中学教学用交变电流发电机的制作及教学设计开题报告

1. 研究目的与意义

研究背景：交变电流是高中物理电磁学部分的重点也是学生容易混淆的难点，新课标要求高中学生能够通过实验认识交变电流，并能用公式和图像描述正弦交变电流。因此通过实验观察交变电流的图像和交变电流大小、方向的变化得出交变电流的变化规律就成为了学习交变电流的必要手段，而人教版高中物理选修３－２第五章第一节用手摇发电机探究交变电流的变化规律，实验仪器本身存在一些误差且实验现象也明显存在不足。且实验仪器不能满足对交变电流产生的影响因素的探究。

研究目的：针对中学实验室手摇发电机输出的电流与正弦式交变电流差异较大，课题研究试图通过电动机带动矩形线圈匀速转动、洛伦兹力演示仪中励磁线圈替代马蹄形磁铁产生较为理想匀强磁场等措施进行实验改进，并通过改变磁场强度、电动机转速及线圈面积对交变电流的规律进行实验验证，有效培养学生科学探究及科学思维等物理核心素养。

研究意义：实验探究过程支撑了学生的建构活动，鼓励学生在问题中思维，在情景中归纳，在实验中发现，在活动中交流与合作。学生从中掌握了探究物理知识的方法，培养了科学实验精神，吸收了抽象的物理知识，真正把素质教育和核心素养落到实处

2. 研究内容和预期目标

研究内容:

1．查阅文献资料，了解自制交变电流发电机的模型及改进方法，运用3d打印技术自制线圈框架，利用直流电动机带动手摇发电机研究交变电流的图像及其产生条件。

3. 研究的方法与步骤

（1）基于大量课例研究和文献查阅，了解国内外对教学用手摇发电机的改进措施。

（2）从身边废旧物品或网络商店中搜集电动机、轴承、滑环、电刷等配件。

4. 参考文献

[1]廖永容，杨晓梅. 手摇发电机实验的改进[j]. 物理教师,2019,1(40):60-64.

[2]梁红，姚胜奇，姚远，王敬亮. 发电机演示仪的设计及其在教学中的应用[j].科技创业家,2013，08:188-189

[3]田阳阳. 基于物理核心素养导向的“交变电流”教学案例[j]. 物理教师,2017,2(38):7-12.

5. 计划与进度安排

第七学期

4—8周:对本学院教师提出命题要求，布置任务，教师命题。