电能的转换与储存教学设计

北京工业大学附属中学 李 平

教学内容分析“电能的转换与储存”是“北京市初中开放性科学实践活动项目手册（七年级）”中以学生制作为主要内容的课程，本节课在“北京市初中开放性科学实践活动项目手册（七年级）”中动手制作难度不大，但原理较难于理解。为了帮助学生克服思维障碍，在课前引入简单小实验，把复杂的问题简单化，用问题引导学生深入思考。然后鼓励学生自己动手制作发电机，并进一步探究如何把发电机改装成电动机，并联系到生活中电能的转换，使学生明白各种能量是可以相互转换的。教学目标一、知识与技能1.学生能用提供的器材制作出风力发电机和太阳能发电机，并能成功发电。2.学生能利用桌面的器材把发电机改装成电动机。3.学生通过实验明白电能和其他形式的能是可以相互转换的。二、过程与方法1.学生通过完成“风力发电机和太阳能发电机”的制作过程，提高自己的动手能力，合作能力和解决问题的能力。2.把发电机改装成电动机的过程中，渗透逆向思考问题的思维方法。三、情感、态度与价值观1.经历制作风力发电机、太阳能发电机和将发电机改装成电动机的过程，激发学生的学习兴趣。2.在制作发电机和改装成电动机的过程中，体会科技对人类生活的影响，树立将科技运用于人类社会的意识。教学重点和难点【教学重点】发电机的制作【教学难点】1.把发电机改装成电动机实验器材教师演示器材：普通手电筒，手摇发电手电筒，线圈，马达，扇叶，磁体，水力发电机。学生实验器材（每套）：马达1个、扇叶1个，发光二极管及连接的导线1套,导线3根，干电池两节，开关1个，太阳能电池板1个，面包板1个。共17套学生制作工具（每套）：剪刀1把。共17套讨论、实践体验教学环节教师活动学生活动 设计意图环节一：导入我这有个手电筒，打开开关，灯泡亮了，谁能说说手电筒由哪些部分构成？打开手电筒展示内部构造，他们各有什么作用？如果没有电池，灯泡还会发光吗？我这有个装置，没有电池，但还想使马达带动扇叶转动起来，你们觉得可能吗？那我们来试一下。老师已经把马达和线圈连接好，现在把磁铁插入线圈，你们注意观察扇叶是否转动？扇叶转动了说明什么？没有电池，电是从哪来的？在这个实验中磁铁先动起来，磁铁运动就有了动能，产生的电能是由动能转换过来的。最先发现磁能产生电的人是英国物理学家法拉第，后来人们根据这个原理发明了很多发电装置，你能说说有哪几种类型的发电站？下面我们来体验风力发电的过程。学生思考回答。学生观察马达是否转动。学生思考，回答问题。从有电池灯泡才会发光到没有电池，马达会不会转起来，后者和学生以往的认知冲突，引起质疑。学生对磁场等概念几乎一无所知，利用简单直观的小实验发电，把复杂困难的问题简单化。

环节制作力发电【任务一】：制作风力发电机下面该你露一手了：进行操作发光找一位前排的学生说说制造风教室没风怎么办？提示：假如朝一个方向吹扇叶巡视、指导，先完成的小组有二：风机安全提示，明确实验任务：使发光二极管力发电机需要哪些器材？灯不亮，试试反方向吹。量化加分。大家用马达发出了电，你们知道马达里面是什么样子吗？图片展示马达内部结构。有风的时候灯泡亮，没风的时候灯泡还亮吗？为什么？风力发电的过程中有哪些能量发生了转换？【板书】一、风能→电能→光能不仅风能可以转换为电能，水能也可以转换为电能，你有什么办法把风力发电机转变成水力发电机吗？【演示实验】先吹发电机，灯泡发光再用水推动发电机发电火力发电呢？学生要是说不清楚，老师补充完整。总结：其实风力发电、水力发电和火力发电方式基本相同，不同的是带动马达转动的方式不同。刚才我们把动能、风能、水能等分别转换为电能，现在我想把电能转换为动能，你们觉得可行吗？需要什么器材？大家尝试利用桌上的器材把发电机改装成电动机。巡视、指导，先完成的小组有量化加分。发电机与电动机有什么区别？电动机工作时有哪些能量发生了转换？【板书】二、电能→风能或光能电能能转换为光能，光能能不能转换为电能？下面我们就来体验光能转换为电能的过程。学生思考回答。小组合作完成制作，先完成的小组可以获得加分请学生展示实验成果学生思考，小组讨论回答问题。学生思考，小组讨论回答问题。小组讨论、合作完成制作，先完成的小组可以获得加分请学生展示实验成果学生思考，回答问题。用小组加分促进小组合作；及时了解学生的体验差 异化教学，玩中学，让学生自由探究突出对比方法。发电机改装成电动机，突出逆向思维在本节的作用。把电动机和发电机联系到一起，使学生体会电动机与发电机的相同点和不同点。从电能可以转化为光能，反方向推理，突出逆向思维在本节的作用。环节三：制作太阳能发电机【任务】：制作太阳能发电机进行操作安全提示，明确实验任务：使发光二极管发光巡视、指导，先完成的小组有量化加分。分享感悟太阳能发电过程中有哪些能量发生了转换？【板书】一、光能→电能→光能光能为何不直接利用？还要来回转换？我们这只是个小实验，如果要产生大量的电能，就要建立大型的发电站，通过视频了解目前最先进的太阳能发电站是怎样发电的。小组合作完成制作，先完成的小组可以获得加分请学生展示实验成果体验不同于风力发电、水力发电和火力发电等的另一种类型的发电方式，在实验中突出对比方法。与生活联系起来。环节四：发电现状有这么多形式的发电厂，你觉得哪种发电方式更好？引导学生说出各种发电形式的优缺点，指出未来发展方向，展示目前发电现状结构图。清洁能源发电成本低，安全可靠，是未来国家能源发展的方向。学生思考，回答问题。让学生去评估通过联系生活拓展学生的认知环节五：电能的储存太阳能发电的过程中，当光照不足时储存的热量可以继续发电，你知道生活中还有哪些储存电能的方式？为什么现在很多国家都大力发展新能源汽车？我国未来能源发展方向是低碳、环保、节能、高效，保护环境人人有责。学生思考，回答问题。通 过联系生活拓展学生的认知。