新設計的實踐：動手搭建一些簡單的電路創新設計作品，培養學生的實踐能力和創新精神。七、板書設計1.電路創新設計的基本概念和組成元素

-電路：電流、電壓、電阻、電導等基本物理量

-組成元素：電源、負載、導線、開關、保護元件等

2.電路的基本連接方式

-串聯：電流依次通過每個元件

-并聯：電流分支，再匯聚

-混聯：串聯和并聯的組合

3.歐姆定律和電功率

-歐姆定律：I=V/R

-電功率：P=IV=I^2R=V^2/R

4.電路的測量和保護

-測量工具：電流表、電壓表、電表

-保護元件：過載保護、短路保護、過壓保護

5.電路的控制和數字電路

-控制方式：開關控制、繼電器控制、晶體管控制

-數字電路：邏輯門、邏輯電路、觸發器

6.模擬電路和電路創新設計原則

-模擬電路：放大器、濾波器、穩壓器

-設計原則：實用性、創新性、經濟性、安全性

7.電路創新設計的步驟

-需求分析：確定創新電路的目的和功能

-方案設計：設計電路的初步方案

-電路圖繪制：繪制電路的詳細圖樣

-元件選擇：選擇合適的電路元件

-電路搭建：搭建電路原型

-測試與優化：測試電路性能，優化設計

8.電路創新設計的實踐案例

-案例一：portablepowerbank（便攜式電源銀行）

-案例二：DIYFMradio（自制調頻收音機）

-案例三：solar-poweredwaterdesalination（太陽能海水淡化裝置）

9.激發學生學習興趣的板書設計元素

-顏色：使用鮮明、對比的顏色搭配，突出重點內容

-圖標：使用簡單、直觀的圖標表示電路元件和連接方式

-插圖：插入與電路創新設計相關的實際應用圖片，增強學生的直觀感受

-動畫：制作簡單的動畫效果，展示電路的工作原理和過程

-互動：設計互動環節，讓學生參與板書設計，提高學生的參與度和積極性八、典型例題講解1.例題一：歐姆定律的應用

題目：一個電阻為5歐姆的電阻，通過10安培的電流，求電阻兩端的電壓。

答案：根據歐姆定律，電阻兩端的電壓U等于電流I乘以電阻R，即U=I*R。將給定的數值代入公式中，得到U=10安培*5歐姆=50伏特。

2.例題二：串聯電路的電壓分配

題目：兩個電阻分別為2歐姆和3歐姆，串聯在電路中，通過5安培的電流，求每個電阻兩端的電壓。

答案：由于電阻串聯，電壓會按照電阻的比值分配。根據電阻的比值，2歐姆的電阻占整個電路電阻的2/5，3歐姆的電阻占3/5。因此，2歐姆的電阻兩端的電壓為U1=U*(2/5)=5安培*(2/5)=2伏特，3歐姆的電阻兩端的電壓為U2=U*(3/5)=5安培*(3/5)=3伏特。

3.例題三：并聯電路的電流分配

題目：兩個電阻分別為4歐姆和6歐姆，并聯在電路中，求每個電阻通過的電流。

答案：由于電阻并聯，電流會按照電阻的倒數比值分配。根據電阻的倒數比值，4歐姆的電阻占整個電路電阻的1/5，6歐姆的電阻占4/5。因此，4歐姆的電阻通過的電流為I1=I*(1/5)=10安培*(1/5)=2安培，6歐姆的電阻通過的電流為I2=I*(4/5)=10安培*(4/5)=8安培。

4.例題四：電路的功率計算

題目：一個電阻為10歐姆的電阻，通過5安培的電流，求電阻的功率。

答案：根據電功率的計算公式，功率P等于電流I乘以電壓U。由于電阻R已知，可以利用歐姆定律計算出電壓U=I*R。代入給定的數值，得到P=I*U=5安培*(5安培*10歐姆)=250瓦特。

5.例題五：電路的保護

題目：一個電路中有一個5歐姆的電阻和一個10歐姆的電阻串聯，通過2安培的電流。如果電路中的電流超過3安培，需要切斷電路。求電阻的額定電壓。

答案：首先計算電阻兩端的電壓分配。5歐姆的電阻兩端的電壓為U1=U*(5/10)=2安培*(5/10)=1伏特，10歐姆的電阻兩端的電壓為U2=U*(5/10)=2安培*(5/10)=1伏特。

然后計算電阻的額定電壓。由于電路中的電流超過3安培時需要切斷電路，我們可以使用歐姆定律計算出電阻的額定電壓。電阻的額定電壓Ur=Ir*R，其中Ir是額定電流。由于電阻的額定電壓是電壓分配的兩倍，即Ur=2U，我們可以將Ir設為3安培，代入公式計算得到Ur=3安培*(5歐姆+10歐姆)=3安培*15歐姆=45伏特。課堂小結，當堂檢測本節課我們學習了電路創新設計的基本概念和組成元素，了解了電路的基本連接方式，掌握了歐姆定律和電功率的計算方法。我們還學習了電路的測量和保護，了解了電路的控制和數字電路的基本概念。此外，我們還學習了模擬電路和電路創新設計的原則，了解了電路創新設計的步驟和實踐案例。通過本節課的學習，我們能夠更好地理解電路創新設計的重要性，并能夠運用所學的知識進行電路創新設計。

2.當堂檢測

1.計算以下電路的電壓分配：兩個電阻分別為2歐姆和3歐姆，串聯在電路中，通過5安培的電流。

2.計算以下電路的電流分配：兩個電阻分別為4歐姆和6歐姆，并聯在電路中。

3.計算以下電阻的功率：一個電阻為10歐姆，通過5安培的電流。

4.設計一個簡單的電路創新設計，說明其目的、電路圖和元件選擇。

5.分析以下電路的保護方式：一個電路中有一個5歐姆的電阻和一個10歐姆的電阻串聯，通過2安培的電流。如果電路中的電流超過3安培，需要切斷電路。請設計一個電路保護方案。

6.解釋歐姆定律的