2024年 第八章 實(shí)驗(yàn)九 描繪小電珠的伏安特性曲線教案 魯科版選修3-1

2024年第八章實(shí)驗(yàn)九描繪小電珠的伏安特性曲線教案魯科版選修3-1主備人備課成員教材分析《2024年第八章實(shí)驗(yàn)九描繪小電珠的伏安特性曲線教案魯科版選修3-1》以伏安特性曲線為載體，深化學(xué)生對(duì)歐姆定律和電功率概念的理解。本章節(jié)內(nèi)容與課本緊密相關(guān)，通過實(shí)驗(yàn)探究小電珠的伏安特性，使學(xué)生掌握基本電路測(cè)量方法，了解非線性元件的特性，以及在實(shí)際應(yīng)用中分析電路的能力。課程設(shè)計(jì)注重實(shí)踐操作與理論知識(shí)的結(jié)合，提高學(xué)生的科學(xué)思維和問題解決能力，符合高一年級(jí)學(xué)生的知識(shí)深度和教學(xué)實(shí)際需求。核心素養(yǎng)目標(biāo)教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

-掌握伏安特性曲線的基本概念及其物理意義。

-理解并運(yùn)用歐姆定律分析實(shí)際電路中的電流-電壓關(guān)系。

-能夠通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制小電珠的伏安特性曲線，并解釋其非線性特征。

2.教學(xué)難點(diǎn)

-實(shí)驗(yàn)操作中準(zhǔn)確測(cè)量電流和電壓的技巧，特別是對(duì)小電珠在不同電壓下的響應(yīng)進(jìn)行精確記錄。

-對(duì)伏安特性曲線非線性部分的理解，包括解釋為何在實(shí)際應(yīng)用中不能簡(jiǎn)單地應(yīng)用歐姆定律。

-分析實(shí)驗(yàn)誤差的來源，如接觸電阻、儀器精度等，以及如何通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來減小這些誤差。學(xué)具準(zhǔn)備Xxx課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)資源-硬件資源：多功能電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、小電珠、直流電源、導(dǎo)線、電路圖示板。

-軟件資源：數(shù)據(jù)采集軟件、伏安特性曲線繪制軟件。

-課程平臺(tái)：教室多媒體教學(xué)系統(tǒng)，用于展示實(shí)驗(yàn)步驟和數(shù)據(jù)分析。

-信息化資源：電子教案、教學(xué)視頻、虛擬實(shí)驗(yàn)室模擬軟件。

-教學(xué)手段：分組合作實(shí)驗(yàn)、討論交流、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析、可視化教學(xué)。教學(xué)實(shí)施過程1.課前自主探索

-教師活動(dòng)：

發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過學(xué)校在線平臺(tái)，發(fā)布關(guān)于伏安特性曲線的預(yù)習(xí)資料，明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求。

設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題：圍繞小電珠的伏安特性，設(shè)計(jì)問題如“歐姆定律在非線性元件中如何表現(xiàn)？”引導(dǎo)學(xué)生自主思考。

監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：通過平臺(tái)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，確保學(xué)生完成預(yù)習(xí)任務(wù)。

-學(xué)生活動(dòng)：

自主閱讀預(yù)習(xí)資料：學(xué)生閱讀資料，初步理解伏安特性曲線的概念。

思考預(yù)習(xí)問題：學(xué)生針對(duì)問題進(jìn)行思考，記錄疑問。

提交預(yù)習(xí)成果：學(xué)生將筆記和問題通過平臺(tái)提交。

-教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力。

信息技術(shù)手段：利用在線平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)資源共享和進(jìn)度監(jiān)控。

-作用與目的：

讓學(xué)生提前接觸伏安特性曲線，為課堂學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和探究精神。

2.課中強(qiáng)化技能

-教師活動(dòng)：

導(dǎo)入新課：通過展示實(shí)際電路圖，引出伏安特性曲線的探討。

講解知識(shí)點(diǎn)：詳細(xì)講解伏安特性曲線的物理意義，結(jié)合小電珠的實(shí)例。

組織課堂活動(dòng)：分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親自動(dòng)手描繪伏安特性曲線。

解答疑問：針對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題，給予及時(shí)解答。

-學(xué)生活動(dòng)：

聽講并思考：學(xué)生認(rèn)真聽講，積極思考伏安特性曲線的實(shí)際應(yīng)用。

參與課堂活動(dòng)：學(xué)生在小組中協(xié)作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)。

提問與討論：針對(duì)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問題，積極提問并參與討論。

-教學(xué)方法/手段/資源：

講授法：通過實(shí)例講解，幫助學(xué)生理解伏安特性曲線。

實(shí)踐活動(dòng)法：通過實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握數(shù)據(jù)采集和曲線繪制。

合作學(xué)習(xí)法：通過小組合作，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

-作用與目的：

加深學(xué)生對(duì)伏安特性曲線的理解，掌握實(shí)驗(yàn)技能。

通過實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和數(shù)據(jù)分析能力。

通過合作學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的溝通和協(xié)作能力。

3.課后拓展應(yīng)用

-教師活動(dòng)：

布置作業(yè)：根據(jù)課堂內(nèi)容，布置相關(guān)的習(xí)題，鞏固伏安特性曲線的知識(shí)。

提供拓展資源：推薦相關(guān)書籍和資料，供學(xué)生深入了解非線性電路的特點(diǎn)。

反饋?zhàn)鳂I(yè)情況：及時(shí)批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋。

-學(xué)生活動(dòng)：

完成作業(yè)：學(xué)生獨(dú)立完成作業(yè)，鞏固課堂所學(xué)。

拓展學(xué)習(xí)：利用拓展資源，進(jìn)一步探索非線性元件的特性。

反思總結(jié)：對(duì)自己的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行反思，提出改進(jìn)措施。

-教學(xué)方法/手段/資源：

自主學(xué)習(xí)法：鼓勵(lì)學(xué)生自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)。

反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生通過反思，提升自我學(xué)習(xí)能力。

-作用與目的：

鞏固伏安特性曲線的相關(guān)知識(shí)，提高解題能力。

通過拓展學(xué)習(xí)，開闊學(xué)生的知識(shí)視野。

通過反思總結(jié)，促進(jìn)學(xué)生的自我認(rèn)識(shí)和自我提升。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-書籍：《電子電路基礎(chǔ)》、《電路分析導(dǎo)論》等，這些書籍中包含了更多關(guān)于非線性元件特性和電路分析的深入內(nèi)容。

-論文：在學(xué)術(shù)期刊中查找關(guān)于伏安特性曲線研究的論文，了解該領(lǐng)域的前沿動(dòng)態(tài)。

-實(shí)物展示：參觀學(xué)校的物理實(shí)驗(yàn)室，觀察實(shí)際電路元件和設(shè)備，了解它們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中的表現(xiàn)。

-視頻資源：觀看教育視頻，如“伏安特性曲線的實(shí)驗(yàn)操作”和“非線性電路分析”，加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。

2.拓展建議：

-學(xué)生可以通過查閱上述推薦的書籍，對(duì)非線性電路的基本理論進(jìn)行更深入的學(xué)習(xí)，理解不同元件的伏安特性差異。

-鼓勵(lì)學(xué)生閱讀相關(guān)學(xué)術(shù)論文，提取關(guān)鍵信息，了解科研人員如何進(jìn)行伏安特性曲線的研究，以及這些研究在實(shí)際工程中的應(yīng)用。

-組織學(xué)生參觀實(shí)驗(yàn)室，親身體驗(yàn)實(shí)際電路元件，與理論知識(shí)相結(jié)合，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的直觀感受。

-觀看視頻資源，特別是實(shí)驗(yàn)操作的視頻，學(xué)習(xí)規(guī)范的實(shí)驗(yàn)流程和操作技巧，為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)課程打下基礎(chǔ)。

-建議學(xué)生嘗試使用仿真軟件，如Multisim、LTspice等，自行設(shè)計(jì)電路并進(jìn)行伏安特性曲線的模擬，提高實(shí)際操作能力。

-鼓勵(lì)學(xué)生開展小組討論，分享學(xué)習(xí)心得和拓展資源中的新發(fā)現(xiàn)，通過集思廣益，深化對(duì)伏安特性曲線的理解。教學(xué)反思在本次“描繪小電珠的伏安特性曲線”的教學(xué)中，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生們對(duì)于實(shí)驗(yàn)的參與度很高，他們對(duì)于伏安特性曲線的概念有了直觀的認(rèn)識(shí)，但在理解非線性元件的特性方面還存在一些困難。我意識(shí)到，在未來的教學(xué)中，需要更加注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，讓學(xué)生在實(shí)踐中感受理論知識(shí)的應(yīng)用。

在課堂上，我嘗試通過分組實(shí)驗(yàn)的方式，讓學(xué)生們親自動(dòng)手測(cè)量和記錄數(shù)據(jù)，這樣的教學(xué)方式極大地激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)興趣。然而，我也注意到，部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)記錄上還存在一些不規(guī)范的地方，這提示我在今后的教學(xué)中，需要加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)規(guī)范操作的指導(dǎo)。

此外，我在講解伏安特性曲線的非線性部分時(shí)，感覺到學(xué)生們對(duì)此的理解不夠深入。我考慮在下一節(jié)課中，引入更多的實(shí)例和圖示，以及使用仿真軟件進(jìn)行動(dòng)態(tài)演示，幫助學(xué)生更好地理解非線性電路的特性。

在課后作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)方面，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生們對(duì)于推薦的拓展資源有很高的熱情，他們通過閱讀書籍、觀看視頻和參與討論，對(duì)伏安特性曲線有了更全面的認(rèn)識(shí)。但同時(shí)，我也意識(shí)到需要提供更多針對(duì)性的指導(dǎo)，比如如何從學(xué)術(shù)論文中提取關(guān)鍵信息，以及如何將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際問題中。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)在本節(jié)課中，我們學(xué)習(xí)了伏安特性曲線的基本概念，探討了非線性元件的電流-電壓關(guān)系，并通過實(shí)驗(yàn)描繪了小電珠的伏安特性曲線。以下是課堂小結(jié)和當(dāng)堂檢測(cè)內(nèi)容：

1.課堂小結(jié)：

-伏安特性曲線反映了非線性元件的電流與電壓之間的關(guān)系，當(dāng)電壓變化時(shí)，電流并非線性變化。

-歐姆定律在非線性元件中不再適用，需要采用其他方法分析電路。

-實(shí)驗(yàn)中，我們學(xué)習(xí)了如何使用電流表、電壓表測(cè)量數(shù)據(jù)，并繪制伏安特性曲線。

2.當(dāng)堂檢測(cè)：

-問題1：請(qǐng)簡(jiǎn)述伏安特性曲線的定義及其在電路分析中的作用。

-問題2：為什么說歐姆定律不適用于非線性元件？

-問題3：實(shí)驗(yàn)中，如何操作電流表和電壓表來測(cè)量小電珠的伏安特性曲線？

-問題4：請(qǐng)舉例說明一個(gè)非線性元件的伏安特性曲線特點(diǎn)。

3.實(shí)踐操作檢測(cè)：

-請(qǐng)學(xué)生們?cè)谡n堂上獨(dú)立完成以下任務(wù)：

a.使用電路圖示板，搭建一個(gè)簡(jiǎn)單的非線性電路，并預(yù)測(cè)其伏安特性曲線。

b.通過測(cè)量電流和電壓，繪制該非線性電路的實(shí)際伏安特性曲線。

-教師在旁觀察學(xué)生的操作，對(duì)以下方面進(jìn)行評(píng)價(jià)：

a.是否了解非線性元件的特性。

b.是否能正確使用電流表和電壓表進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量。

c.是否能根據(jù)數(shù)據(jù)繪制出準(zhǔn)確的伏安特性曲線。

4.課后作業(yè)：

-請(qǐng)學(xué)生們完成以下習(xí)題，鞏固課堂所學(xué)：

a.解釋伏安特性曲線的非線性部分的形成原因。

b.分析一個(gè)實(shí)際電路中的非線性元件，預(yù)測(cè)其在不同電壓下的電流變化。

-教師批改作業(yè)，對(duì)學(xué)生的掌握情況進(jìn)行評(píng)估，并提供反饋。板書設(shè)計(jì)①伏安特性曲線定義

-反映非線性元件電流-電壓關(guān)系

-描述非線性特性

②伏安特性曲線繪制

-測(cè)量電流電壓數(shù)據(jù)

-繪制曲線，觀察非線性

③非線性元件特性

-歐姆定律不適用

-電流-電壓非線性關(guān)系

④實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)

-正確使用電流表電壓表

-準(zhǔn)確記錄數(shù)據(jù)，減小誤差

⑤伏安特性曲線應(yīng)用

-分析電路性能

-預(yù)測(cè)元件行為

板書設(shè)計(jì)以簡(jiǎn)潔明了的圖表形式呈現(xiàn)，突出伏安特性曲線的定義、繪制方法、非線性元件特性、實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)以及應(yīng)用場(chǎng)景。通過清晰的布局和關(guān)鍵詞標(biāo)注，幫助學(xué)生快速抓住重點(diǎn)，形成直觀記憶。同時(shí)，加入了一些與實(shí)際應(yīng)用相關(guān)的示例，以增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐意識(shí)。板書設(shè)計(jì)既注重知識(shí)傳遞的準(zhǔn)確性，又力求激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。課后作業(yè)1.解釋伏安特性曲線的非線性部分的形成原因。

答案：伏安特性曲線的非線性部分是由于非線性元件（如小電珠）的電阻值隨著電壓或電流的變化而變化，導(dǎo)致電流-電壓關(guān)系不再是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，而是呈現(xiàn)出曲線形狀。

2.分析一個(gè)實(shí)際電路中的非線性元件，預(yù)測(cè)其在不同電壓下的電流變化。

答案：以一個(gè)簡(jiǎn)單的非線性電路為例，其中包含一個(gè)非線性電阻R。當(dāng)電壓為V1時(shí)，電阻值為R1，根據(jù)歐姆定律，電流I1=V1/R1。當(dāng)電壓增加到V2時(shí)，電阻值變?yōu)镽2，電流I2=V2/R2。由于R2>R1，所以I2<I1，即電流隨電壓的增加而減小，呈現(xiàn)出非線性關(guān)系。

3.描述如何通過實(shí)驗(yàn)操作來繪制小電珠的伏安特性曲線。

答案：首先，將小電珠連接到電路中，包括電流表和電壓表。然后，調(diào)整電源電壓，從零開始逐漸增加，同時(shí)記錄下每個(gè)電壓值對(duì)應(yīng)的電流值。接著，將這些數(shù)據(jù)點(diǎn)繪制在坐標(biāo)軸上，連接成曲線。最后，觀察曲線的形狀，分析其非線性特性。

4.解釋為什么伏安特性曲線對(duì)于電路分析和元件設(shè)計(jì)