《電容器的充電和放電》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、電容器的充電和放電教學(xué)設(shè)計(jì) 劉國(guó)鈞職教中心 余萍一、教學(xué)設(shè)計(jì)的基本出發(fā)點(diǎn)1、注重問(wèn)題情景的創(chuàng)設(shè)，促成學(xué)生真正地成為學(xué)習(xí)的主體。電工基礎(chǔ)學(xué)習(xí)的主要目的不僅僅是學(xué)習(xí)電工基礎(chǔ)中知識(shí)性的內(nèi)容，更重要的是讓學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)探索，形成良好的學(xué)習(xí)方法。意義是不能給予的，只能靠主動(dòng)發(fā)現(xiàn)。注重問(wèn)題情景的創(chuàng)設(shè)，喚起學(xué)習(xí)者強(qiáng)烈的好奇心和旺盛的求知欲，真正地成為學(xué)習(xí)的主體。2、重視學(xué)生參與教學(xué)活動(dòng)，關(guān)注學(xué)生的情感體驗(yàn)。本節(jié)課所設(shè)計(jì)的教學(xué)活動(dòng)讓學(xué)生參與其中，利用學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)和體驗(yàn)來(lái)幫助化解學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)，化抽象為具體，讓學(xué)生由淺入深，學(xué)習(xí)起來(lái)很輕松，并感覺(jué)到觸類旁通的學(xué)習(xí)樂(lè)趣。這樣不僅讓學(xué)生十分清晰地理解電容器的充放

2、電中電壓、電流的變化，還將讓學(xué)生產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。3、注重將理論與實(shí)際應(yīng)用有機(jī)結(jié)合，從而降低抽象知識(shí)的學(xué)習(xí)的難度，體現(xiàn)應(yīng)用性。富有探索性的電工基礎(chǔ)學(xué)習(xí)實(shí)踐活動(dòng)是發(fā)現(xiàn)電學(xué)現(xiàn)象背后意義的關(guān)鍵，亦是電工基礎(chǔ)素養(yǎng)形成的過(guò)程。在教學(xué)過(guò)程中強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實(shí)踐，如：操作演示實(shí)驗(yàn)、動(dòng)手檢測(cè)電容。這些不僅讓學(xué)生增強(qiáng)了理論聯(lián)系實(shí)際的能力，還提高了動(dòng)手操作能力和科學(xué)探究能力。二、教材分析1、教材的地位及作用本節(jié)課選自全國(guó)中學(xué)職業(yè)教育國(guó)務(wù)院規(guī)劃教材（周紹敏）主編的電工基礎(chǔ)2001.7 月第一版第四章第三節(jié)。電容器是電路的基本元件之一，在電力系統(tǒng)作為功率因數(shù)的補(bǔ)償元件；在電子電路中作為濾波、耦合、隔直元件；在機(jī)械加工中，

3、用來(lái)產(chǎn)生電火花加工，因此電容器是一種應(yīng)用非常廣泛的電工元件。而以上功能主要源于電容器的充、放電特性。所以這部分知識(shí)既具有其獨(dú)立性，又有其延展性，是后續(xù)學(xué)習(xí)的一個(gè)支點(diǎn)。2、教學(xué)目標(biāo)及確立目標(biāo)的依據(jù)（1）知識(shí)目標(biāo) : 能說(shuō)出何為電容器的充、放電。 能分析并判斷電容器充、放電過(guò)程中的電流、電壓的變化規(guī)律，能說(shuō)出電流與電壓的關(guān)系表達(dá)式。 會(huì)進(jìn)行電容器質(zhì)量的判別。（2）能力目標(biāo) ：通過(guò)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察和研究，以及親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)來(lái)提高學(xué)生的動(dòng)手能力、科學(xué)探究能力、抽象思維能力和理論聯(lián)系實(shí)際的能力。（3）情感目標(biāo) ：培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)情趣，以及勇于發(fā)現(xiàn)、勇于探索的科學(xué)精神。這些目標(biāo)的確立，充分尊重大綱要求及教材對(duì)

4、學(xué)生的基本要求，而且能從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，尊重、關(guān)注學(xué)生的情感體驗(yàn)，著眼于學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。目標(biāo)是切合實(shí)際的，具有可操作性。3、重點(diǎn)、難點(diǎn)及確定重點(diǎn)、難點(diǎn)的依據(jù)。（1） 重點(diǎn) : 電容充、放電的過(guò)程。（2） 難點(diǎn) : 電容充、放電的過(guò)程中電壓和電流的變化規(guī)律。 這節(jié)課介紹的是電容充、放電過(guò)程，而充、放電的特性是電容器所特有的，所以定其為重點(diǎn)。整節(jié)課都是圍繞電容的充放電進(jìn)行的，重點(diǎn)的突出不成問(wèn)題。在這一過(guò)程中電路中的電流和電壓的變化比較抽象，難以理解，所以定電壓、電流的變化規(guī)律為難點(diǎn)。而難點(diǎn)的突破可以借助演示實(shí)驗(yàn)和游戲體驗(yàn)以及生活情景類比幫助學(xué)生理解，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的觸類旁通，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握。三、學(xué)

5、生狀況：教學(xué)方法和研究重點(diǎn)（1）學(xué)生狀況分析電工基礎(chǔ)這門課一般是在職高一年級(jí)下半學(xué)期開(kāi)始上的，而學(xué)生往往是初次接觸電工基礎(chǔ)這門專業(yè)課，學(xué)生從知識(shí)準(zhǔn)備和心理準(zhǔn)備上都有些不足。在學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容之前，雖然有直流電路的一些知識(shí)，但知識(shí)結(jié)構(gòu)并不牢固，對(duì)于所學(xué)也是囫圇吞棗，如今又迎來(lái)了一個(gè)新內(nèi)容，加上又有點(diǎn)抽象，不好理解。弄不好會(huì)讓學(xué)生從此害怕學(xué)習(xí)這門課，所以如何上好這堂課，讓這堂課變得淺顯易懂，意義就顯而易見(jiàn)了。（2）教學(xué)方法根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生具體情況 , 本節(jié)課中主要運(yùn)用了觀察演示實(shí)驗(yàn)、問(wèn)題情景探究、游戲互動(dòng)、生活情景類比、多媒體輔助等教學(xué)方法來(lái)幫助學(xué)習(xí)。借助于演示實(shí)驗(yàn)，通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景來(lái)幫助和引導(dǎo)學(xué)生

6、開(kāi)展有效的學(xué)習(xí)。利用游戲互動(dòng)、生活情景類比來(lái)降低難度和加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。用多媒體輔助教學(xué)來(lái)幫助學(xué)生鞏固所學(xué)?，F(xiàn)代教育心理學(xué)研究指出：學(xué)生的學(xué)習(xí)不僅是一個(gè)接受知識(shí)的過(guò)程 ,而且也是一個(gè)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程。因此，教學(xué)過(guò)程中強(qiáng)調(diào)問(wèn)題情景創(chuàng)設(shè)、強(qiáng)調(diào)游戲互動(dòng)、強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)探究，目的在于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，正如：“授人魚(yú)不如授人漁也?！?(3)研究重點(diǎn)本節(jié)課的研究重點(diǎn)是：借助于對(duì)演示實(shí)驗(yàn)觀察，問(wèn)題情景創(chuàng)設(shè)，幫助和引導(dǎo)學(xué)生有效地進(jìn)行知識(shí)遷移，對(duì)于教學(xué)重點(diǎn)的突顯和教學(xué)難點(diǎn)突破 ,將采用借助于實(shí)驗(yàn)演示問(wèn)題產(chǎn)生學(xué)生討論思考教師引導(dǎo)學(xué)生歸納學(xué)生知識(shí)遷移這樣一個(gè)模式展開(kāi)。如果學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)有理解上的

7、困難時(shí)，后面進(jìn)行游戲互動(dòng)來(lái)促進(jìn)理解，再用生活知識(shí)進(jìn)行類比，整個(gè)過(guò)程中老師始終以學(xué)生學(xué)習(xí)的促進(jìn)者的身份出現(xiàn)，讓學(xué)生時(shí)時(shí)體會(huì)著主動(dòng)學(xué)習(xí)的快樂(lè)以及知識(shí)真正掌握理解時(shí)的興奮。以上安排本著不脫離教學(xué)實(shí)現(xiàn)，立足面向全體學(xué)生，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性， 正確處理主導(dǎo)和主體的關(guān)系，讓學(xué)生真正地參與學(xué)習(xí)、體驗(yàn)學(xué)習(xí)、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。四、教學(xué)程序 （一）、復(fù)習(xí)。老師設(shè)計(jì)了二個(gè)復(fù)習(xí)思考題。什么叫電容器？這個(gè)問(wèn)題主要是上節(jié)課所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的回顧 ,同時(shí)也為下面學(xué)習(xí)打下伏筆；電容器中隔以絕緣介質(zhì)，電流不能通過(guò)電容器。C=Q/U，能否說(shuō)C與Q成正比，C與U成反比？這個(gè)問(wèn)題也是上節(jié)課所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的回顧，另一目的是為了引入下文：雖然電容器上的電

8、壓與電量的變化不對(duì)電容量的大小起作用，但如果對(duì)電容充電或放電，那么電路中電壓和電流將如何變化呢？（二）、導(dǎo)入新課。由問(wèn)題導(dǎo)入過(guò)渡自然、簡(jiǎn)潔、明了，讓學(xué)生感受順理成章，是時(shí)候該學(xué)習(xí)新知識(shí)了。 （三）、新授課（1）板書(shū)課題：§4.3電容器的充、放電的過(guò)程（2）投影展示學(xué)習(xí)目標(biāo)：能說(shuō)出電容器的充、放電的含義。能分析并判斷電容器充、放電過(guò)程中電流、電壓的變化，能說(shuō)出電流與電壓的關(guān)系表達(dá)式。會(huì)進(jìn)行電容器質(zhì)量的判別。把教學(xué)目標(biāo)中的一部分轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)目標(biāo)，告之學(xué)生學(xué)什么？告之學(xué)生將要達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，指導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)，必須將注意力集中在哪些方面。（3）板書(shū)：一、電容器的充電過(guò)程1、定義：使電容器帶上電的

9、過(guò)程。2、電路圖：用投影儀展示。3、電路中電流表、電壓表、指示燈的變化情況。提出觀察要求（1. 觀察開(kāi)關(guān)K打到位置1的瞬間電路中電流表、電壓表、指示燈的變化情況。2. 觀察開(kāi)關(guān)K打到位置1的后電路中電流表、電壓表、指示燈的變化情況。），請(qǐng)學(xué)生來(lái)進(jìn)行操作演示。讓學(xué)生參與，引發(fā)學(xué)生的好奇心，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。然后回答問(wèn)題，保持學(xué)生的良好學(xué)習(xí)狀態(tài)，積極思維。實(shí)驗(yàn)若一遍看不清楚的話，可以換請(qǐng)其他同學(xué)上來(lái)重做。觀察的結(jié)果由學(xué)生回答。（電流表讀數(shù)由最大變小最后為零；電壓表讀數(shù)由零開(kāi)始變大，最后為定值；指示燈的亮度先從亮慢慢變暗最后不亮。）那么為什么會(huì)是這樣的結(jié)果呢？我們利用想象來(lái)做個(gè)小游戲，來(lái)尋求這個(gè)

10、問(wèn)題的答案。老師一邊在黑板上畫(huà)個(gè)圈，一邊敘說(shuō)一個(gè)假定的情景：體育課上老師讓同學(xué)們圍在圈外，一聲令下，同學(xué)們爭(zhēng)先恐后地跑向圈中。問(wèn)題一：在命令下達(dá)前圈中有沒(méi)有人呢？回答是肯定的：沒(méi)有。則相當(dāng)于開(kāi)關(guān)打到1前電容上的電壓為0。問(wèn)題二：命令下達(dá)后瞬間圈中有沒(méi)有人呢？當(dāng)然也沒(méi)有。則相當(dāng)于開(kāi)關(guān)K打到位置1的瞬間代表電容兩端的電壓仍為0。問(wèn)題三：命令下達(dá)后瞬間，從圈外到圈中的線路上人流量呢？一下子變大了。這不正和開(kāi)關(guān)K打到位置1的瞬間電路中電流表讀數(shù)最大相一致嗎？問(wèn)題四：命令下達(dá)后，線路上的人流將變小。等圈中的人將滿時(shí)人流必然慢下來(lái)，直至圈中人滿，則線路上人流為0。則相當(dāng)于電路中電流表的讀數(shù)由最大變小最后為

11、零；電壓表讀數(shù)由零開(kāi)始變大，最后為定值。通過(guò)這個(gè)游戲能比較生動(dòng)、形象地幫助學(xué)生想象和理解。二、電容器的放電過(guò)程1、定義：電容器失去電荷的過(guò)程。2、電路圖：用投影儀展示。3、電路中電流表、電壓表、指示燈的變化情況。提出觀察要求（1. 觀察開(kāi)關(guān)K打到位置2的瞬間電路中電流表、電壓表、指示燈的變化情況。2. 觀察開(kāi)關(guān)K打到位置2的后電路中電流表、電壓表、指示燈的變化情況。），請(qǐng)學(xué)生來(lái)進(jìn)行操作演示。觀察的結(jié)果由學(xué)生回答。（電流表反偏，讀數(shù)由最大變小最后為零；電壓表讀數(shù)由最大開(kāi)始變小，最后為零；指示燈的亮度先從亮慢慢變暗最后不亮。）同樣也可以應(yīng)用想象進(jìn)行游戲。（略）再者，電容器的充、放電過(guò)程，與水容器（

12、如水桶）的蓄、放水過(guò)程也非常相似，我們可以將它們進(jìn)行比較。名稱電容器水桶充電/ 蓄水充電電流流入電容器電容器兩端電壓上升電荷被儲(chǔ)存在電容器中蓄水水流流入水桶水桶中的水位上升水被儲(chǔ)存在水桶中放電/放水放電電流流出電容器電容器兩端電壓下降電容器中電荷被釋放放水水流流出水桶水桶中的水位下降水桶中的水被放出通過(guò)利用生活知識(shí)進(jìn)行類比，進(jìn)一步地幫助學(xué)生展開(kāi)想象，進(jìn)一步地幫助學(xué)生進(jìn)行理解。讓學(xué)生始終積極地參與學(xué)習(xí)，不斷地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，思維活動(dòng)緊張有序，從而體驗(yàn)學(xué)習(xí)帶來(lái)的樂(lè)趣。提出問(wèn)題：歸納電容器在充、放電過(guò)程中什么時(shí)候有電流？ 充、放電過(guò)程電流和電壓的關(guān)系如何？學(xué)生討論，教師引導(dǎo)，學(xué)生歸納。

13、4. 電流和電壓的關(guān)系 i=C必須注意：電路中的電流是由于電容器的充放電所形成的，并非電荷直接通過(guò)電容器的介質(zhì)。與復(fù)習(xí)問(wèn)題進(jìn)行呼應(yīng)。提醒學(xué)生引起注意。三、電容器質(zhì)量的判別（大容量）：老師邊講邊演示。電容器質(zhì)量的判別正是利用電阻充放電的性質(zhì)進(jìn)行的。檔位一般用萬(wàn)用表R×100檔或R×1K檔指針一直不動(dòng)。 電容開(kāi)路指針一直指在零歐姆。電容短路指針偏轉(zhuǎn)角越小，回轉(zhuǎn)越快，則容量小。指針固定不動(dòng)時(shí)的讀數(shù)越大，則漏電電阻越大，漏電小質(zhì)量好，否則差。學(xué)生自己動(dòng)手檢測(cè)電容器的質(zhì)量。自己動(dòng)手體會(huì)如何應(yīng)用電容器的充放電來(lái)檢測(cè)電容器的質(zhì)量，真正地將理論與實(shí)際聯(lián)系起來(lái)，并真正地解決實(shí)際問(wèn)題，學(xué)以致用

14、。（四）、小結(jié)正是電容器的充、放電特性，使得電容器被廣泛應(yīng)用在電子技術(shù)領(lǐng)域，如濾波電路，利用對(duì)電容的充放電，使得脈動(dòng)的直流電變換成平滑的直流電。介紹電容器的應(yīng)用，是為了讓同學(xué)們充滿期待，期望能用所學(xué)知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，調(diào)起他們進(jìn)一步學(xué)習(xí)的欲望。（五）、反饋練習(xí)（投影）設(shè)計(jì)一些不同題型的練習(xí)，變式呈現(xiàn)課堂的主要知識(shí)點(diǎn)，幫助學(xué)生檢測(cè)是否達(dá)到預(yù)期的學(xué)習(xí)目標(biāo)，并將學(xué)生的信息及時(shí)反饋給老師，從而做出相應(yīng)的調(diào)整和彌補(bǔ)。（六）、布置作業(yè)根據(jù)所學(xué)內(nèi)容，依據(jù)教學(xué)大綱要求，結(jié)合學(xué)生具體情況，補(bǔ)充一些作業(yè)，促進(jìn)對(duì)本節(jié)內(nèi)容的消化和吸收，注意作業(yè)量和難度要適中。另外，課后可以上網(wǎng)看一些有關(guān)電容器的資料以及電動(dòng)器充放電的

15、課件模擬，鞏固所學(xué)。五、教學(xué)步驟剖析和課堂預(yù)期反應(yīng)1.教學(xué)步驟之一：介紹充電電路，提出觀察要求，操作實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)目的：這一步很自然，是順理成章的，但它又是對(duì)難點(diǎn)的突破，并能有效地控制學(xué)生的注意力。課堂預(yù)期反應(yīng)：學(xué)生一看就明白，自然不會(huì)畏難，但隨著問(wèn)題的深入，有將他們帶入了新的情景，引發(fā)學(xué)生的好奇心。2教學(xué)步驟之二：利用想象力小游戲，創(chuàng)設(shè)一個(gè)情景，吸引同學(xué)們?cè)俅侮P(guān)注該問(wèn)題的發(fā)展，及時(shí)提出問(wèn)題。設(shè)計(jì)目的：吸引學(xué)生的全員參與，創(chuàng)造學(xué)習(xí)過(guò)程的興奮點(diǎn)，輕松、活潑地展開(kāi)思維活動(dòng)，化解難點(diǎn)。課堂預(yù)期反應(yīng)：學(xué)生參與廣、參與熱情度高、課堂氣氛活躍，大家暢所欲言，紛紛發(fā)表自己的意見(jiàn)。3教學(xué)步驟之三：利用生活中積累的經(jīng)

16、歷來(lái)進(jìn)行，電容器充放電與水桶蓄、放水過(guò)程進(jìn)行比較。設(shè)計(jì)目的：學(xué)習(xí)經(jīng)?？梢越柚铙w驗(yàn)，達(dá)到知識(shí)觸類旁通的作用。課堂預(yù)期反應(yīng)：題目不難，人人都會(huì)有此生活經(jīng)歷，大家都能積極回答問(wèn)題，問(wèn)題的解決還讓學(xué)生還體會(huì)到對(duì)于學(xué)習(xí)方法的啟示經(jīng)驗(yàn)有助于對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。在傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中，過(guò)分強(qiáng)調(diào)知識(shí)的傳授，把學(xué)生當(dāng)作容器，忽視了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性對(duì)學(xué)習(xí)效果的影響。本案例的設(shè)計(jì)，利用了新的教學(xué)理念，讓學(xué)生始終主動(dòng)參與，并更多地關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)的心理，讓學(xué)生在自然、寬松、循序漸進(jìn)的狀態(tài)進(jìn)行學(xué)習(xí)思維、學(xué)習(xí)效果，促進(jìn)學(xué)生提高學(xué)習(xí)興趣，積累學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，有助于提高。（附教案）學(xué)校常州劉國(guó)鈞職教中心授課人 余 萍班級(jí)地點(diǎn)課

17、題電容器的充、放電的過(guò)程課型新授時(shí)間課前準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)、儀器、投影學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能說(shuō)出何為電容器的充、放電。2.能分析并判斷電容器充、放電過(guò)程中的電流、電壓的變化規(guī)律，能說(shuō)出電流與電壓的關(guān)系表達(dá)式。3. 會(huì)進(jìn)行電容器質(zhì)量的判別。4.通過(guò)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察和研究，以及親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)來(lái)提高學(xué)生的動(dòng)手能力、科學(xué)探究能力、抽象思維能力和理論聯(lián)系實(shí)際的能力。5.培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)情趣，以及勇于發(fā)現(xiàn)、勇于探索的科學(xué)精神。教學(xué)重點(diǎn)電容充、放電的過(guò)程。教學(xué)難點(diǎn)電容充、放電的過(guò)程中電壓和電流的變化規(guī)律。研 究 點(diǎn)理論聯(lián)系實(shí)際，提高學(xué)習(xí)興趣教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)1、 復(fù)習(xí)。2、 導(dǎo)入新課新授課小結(jié)反饋練習(xí)布置作業(yè)什么叫

18、電容器？C=Q/U，能否說(shuō)C與Q成正比，C與U成反比？ 問(wèn)題2既是上節(jié)課所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的回顧，也是為了引入下文：雖然電容器上的電壓與電量的變化不對(duì)電容量的大小起作用，但如果對(duì)電容充電或放電，那么電路中電壓和電流C將如何變化呢？ §4.3電容器的充、放電的過(guò)程投影展示學(xué)習(xí)目標(biāo)：一、電容器的充電過(guò)程1、定義：使電容器帶上電的過(guò)程。2、電路圖： 3、 觀察開(kāi)關(guān)K打到位置1，電路中電流表、電壓表、指示燈的變化情況。進(jìn)行想象游戲二、電容器的放電過(guò)程1、定義：電容器失去電荷的過(guò)程。2、電路圖：開(kāi)關(guān)K打到位置23、電路中電流表、電壓表、指示燈的變化情況。提出觀察要求進(jìn)行想象游戲電容器的充、放電過(guò)程，與水容器（如水桶）的蓄、放水過(guò)程也非常相似，將它們進(jìn)行比較。提問(wèn)4. 電流和電壓的關(guān)系 i=C三、電容器質(zhì)量的判別（大容量）：檔位一般用萬(wàn)用表R×100檔或R×1K檔指針一直不