資源簡(jiǎn)介

教學(xué)設(shè)計(jì)
課程基本信息
學(xué)科 高中物理 年級(jí) 高二 學(xué)期 秋季
課題 實(shí)驗(yàn)：電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量
教科書 書 名：物理必修第三冊(cè)
教學(xué)目標(biāo)
1.物理觀念：進(jìn)一步感受電源路端電壓隨電流的變化關(guān)系，通過(guò)實(shí)驗(yàn)再次認(rèn)識(shí)電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻是電源的重要參量； 2.科學(xué)思維：經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過(guò)程，掌握實(shí)驗(yàn)原理和方法，學(xué)會(huì)根據(jù)圖像合理外推進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的方法； 3.科學(xué)探究：以測(cè)量水果電池為任務(wù)，經(jīng)歷體驗(yàn)設(shè)計(jì)測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)的電路、選擇實(shí)驗(yàn)的儀器、連接實(shí)驗(yàn)電路，變通電路設(shè)計(jì)； 4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：嘗試進(jìn)行電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻測(cè)量誤差的分析，了解測(cè)量中減小誤差的方法；
教學(xué)內(nèi)容
教學(xué)重點(diǎn)： 1.掌握實(shí)驗(yàn)原理和方法，學(xué)會(huì)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。只有掌握了原理和方法，才能加深對(duì)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的理解； 2.在伏安法的基礎(chǔ)上理解伏阻法、安阻法； 教學(xué)難點(diǎn)： 1. 用不同的方法測(cè)量電動(dòng)勢(shì)內(nèi)阻，用圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)誤差分析。圖像中的兩個(gè)截距點(diǎn)的處理辦法； 2. 水果電池的測(cè)量以及數(shù)據(jù)分析； 教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體課件、西紅柿、電表、銅片、鋅片等； 學(xué)生準(zhǔn)備：課前預(yù)習(xí)教材、復(fù)習(xí)上節(jié)課已學(xué)過(guò)的電學(xué)知識(shí)；
教學(xué)過(guò)程
任務(wù)1：測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 問(wèn)題情境1：如圖1根據(jù)上節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容，說(shuō)說(shuō)如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)量干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻？ 問(wèn)題問(wèn)題指向的核心素養(yǎng)1.電源的電動(dòng)勢(shì)能不能用電壓表直接測(cè)量？1.通過(guò)問(wèn)題讓學(xué)生意識(shí)到路端電壓與電動(dòng)勢(shì)的不同（物理觀念：物質(zhì)觀、相互作用觀）； 2.聚焦問(wèn)題，提出科學(xué)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生從原理出發(fā)提出解決方案（科學(xué)思維、質(zhì)疑能力）； 3.根據(jù)學(xué)生的答案提出科學(xué)要求，聚焦科學(xué)素養(yǎng)（科學(xué)探究與科學(xué)思維）；2.如何根據(jù)電流與路端電壓的關(guān)系測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻？3.能不能改進(jìn)實(shí)驗(yàn)減小偶然誤差？4.有沒(méi)有更加直觀、科學(xué)的數(shù)據(jù)處理方法？
設(shè)計(jì)意圖： （1）以學(xué)過(guò)的內(nèi)容為接口順勢(shì)提出新的問(wèn)題，這樣可以讓學(xué)生更順利地進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)； （2）在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步明確問(wèn)題，聚焦問(wèn)題，提出研究主題； （3）根據(jù)學(xué)生的回答，不斷地進(jìn)行科學(xué)“糾正”，學(xué)生的認(rèn)知過(guò)程有曲折前進(jìn)的過(guò)程，學(xué)習(xí)更加有效； 任務(wù)2：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 給出實(shí)驗(yàn)方案如圖2，分析實(shí)驗(yàn)原理。科學(xué)直觀地處理數(shù)據(jù)獲得結(jié)論，并提出有效的減小誤差的做法。 問(wèn)題情境2：根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路圖，測(cè)量數(shù)據(jù)如何得精準(zhǔn)的到電源電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻？ 1. 數(shù)據(jù)采集好了之后如何通過(guò)作圖法獲得測(cè)量數(shù)據(jù)？從現(xiàn)象到理論，從數(shù)據(jù)到抽象，考察了學(xué)生的科學(xué)思維（科學(xué)思維）。 2.在圖3中，U,I均在變化，不變的是什么？通過(guò)變化的現(xiàn)象看到背后不變的規(guī)律：其一：學(xué)生要理解，電動(dòng)勢(shì)是守恒的，變化的是電流和路端電壓，這兩個(gè)物理量可視；其二：學(xué)生要有圖像思維，從一次函數(shù)中可以看到斜率與截距是定值，應(yīng)該決定著“什么”（科學(xué)思維，創(chuàng)新思維）。3. 如圖4，是某次實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的數(shù)據(jù)，這樣的圖像在計(jì)算時(shí)是否準(zhǔn)確？你有沒(méi)有相應(yīng)的改進(jìn)方法？請(qǐng)你說(shuō)一說(shuō)。4.這個(gè)實(shí)驗(yàn)中有沒(méi)有誤差？誤差不可避免，學(xué)生會(huì)分析誤差說(shuō)明對(duì)原理、操作有更深刻的理解，對(duì)事物的矛盾性與有限性有了解（物理觀念：相互作用觀）。
設(shè)計(jì)意圖： （1）通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，獲得結(jié)論的過(guò)程可以讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作有更科學(xué)的把握； （2）提出實(shí)驗(yàn)誤差，讓學(xué)生對(duì)誤差的認(rèn)識(shí)深刻，加強(qiáng)學(xué)生的誤差分析意識(shí)也讓學(xué)生理解了實(shí)驗(yàn)的客觀性與有限性，提升學(xué)生的科學(xué)觀念、實(shí)驗(yàn)觀念。 任務(wù)3.測(cè)量水果電池的電動(dòng)勢(shì)與內(nèi)阻 問(wèn)題情境3：如圖所示的器材，你能測(cè)出水果電池的內(nèi)阻嗎？ 問(wèn)題問(wèn)題指向的核心素養(yǎng)1.根據(jù)如圖5的器材，你能設(shè)計(jì)電路圖測(cè)量水果電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻嗎？提出實(shí)際問(wèn)題，展示實(shí)際器材，讓學(xué)生的思考真正有效（科學(xué)態(tài)度）；通過(guò)系統(tǒng)誤差的問(wèn)題提出，強(qiáng)化學(xué)生的“問(wèn)題意識(shí)”、“誤差意識(shí)”（物理觀念：物質(zhì)觀、相互作用觀）；提出“創(chuàng)新”問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造性的解決問(wèn)題（科學(xué)探究、科學(xué)思維）； 2.作出電路圖，提出科學(xué)的數(shù)據(jù)處理方法；3.這個(gè)實(shí)驗(yàn)有系統(tǒng)誤差嗎？4.你可以選擇需要的儀器，可以直接測(cè)量微安表和水果電池的內(nèi)阻嗎？試試看。5.圖8中，在測(cè)量微安表內(nèi)阻時(shí)發(fā)現(xiàn)微安表指針偏轉(zhuǎn)很厲害，這是什么原因？這樣測(cè)量的內(nèi)阻合理嗎？通過(guò)創(chuàng)新問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象，提出挑戰(zhàn)性問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生深入思考（物理觀念：相互作用觀）；6.將鋅片換成一個(gè)大小形狀完全相同的銅片測(cè)量?jī)?nèi)阻合理嗎？?jī)?nèi)阻是否只是兩金屬片中間部分的物質(zhì)造成的？如果不是，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果嗎？提出方案，學(xué)生評(píng)價(jià)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，提高分析能力（科學(xué)思維：物理建模）；7.通過(guò)圖10數(shù)據(jù)處理，你能初步得到哪些結(jié)論？你能用之前的數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估嗎？得到測(cè)量數(shù)據(jù)，聯(lián)系之前初測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估評(píng)價(jià)是科學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)（科學(xué)態(tài)度、科學(xué)思維）；8.除了以上兩種方式，還有沒(méi)有其他測(cè)量方法？這些方法有什么共同點(diǎn)？給出問(wèn)題，讓學(xué)生從原理角度出發(fā)，提出新的見(jiàn)解，并總結(jié)共同點(diǎn)，以促進(jìn)物理方法、思想、觀念上的提升；
設(shè)計(jì)意圖： （1）通過(guò)粗測(cè)、精測(cè)，讓學(xué)生對(duì)一個(gè)具體的任務(wù)有了更全面的把握； （2）通過(guò)新問(wèn)題，提出新挑戰(zhàn)，給學(xué)生強(qiáng)烈的思維沖擊力，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的發(fā)生；（3）將粗測(cè)數(shù)據(jù)于精測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)系評(píng)估，發(fā)現(xiàn)吻合度很高，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)的客觀性、準(zhǔn)確性，強(qiáng)化了學(xué)生的科學(xué)思維與科學(xué)態(tài)度； 教學(xué)反思： 本節(jié)課主要以“測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”為載體，徐徐展開(kāi)。涉及到了實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方案、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和誤差分析等環(huán)節(jié)。整節(jié)課以3個(gè)大任務(wù)展開(kāi)：原理提出、數(shù)據(jù)處理、真實(shí)問(wèn)題的解決。三個(gè)任務(wù)環(huán)環(huán)相扣，緊密圍繞“閉合電路歐姆定律原理下的測(cè)量”問(wèn)題。這個(gè)過(guò)程中學(xué)生更深刻的體會(huì)到了電動(dòng)勢(shì)的守恒性以及負(fù)載對(duì)路端電壓的影響，體會(huì)到了間接測(cè)量，通過(guò)變化測(cè)定不變的物理量問(wèn)題。本節(jié)課很出彩的是水果電池問(wèn)題，課上提出了新的問(wèn)題“水果電池內(nèi)阻可以直接測(cè)量嗎？電流表內(nèi)阻要忽略嗎？”并且提出了創(chuàng)新解決方案：用銅片代替鋅片等效測(cè)量?jī)?nèi)阻、測(cè)量微安表內(nèi)阻評(píng)估誤差大小。這些問(wèn)題層層推進(jìn)，對(duì)學(xué)生的科學(xué)思維培養(yǎng)、創(chuàng)新意識(shí)提升均具有積極的作用。

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