一、教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能目標(biāo)1.理解電動(dòng)機(jī)的核心原理：通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)，掌握換向器對(duì)線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的作用機(jī)制。2.能識(shí)別電動(dòng)機(jī)的主要構(gòu)造（定子、轉(zhuǎn)子、換向器等），并解釋其能量轉(zhuǎn)化（電能→機(jī)械能，伴隨少量?jī)?nèi)能損耗）。（二）過(guò)程與方法目標(biāo)1.通過(guò)“探究通電線圈轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律”的分組實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)觀察現(xiàn)象、分析矛盾（如“線圈為何停在半周”）、歸納規(guī)律的科學(xué)探究能力。2.結(jié)合模型演示與生活實(shí)例，提升從物理原理到工程應(yīng)用的遷移思維能力（如“換向器如何解決實(shí)際問(wèn)題”）。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)1.體會(huì)電磁學(xué)原理對(duì)現(xiàn)代科技的推動(dòng)作用（如電動(dòng)車、無(wú)人機(jī)的核心動(dòng)力），激發(fā)對(duì)物理學(xué)科的探索興趣。2.認(rèn)識(shí)“技術(shù)優(yōu)化（如換向器）”在解決實(shí)際問(wèn)題中的價(jià)值，初步建立工程思維（“如何讓原理更實(shí)用”）。二、教學(xué)重難點(diǎn)（一）教學(xué)重點(diǎn)1.電動(dòng)機(jī)的工作原理：通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)的條件與動(dòng)態(tài)規(guī)律。2.換向器的作用：理解其通過(guò)改變線圈電流方向，使線圈突破“平衡位置”限制，實(shí)現(xiàn)持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。（二）教學(xué)難點(diǎn)1.動(dòng)態(tài)分析通電線圈的受力與轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程，尤其是“平衡位置”（線圈平面與磁場(chǎng)垂直）的物理意義（受力平衡但力矩為零）。2.建立“理論（磁場(chǎng)對(duì)電流的作用）→模型（電動(dòng)機(jī)構(gòu)造）→應(yīng)用（實(shí)際設(shè)備）”的邏輯關(guān)聯(lián)，避免知識(shí)碎片化。三、教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)探究法：設(shè)計(jì)“無(wú)換向器→有換向器”的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、驗(yàn)證猜想（如“如何讓線圈持續(xù)轉(zhuǎn)”）。模型演示法：利用電動(dòng)機(jī)解剖模型、換向器模擬裝置（銅半環(huán)+電刷），直觀展示內(nèi)部結(jié)構(gòu)與電流方向變化。問(wèn)題引導(dǎo)法：通過(guò)遞進(jìn)式提問(wèn)（如“線圈轉(zhuǎn)半周后為何反轉(zhuǎn)？如何讓它‘聽(tīng)話’地持續(xù)轉(zhuǎn)？”），推動(dòng)思維從“現(xiàn)象觀察”到“原理建構(gòu)”。四、教學(xué)過(guò)程（一）情境導(dǎo)入（5分鐘）展示生活中電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)景（如風(fēng)扇、電動(dòng)牙刷、無(wú)人機(jī)螺旋槳），提問(wèn)：“這些設(shè)備如何把電能變成‘轉(zhuǎn)動(dòng)的力量’？電機(jī)內(nèi)部藏著什么‘小機(jī)關(guān)’？”結(jié)合學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，引發(fā)探究欲望。（二）新課講授：從“磁場(chǎng)對(duì)電流的作用”到“電動(dòng)機(jī)原理”（10分鐘）1.知識(shí)回顧：回顧“磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用力方向與電流、磁場(chǎng)方向的關(guān)系”（簡(jiǎn)化版左手定則：受力方向與兩者垂直）。2.邏輯推導(dǎo)：提問(wèn)“若將‘通電導(dǎo)體’換成線圈，它在磁場(chǎng)中會(huì)如何運(yùn)動(dòng)？”引導(dǎo)學(xué)生推理：線圈兩側(cè)電流方向相反，受力方向也相反，因此線圈會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)（力矩使線圈偏轉(zhuǎn)）。（三）實(shí)驗(yàn)探究：通電線圈的“轉(zhuǎn)動(dòng)困境”與“換向器解決方案”（15分鐘）實(shí)驗(yàn)1：觀察線圈的“短暫轉(zhuǎn)動(dòng)”器材：直流電源、漆包線線圈（兩端漆皮一端全刮、一端刮半周）、U形磁鐵、支架。步驟：學(xué)生分組組裝裝置，閉合開(kāi)關(guān)后觀察線圈轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)象：線圈轉(zhuǎn)動(dòng)半周后，停在平衡位置（線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，此時(shí)兩側(cè)受力平衡，力矩為零）。追問(wèn)：“線圈為何只能轉(zhuǎn)半周？如何讓它‘不停歇’地轉(zhuǎn)動(dòng)？”引發(fā)認(rèn)知沖突，為換向器的引入做鋪墊。實(shí)驗(yàn)2：換向器的“魔力”改進(jìn)裝置：在實(shí)驗(yàn)1的基礎(chǔ)上，加入換向器模型（兩個(gè)銅半環(huán)+電刷），確保線圈半周后電流方向反轉(zhuǎn)?，F(xiàn)象：線圈能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。分析：換向器通過(guò)“半周后改變電流方向”，使線圈受力方向與轉(zhuǎn)動(dòng)方向始終一致，突破“平衡位置”的限制。（四）深入剖析：電動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與能量轉(zhuǎn)化（10分鐘）1.構(gòu)造拆解：結(jié)合解剖模型，講解核心部件：定子：提供磁場(chǎng)（永磁體或電磁鐵，“固定不動(dòng)”的部分）；轉(zhuǎn)子：通電線圈（“轉(zhuǎn)動(dòng)”的部分）；換向器：由兩個(gè)銅半環(huán)和電刷組成，作用是自動(dòng)改變線圈中的電流方向（關(guān)鍵點(diǎn)：半周一次，保證受力方向持續(xù)推動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)）。2.能量轉(zhuǎn)化：通電后，電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能（驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)），同時(shí)因線圈電阻，部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（電機(jī)發(fā)熱的原因）。（五）鞏固應(yīng)用（5分鐘）1.辨析題：“電動(dòng)機(jī)中，換向器的作用是改變磁場(chǎng)方向”（錯(cuò)誤，實(shí)際改變的是線圈電流方向）。2.應(yīng)用題：某電動(dòng)玩具車的電機(jī)轉(zhuǎn)速變慢，可能的原因是“磁場(chǎng)變?nèi)酢被颉半娫措妷航档汀保ǚ治觯捍艌?chǎng)變?nèi)酢芰p??；電壓降低→電流減小→受力減小，均導(dǎo)致轉(zhuǎn)速下降）。（六）課堂小結(jié)（3分鐘）請(qǐng)學(xué)生用“三步法”總結(jié)：1.原理：通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)；2.關(guān)鍵：換向器通過(guò)改變電流方向，使線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)；3.能量：電能→機(jī)械能（部分→內(nèi)能）。（七）作業(yè)布置1.實(shí)踐類：觀察家中的電風(fēng)扇、洗衣機(jī)電機(jī)，記錄其“額定電壓”“功率”，并思考“電機(jī)外殼為何發(fā)熱？”（聯(lián)系焦耳定律）。2.繪圖類：繪制“電動(dòng)機(jī)工作原理圖”，標(biāo)注定子、轉(zhuǎn)子、換向器的位置，并用箭頭表示電流方向的變化。五、教學(xué)反思（一）教學(xué)亮點(diǎn)1.實(shí)驗(yàn)分層設(shè)計(jì)：通過(guò)“無(wú)換向器→有換向器”的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生直觀感知“平衡位置”的問(wèn)題與解決方法，突破難點(diǎn)（學(xué)生反饋：“原來(lái)電機(jī)轉(zhuǎn)起來(lái)的秘密在‘半環(huán)’里！”）。2.生活聯(lián)系緊密：從常見(jiàn)電器導(dǎo)入，到作業(yè)中的實(shí)踐觀察，讓物理原理“落地”，提升學(xué)生的應(yīng)用意識(shí)（如學(xué)生回家后主動(dòng)拆解舊風(fēng)扇研究電機(jī)）。（二）不足與改進(jìn)1.動(dòng)態(tài)過(guò)程的可視化不足：部分學(xué)生對(duì)“線圈在平衡位置的受力分析”仍存疑惑（抽象的力矩概念較難理解）。后續(xù)可引入PhET仿真動(dòng)畫(huà)（模擬線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的受力方向變化），輔助學(xué)生建立動(dòng)態(tài)思維。2.實(shí)驗(yàn)操作的細(xì)節(jié)問(wèn)題：部分小組的漆包線刮漆不規(guī)范（如“半周刮漆”操作失誤），導(dǎo)致電路接觸不良。后續(xù)需提前示范“刮漆技巧”，并準(zhǔn)備備用線圈。（三）教學(xué)延伸思考可拓展“電動(dòng)機(jī)的發(fā)展歷程”（如從直流電機(jī)到無(wú)刷電機(jī)的技術(shù)革新），讓學(xué)生認(rèn)識(shí)“物理