2019-2020年人教版高中物理高二《電容器的電容》表格式教學設計.doc

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2019-2020年人教版高中物理高二《電容器的電容》表格式教學設計 一、教學目標 1、知識與技能 （1）知道電容器的基本構造，了解電容器的充電、放電過程，認識常見的電容器。 （2）理解電容的物理意義，掌握電容的定義公式、單位，并能進行簡單的計算。 （3）了解影響平行板電容器電容大小的因素，能利用公式判斷平行板電容器電容的變化。 2、過程與方法 （1）學生通過分組實驗，觀察、分析電容器的充、放電過程，在進一步利用實驗探究電容器容納電荷本領的描述過程中，理解物理科學研究的常用方法：比值定義法、類比法。 （2）學生在利用“控制變量法” 自主探究影響平行板電容器電容大小因素的過程中，進一步體會科學探究的過程與方法。 3、情感、態(tài)度與價值觀 （1）通過列舉電容器的廣泛應用，增加學生的感性認識，培養(yǎng)學生探究新事物的興趣。 （2）通過教師的適時引導和學生的自主探究，促進師生之間、生生之間的合作互動，使學生在體驗探究的過程中，感悟科學思想，培養(yǎng)科學精神，實現(xiàn)知識和能力的協(xié)調發(fā)展。 二、教學重點、難點 1. 教學重點及其教學策略 重點：電容器電容的概念及物理意義 策略：通過實驗探究理解電容的比值定義式，進一步運用類比法加深對電容物理意義的理解。由感性到理性，符合學生的認知規(guī)律。 2. 教學難點及其教學策略 難點： 影響平行板電容器電容大小的因素 策略：由實際生活需要出發(fā)，引導學生自己提出問題，積極猜想與假設，設計實驗方法，改進完善實驗，總結結論簡單應用，從而完成自主探究的過程，使學生感受深刻，理解透徹。 三、設計思想 本節(jié)課的設計思想是：突出學生“自主探究、合作學習、互動高效”的教學方式。 首先，本著“從生活走向物理”的理念，讓學生充分了解電容器在生活中的廣泛應用，從而增加學生的感性認識，激發(fā)學習熱情。 在教學過程中，將教科書上電容器的充電、放電示意圖改為學生的分組實驗，促使學生進入自主學習的境界，增強學生之間的交流與合作。同時多媒體課件、傳感器的應用又體現(xiàn)了現(xiàn)代信息技術與物理課程的有機整合。在知識講授時，有意識地滲透物理學的研究方法，如：比值定義法、類比法，進一步加強學生對電容的物理意義的理解。 在處理“平行板電容器電容的影響因素的探究”時，注重體現(xiàn)教師的主導作用和學生的主體地位。引導學生主動提出問題、大膽猜想假設、設計實驗方案、完善實驗方案、進行實驗、歸納總結，從而體驗自主探究的整個過程。通過教師的適時引導和學生的自主探究，促進師生之間、生生之間的合作互動，使學生在體驗探究的樂趣和曲折的過程中，完成對重點知識的建構，感悟科學思想，培養(yǎng)科學精神，實現(xiàn)知識和能力的協(xié)調發(fā)展。 最后，課堂總結以學生為主體來完成，通過學生自己對知識的總結，理清本節(jié)的知識結構；通過對方法、過程的回顧與思考，提升分析、解決問題的能力。 四、教學流程 結束 引入課題 設問、展示 觀察思考 課件 PPT圖片 實驗要求 實驗觀察 巡回指導 思考回答 歸納指導 電容器 課件、傳感器 課件 設計情景 自主探究 巡回指導 匯報數(shù)據(jù) 歸納指導 平行板電容器的電容 實驗目的 自主探究 及時指導 實驗、總結 歸納指導 電容 電容器的充、放電 知識講授 交流討論 歸納指導 自我小結 開始 課件 課件 常見的電容器 課件 五、教學資源 學生：每組電容器（多個）、靈敏電流計(1個)、電阻箱（1個）、干電池（3節(jié)）、單刀雙擲開關(1個)、導線若干， 教師：電容器若干個、電阻箱（1個）、 干電池（3節(jié)）、單刀雙擲開關(1個)、平行板電容器實驗器材（1個）、感應起電機（1臺）、靜電計（1個）、石蠟（2塊）、導線若干、“朗威”微機輔助高級中學物理實驗系統(tǒng)、Excel表格、多媒體課件 六、教學設計 教師活動 學生活動 點評 一. 導入課題 通過對照相機閃光燈的工作原理的設疑，課件展示電容器廣泛應用的圖片，導入課題。 二. 新課教學 1．介紹電容器的基本結構組成 拆開一個電容器，讓學生觀察電容器的基本構成，利用課件進行總結電容器的結構、符號。 2．指導學生利用實驗觀察電容器的充電、放電過程，加強對電容器基本工作流程的了解。 儲存電荷并在需要時快速釋放電荷是電容器的基本工作流程。 投影實驗電路圖。 E S G 1 2 電鍵偏向1，充電過程。 電鍵偏向2，放電過程。 3、進一步利用多媒體課件模擬充電、放電過程，進行理論分析總結。 課件演示，分析總結。 電容器所帶的電荷量為一個極板所帶電荷量的絕對值，用Q表示。 兩個極板間存在電場，兩個極板間的電勢差用U表示。 保持與外電路斷開時，電容器所帶的電荷量不變。 4．利用傳感器觀察電容器的充、放電過程，引導學生進行定量分析。 利用電流傳感器與多媒體相結合來演示電容器的充、放電過程，得到i-t圖象。 問：由i-t圖象得到電流隨時間如何變化？ 指出電容器是高中階段遇到的第一個非線形元件。 問：如何由放電過程的i-t圖象得到電容器釋放的電荷量？ 5．引導學生利用實驗進行定性探究電容器容納電荷的本領大小的表述，。 問：能用電容器所帶的電荷量Q表示電容器容納電荷的本領嗎？ 暗示學生改變電源電壓，觀察思考 進一步提示： 理論和實驗表明：當放電時間很短時，電容器所帶的電荷量Q與最大放電電流IM成正比。引導學生用IM 定性表示Q，繼續(xù)實驗，探究。 教師利用Excel表格處理實驗數(shù)據(jù)。 6．通過比值定義法得到電容的概念，利用類比法進一步分析比較，加深學生對電容的物理意義的理解。 ①定義：電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值，叫做電容器的電容。 ②公式：C = ③物理意義： 電容在數(shù)值上等于使電容器的兩極板間的電勢差為1V時電容器需要帶的電荷量。 引導學生與水容器類比： ——C表示電容器容納電荷的本領大小。 ④單位：法拉（法），符號：F 1F = 106 μF = 1012 pF ⑤比值定義法：C與Q、U無關，定義式提供了一種測量的方法。 7．由實際生活需要出發(fā)，引導學生提出問題、進行猜想假設、設計實驗、自主探究影響平行板電容器電容的可能因素 問：為獲得較大電容值的電容器，首先應解決什么問題？ 提示：幾乎所有的電容器都是平行板電容器的變形。 展示平行板電容器實物，鼓勵學生大膽猜想、假設。 問：可能與那些因素有關？ 引導學生對提出的各種可能因素進行評價、梳理、總結。 指導學生注意以下問題的解決： 采用什么方法進行實驗？ 如何給平行板電容器充電？ 沒有提供直接測量電容的儀器怎么辦？ 如何保證電容器所帶的電荷量不變？ 怎樣測量電容器兩極板間的電勢差？能用電壓表嗎？ 教師巡視，與學生共同討論方案的科學性、可行性。 8．得出結論，指導學生應用結論，加深理解。 給出由理論分析得到的平行板電容器電容的表達式。 ①平行板電容器的決定式： --- εr 電介質的相對介電常數(shù)。 ②兩個公式的比較 C = ——定義式 ——決定式 9．介紹常見的電容器 利用多種電容器實物和多媒體課件，向學生簡要介紹常用電容器及擊穿電壓、工作電壓的概念。 利用多媒體課件模擬過度充電現(xiàn)象，加強學生對擊穿電壓的理解。 指導學生把課前上網(wǎng)查找的信息資料進行討論交流。 三．教師點評，引導學生自我小結 引導學生從以下兩方面進行自我小結： 本節(jié)課學到了那些物理知識？ 通過本節(jié)課的探究學習，接觸到了那些物理學的研究方法？ 觀看圖片，思考回答 觀察實物，獲得感性認識。 連接電路，實驗觀察，分析回答： 充電過程：靈敏電流計的指針猛的偏轉，再慢慢變小，最后歸零。 放電過程也有短時電流產生，但電流反向，放電完畢，電流消失。 觀看、分析、理解。 觀察、思考回答： 圖線為一條曲線，電流隨時間的增加在逐漸減小。 “面積”表示“電荷量”。 猜想討論、實驗探究： 增大電源電壓，靈敏電流計的指針偏轉角度增大，電容器所帶的電荷量增大。 不能。 改變電源電壓，繼續(xù)實驗。 匯報實驗結果。 總結： 同一個電容器，電荷量Q與電勢差U的比值恒定。 回顧比值定義法的應用--- 指出類比的對象： 電容器 —— 柱形水容器 電荷量 Q —— 盛水量 V 電勢差 U —— 水 位 H 電 容 C —— 橫截面積 S 常識性了解法拉是一個很大的單位。 進行簡單練習、應用。 觀看圖片，討論提出探究的問題—— 影響平行板電容器電容的可能因素 觀察實物，大膽猜想： 可能與平行板電容器兩極板的正對面積S、兩極板間的距離d、兩極板間插入的電介質有關 分組討論、探究， 匯報可行的實驗方案。 “控制變量法” 學生代表上臺演示、操作。其他學生設計表格，記錄現(xiàn)象，尋找規(guī)律，進行總結。 不變量 變化量 U變化 C變化 Q、d S 大 變小 變大 小 變大 變小 Q、S d 大 變大 變小 小 變小 變大 Q、S、d 插入電介質 變小 變大 用理論公式分析實驗探究的結果。 看書，了解幾種電介質的相對介電常數(shù)。 思考、討論 定義式——提供了測量的方法 決定式——提供了控制、制作的方法 練習、應用。 觀察，了解。 討論、交流。 進行自我小結。 知識回顧。 方法回顧：比值定義法 類比法 控制變量法等 “從生活走向物理”，讓學生了解電容器在生活中的廣泛應用，增加對電容器的感性認識，激發(fā)學習熱情，從而提出課題。 將教科書的“示意圖”改為學生分組實驗，促使學生進入自主學習的境界，使學生獲得對電容器充、放電過程的感性認識，為后面教學做好鋪墊。 利用Flash動畫進行微觀解釋，將抽象的模型形象化，幫助學生理解。 利用“朗威”微機輔助高級中學物理實驗系統(tǒng)得出此物理過程中的圖線，形象直觀，便于學生分析，同時也體現(xiàn)了現(xiàn)代信息技術與物理課程的有機整合。 教師的適時引導、暗示能讓學生做到有的放矢，提高課堂效率。 利用學生分組實驗，引導學生自主探究“電容的概念”，在成功突破教學重點的同時感受科學研究方法——比值定義法 將抽象的物理量用直觀形象的事物來類比，不僅有利于學生的掌握，同時也讓學生學會學習，體現(xiàn)出物理教學不僅僅是傳授知識和技能，更重要的是滲透方法的功能。 在教師的引導下，學生由生活實際抽象出探究的問題，充分體現(xiàn)出“教師為主導，學生為主體”的理念。 引導學生對猜想與假設進行評價、梳理、總結，提高探究活動的科學性和可行性。 通過教師的引導和學生對問題探究中的相互交流、討論，既促進了師生之間、生生之間的合作互動，又培養(yǎng)了學生對知識的遷移能力和創(chuàng)新應用能力，實現(xiàn)知識和能力的協(xié)調發(fā)展。 兩個公式的比較，既是對本節(jié)課學生自主探究效果的檢測，又進一步突顯了主干知識結構。 充分調動學生學習的主動性和積極性，培養(yǎng)學生主動利用多種資源進行學習研究的意識和習慣，更好地發(fā)揮學生主體地位。 課堂總結以學生為主體來完成，通過學生自己對知識的總結，理清本節(jié)的知識結構；通過對方法、過程的回顧與思考，提升分析、解決問題的能力。