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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(xué)設(shè)計(jì) 一、教學(xué)目標(biāo) 1、知識與技能 （1）知道電容器的基本構(gòu)造，了解電容器的充電、放電過程，認(rèn)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(jìn)行簡單的計(jì)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(xué)生通過分組實(shí)驗(yàn)，觀察、分析電容器的充、放電過程，在進(jìn)一步利用實(shí)驗(yàn)探究電容器容納電荷本領(lǐng)的描述過程中，理解物理科學(xué)研究的常用方法：比值定義法、類比法。 （2）學(xué)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(jìn)一步體會科學(xué)探究的過程與方法。 3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀 （1）通過列舉電容器的廣泛應(yīng)用，增加學(xué)生的感性認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生探究新事物的興趣。 （2）通過教師的適時(shí)引導(dǎo)和學(xué)生的自主探究，促進(jìn)師生之間、生生之間的合作互動(dòng)，使學(xué)生在體驗(yàn)探究的過程中，感悟科學(xué)思想，培養(yǎng)科學(xué)精神，實(shí)現(xiàn)知識和能力的協(xié)調(diào)發(fā)展。 二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 1. 教學(xué)重點(diǎn)及其教學(xué)策略 重點(diǎn)：電容器電容的概念及物理意義 策略：通過實(shí)驗(yàn)探究理解電容的比值定義式，進(jìn)一步運(yùn)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(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。 2. 教學(xué)難點(diǎn)及其教學(xué)策略 難點(diǎn)： 影響平行板電容器電容大小的因素 策略：由實(shí)際生活需要出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生自己提出問題，積極猜想與假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法，改進(jìn)完善實(shí)驗(yàn)，總結(jié)結(jié)論簡單應(yīng)用，從而完成自主探究的過程，使學(xué)生感受深刻，理解透徹。 三、設(shè)計(jì)思想 本節(jié)課的設(shè)計(jì)思想是：突出學(xué)生“自主探究、合作學(xué)習(xí)、互動(dòng)高效”的教學(xué)方式。 首先，本著“從生活走向物理”的理念，讓學(xué)生充分了解電容器在生活中的廣泛應(yīng)用，從而增加學(xué)生的感性認(rèn)識，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情。 在教學(xué)過程中，將教科書上電容器的充電、放電示意圖改為學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)，促使學(xué)生進(jìn)入自主學(xué)習(xí)的境界，增強(qiáng)學(xué)生之間的交流與合作。同時(shí)多媒體課件、傳感器的應(yīng)用又體現(xiàn)了現(xiàn)代信息技術(shù)與物理課程的有機(jī)整合。在知識講授時(shí)，有意識地滲透物理學(xué)的研究方法，如：比值定義法、類比法，進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)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(shí)，注重體現(xiàn)教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體地位。引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)提出問題、大膽猜想假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、完善實(shí)驗(yàn)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、歸納總結(jié)，從而體驗(yàn)自主探究的整個(gè)過程。通過教師的適時(shí)引導(dǎo)和學(xué)生的自主探究，促進(jìn)師生之間、生生之間的合作互動(dòng)，使學(xué)生在體驗(yàn)探究的樂趣和曲折的過程中，完成對重點(diǎn)知識的建構(gòu)，感悟科學(xué)思想，培養(yǎng)科學(xué)精神，實(shí)現(xiàn)知識和能力的協(xié)調(diào)發(fā)展。 最后，課堂總結(jié)以學(xué)生為主體來完成，通過學(xué)生自己對知識的總結(jié)，理清本節(jié)的知識結(jié)構(gòu)；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(xué)流程 結(jié)束 引入課題 設(shè)問、展示 觀察思考 課件 PPT圖片 實(shí)驗(yàn)要求 實(shí)驗(yàn)觀察 巡回指導(dǎo) 思考回答 歸納指導(dǎo) 電容器 課件、傳感器 課件 設(shè)計(jì)情景 自主探究 巡回指導(dǎo) 匯報(bào)數(shù)據(jù) 歸納指導(dǎo) 平行板電容器的電容 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 自主探究 及時(shí)指導(dǎo) 實(shí)驗(yàn)、總結(jié) 歸納指導(dǎo) 電容 電容器的充、放電 知識講授 交流討論 歸納指導(dǎo) 自我小結(jié) 開始 課件 課件 常見的電容器 課件 五、教學(xué)資源 學(xué)生：每組電容器（多個(gè)）、靈敏電流計(jì)(1個(gè))、電阻箱（1個(gè)）、干電池（3節(jié)）、單刀雙擲開關(guān)(1個(gè))、導(dǎo)線若干， 教師：電容器若干個(gè)、電阻箱（1個(gè)）、 干電池（3節(jié)）、單刀雙擲開關(guān)(1個(gè))、平行板電容器實(shí)驗(yàn)器材（1個(gè)）、感應(yīng)起電機(jī)（1臺）、靜電計(jì)（1個(gè)）、石蠟（2塊）、導(dǎo)線若干、“朗威”微機(jī)輔助高級中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、Excel表格、多媒體課件 六、教學(xué)設(shè)計(jì) 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 點(diǎn)評 一. 導(dǎo)入課題 通過對照相機(jī)閃光燈的工作原理的設(shè)疑，課件展示電容器廣泛應(yīng)用的圖片，導(dǎo)入課題。 二. 新課教學(xué) 1．介紹電容器的基本結(jié)構(gòu)組成 拆開一個(gè)電容器，讓學(xué)生觀察電容器的基本構(gòu)成，利用課件進(jìn)行總結(jié)電容器的結(jié)構(gòu)、符號。 2．指導(dǎo)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)觀察電容器的充電、放電過程，加強(qiáng)對電容器基本工作流程的了解。 儲存電荷并在需要時(shí)快速釋放電荷是電容器的基本工作流程。 投影實(shí)驗(yàn)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(jìn)一步利用多媒體課件模擬充電、放電過程，進(jìn)行理論分析總結(jié)。 課件演示，分析總結(jié)。 電容器所帶的電荷量為一個(gè)極板所帶電荷量的絕對值，用Q表示。 兩個(gè)極板間存在電場，兩個(gè)極板間的電勢差用U表示。 保持與外電路斷開時(shí)，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(dǎo)學(xué)生進(jìn)行定量分析。 利用電流傳感器與多媒體相結(jié)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(shí)間如何變化？ 指出電容器是高中階段遇到的第一個(gè)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(dǎo)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行定性探究電容器容納電荷的本領(lǐng)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(lǐng)嗎？ 暗示學(xué)生改變電源電壓，觀察思考 進(jìn)一步提示： 理論和實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)放電時(shí)間很短時(shí)，電容器所帶的電荷量Q與最大放電電流IM成正比。引導(dǎo)學(xué)生用IM 定性表示Q，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，探究。 教師利用Excel表格處理實(shí)驗(yàn)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(jìn)一步分析比較，加深學(xué)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(shí)電容器需要帶的電荷量。 引導(dǎo)學(xué)生與水容器類比： ——C表示電容器容納電荷的本領(lǐng)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(guān)，定義式提供了一種測量的方法。 7．由實(shí)際生活需要出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生提出問題、進(jìn)行猜想假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、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(yīng)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(shí)物，鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜想、假設(shè)。 問：可能與那些因素有關(guān)？ 引導(dǎo)學(xué)生對提出的各種可能因素進(jìn)行評價(jià)、梳理、總結(jié)。 指導(dǎo)學(xué)生注意以下問題的解決： 采用什么方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？ 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(xué)生共同討論方案的科學(xué)性、可行性。 8．得出結(jié)論，指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用結(jié)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(dá)式。 ①平行板電容器的決定式： --- εr 電介質(zhì)的相對介電常數(shù)。 ②兩個(gè)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(shí)物和多媒體課件，向?qū)W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(qiáng)學(xué)生對擊穿電壓的理解。 指導(dǎo)學(xué)生把課前上網(wǎng)查找的信息資料進(jìn)行討論交流。 三．教師點(diǎn)評，引導(dǎo)學(xué)生自我小結(jié) 引導(dǎo)學(xué)生從以下兩方面進(jìn)行自我小結(jié)： 本節(jié)課學(xué)到了那些物理知識？ 通過本節(jié)課的探究學(xué)習(xí)，接觸到了那些物理學(xué)的研究方法？ 觀看圖片，思考回答 觀察實(shí)物，獲得感性認(rèn)識。 連接電路，實(shí)驗(yàn)觀察，分析回答： 充電過程：靈敏電流計(jì)的指針猛的偏轉(zhuǎn)，再慢慢變小，最后歸零。 放電過程也有短時(shí)電流產(chǎn)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(shí)間的增加在逐漸減小。 “面積”表示“電荷量”。 猜想討論、實(shí)驗(yàn)探究： 增大電源電壓，靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)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(shí)驗(yàn)。 匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 總結(jié)： 同一個(gè)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(yīng)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(gè)很大的單位。 進(jìn)行簡單練習(xí)、應(yīng)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(shí)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(zhì)有關(guān) 分組討論、探究， 匯報(bào)可行的實(shí)驗(yàn)方案。 “控制變量法” 學(xué)生代表上臺演示、操作。其他學(xué)生設(shè)計(jì)表格，記錄現(xiàn)象，尋找規(guī)律，進(jìn)行總結(jié)。 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(zhì) 變小 變大 用理論公式分析實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果。 看書，了解幾種電介質(zhì)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(xí)、應(yīng)用。 觀察，了解。 討論、交流。 進(jìn)行自我小結(jié)。 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(xué)生了解電容器在生活中的廣泛應(yīng)用，增加對電容器的感性認(rèn)識，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，從而提出課題。 將教科書的“示意圖”改為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，促使學(xué)生進(jìn)入自主學(xué)習(xí)的境界，使學(xué)生獲得對電容器充、放電過程的感性認(rèn)識，為后面教學(xué)做好鋪墊。 利用Flash動(dòng)畫進(jìn)行微觀解釋，將抽象的模型形象化，幫助學(xué)生理解。 利用“朗威”微機(jī)輔助高級中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)得出此物理過程中的圖線，形象直觀，便于學(xué)生分析，同時(shí)也體現(xiàn)了現(xiàn)代信息技術(shù)與物理課程的有機(jī)整合。 教師的適時(shí)引導(dǎo)、暗示能讓學(xué)生做到有的放矢，提高課堂效率。 利用學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生自主探究“電容的概念”，在成功突破教學(xué)重點(diǎn)的同時(shí)感受科學(xué)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(xué)生的掌握，同時(shí)也讓學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)，體現(xiàn)出物理教學(xué)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(dǎo)下，學(xué)生由生活實(shí)際抽象出探究的問題，充分體現(xiàn)出“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的理念。 引導(dǎo)學(xué)生對猜想與假設(shè)進(jìn)行評價(jià)、梳理、總結(jié)，提高探究活動(dòng)的科學(xué)性和可行性。 通過教師的引導(dǎo)和學(xué)生對問題探究中的相互交流、討論，既促進(jìn)了師生之間、生生之間的合作互動(dòng)，又培養(yǎng)了學(xué)生對知識的遷移能力和創(chuàng)新應(yīng)用能力，實(shí)現(xiàn)知識和能力的協(xié)調(diào)發(fā)展。 兩個(gè)公式的比較，既是對本節(jié)課學(xué)生自主探究效果的檢測，又進(jìn)一步突顯了主干知識結(jié)構(gòu)。 充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)利用多種資源進(jìn)行學(xué)習(xí)研究的意識和習(xí)慣，更好地發(fā)揮學(xué)生主體地位。 課堂總結(jié)以學(xué)生為主體來完成，通過學(xué)生自己對知識的總結(jié)，理清本節(jié)的知識結(jié)構(gòu)；通過對方法、過程的回顧與思考，提升分析、解決問題的能力。