觀察電容器的充放電現(xiàn)象（實驗創(chuàng)新課） 說課稿 -2024-2025學年高二上學期物理人教版（2019）必修第三冊

觀察電容器的充放電現(xiàn)象（實驗創(chuàng)新課）說課尊敬的各位老師：大家好！我今天說課的內(nèi)容是實驗：觀察電容器的充放電現(xiàn)象。根據(jù)新課程標準，新的學科素養(yǎng)要求，我將從教材分析，學情分析，核心素養(yǎng)目標、實驗重難點、實驗設(shè)計亮點、實驗設(shè)計思路、實驗教學過程、實驗效果評價與反思等八個方面進行詳細闡述。一、教材分析《觀察電容器的充放電現(xiàn)象》是新教材人教版（2019版）必修三中第十章第四節(jié)《電容器的電容》中的重要實驗，該實驗是新高考新增的電學實驗，本單元前面幾節(jié)已經(jīng)學習了電荷，電場，電勢能，電勢差等物理量，本節(jié)內(nèi)容電容器是對靜電場知識的綜合應(yīng)用。二、學情分析已有認知：學生前面已經(jīng)學習了電荷、電場、電場強度、電勢能，電勢差等基本物理概念，也有了比值定義法，控制變量法、微元法的思想基礎(chǔ)。認知缺乏：但是對電容器這一電學元件缺乏感性認識。另外對于用圖像解決問題還不太熟悉。解決辦法：本節(jié)課通過感性認識電容器類比儲水容器，到解剖電容器構(gòu)造，再到電容器的充放電實驗，化抽象為具體。三、核心素養(yǎng)目標分析本節(jié)課的教學核心素養(yǎng)目標主要包括四個方面：物理觀念：學生通過觀察和解剖常見的電容器，了解電容器構(gòu)造。培養(yǎng)學生對概念的形成與掌握能力?？茖W思維：通過類比法了解電容器電容的物理意義，并能夠運用科學的思維方法分析電容器充放電過程中的電流和電壓變化規(guī)律。培養(yǎng)學生思維與歸納總結(jié)的能力?？茖W探究：通過實驗觀察電容器的充放電，了解電容器的作用。培養(yǎng)學生分析問題的能力?？茖W態(tài)度與責任：通過本節(jié)課的學習，學生掌握了電容器的基本工作原理，能查閱資料舉例說明電容器的在我國生產(chǎn)生活領(lǐng)域的應(yīng)用，增強學生的愛國情懷和民族自豪感。四、實驗重難點剖析本節(jié)課的教學重點主要集中在電容器的工作原理以及電容的概念和物理意義上。學生需要深刻理解電容器如何儲存和釋放電荷，這是理解電容器所有功能的基礎(chǔ)。教學難點則在于電容器充放電過程中的電流和電壓變化規(guī)律。這部分內(nèi)容涉及較為抽象的理論知識和實驗操作技巧，需要學生具備一定的物理基礎(chǔ)和實驗?zāi)芰?。五、實驗設(shè)計亮點展示為了突破重難點，提升學生的學習興趣和實踐能力，我設(shè)計了傳統(tǒng)實驗與創(chuàng)新實驗PK！六、實驗設(shè)計思路為了讓學生有清晰的認知，增強學生邏輯思維能力。實驗思路如下設(shè)計：由學生先認識電容器——>自己動手實驗，知道電容器的作用——>再到用新器材進行實驗，觀察對比電容器充放電，總結(jié)電流電壓隨時間變化規(guī)律。七、實驗過程設(shè)計在教學過程中，我將按照以下步驟進行：（一）環(huán)節(jié)一：（1）導(dǎo)入新課：通過互動式提問:照相機閃光燈，為什么閃光瞬間那么亮？引發(fā)學生思考，從而介紹電容器，只有電容器放電瞬間，才能釋放較大電流.如此設(shè)計，意在激發(fā)學生的學習興趣，使學習內(nèi)容與學生生活經(jīng)驗緊密相連。這種導(dǎo)入方式能夠幫助學生建立起物理知識與現(xiàn)實生活的聯(lián)系，增強學習的主動性和積極性。（2）通過介紹電容器的歷史發(fā)展，對比萊頓瓶和現(xiàn)代電容器的差異，直接展示電容器實物，并通過圖片展示電容器的構(gòu)造，介紹電容器的工作原理。激發(fā)學生的學習興趣和好奇心。詳細解釋電容器的“超能力”、內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及電容的概念和物理意義，幫助學生建立扎實的理論基礎(chǔ)。環(huán)節(jié)二：實驗操作環(huán)節(jié)，作為本節(jié)課的核心部分，先設(shè)計好教材中的實驗，將通過學生的小組實驗，讓學生直觀地感受電容器充放電的工作過程。指導(dǎo)學生用一節(jié)和兩節(jié)電池分別給電容器充電，用電壓表測出電容器兩端電壓，用電流表測出充電和放電電流。再更換不同的電容器重復(fù)上述實驗。我設(shè)計如下三步：（1）任務(wù)分配與小組合作在實驗步驟講解完畢后，我詳細地分配了任務(wù)：“同學們，接下來我們將分組進行實驗。每個小組作為一個整體，需要共同完成觀察并記錄電容器充放電過程中的數(shù)據(jù)變化。每位同學還有個人任務(wù)，那就是根據(jù)你們小組記錄的實驗數(shù)據(jù)，繪制電流-時間和電壓-時間圖表，并在此基礎(chǔ)上進行詳細的分析?！笨梢郧逦乜吹诫娙萜鞒浞烹娺^程中電流和電壓的變化情況嗎？（2）數(shù)據(jù)記錄與分析要求學生詳細記錄實驗過程中的電流和電壓數(shù)據(jù)，并繪制成圖表。通過圖表分析，學生可以更直觀地看到電流和電壓的變化趨勢，從而更深入地理解電容器的性能特點和工作原理。（3）實驗總結(jié)與討論在實驗結(jié)束后，組織學生進行實驗總結(jié)。讓他們分享自己在實驗過程中的觀察結(jié)果，此處引導(dǎo)學生交流討論：實驗中，哪些困擾？如電容小，充放電時間短，等引發(fā)學生思考與討論，并提出創(chuàng)新設(shè)想。（三）環(huán)節(jié)三：介紹我的創(chuàng)新器材，并進行實驗由學生提出一些創(chuàng)新想法后引出我的改進方案，我將課本實驗方案，作了如下改進：1、指針式電壓表內(nèi)阻不夠大且不易定量觀察，更換為數(shù)字電壓表。2、普通電流表更換為可正反偏的靈敏毫安表。3、選擇電容較大的電容器。4、將電流電壓采集器直接連接到電路中，觀察充放電過程中電流電壓隨時間變化的圖形，讓學生觀察電容器充放電現(xiàn)象、記錄數(shù)據(jù)，并計算電荷量。設(shè)計意圖：延長充放電時間，方便學生觀察電壓，電流的變化及電流的方向，并突破該處的難點電荷量的計算。同時能夠幫助學生直觀地理解電容器的工作原理和電容的概念，同時培養(yǎng)他們的實驗觀察能力和科學探究精神。演示步驟（1）開始充電并觀察電壓和電流變化隨著電源的接通，電流表和電壓表的讀數(shù)開始逐漸上升。我提問：“同學們，對比剛剛的小組實驗，現(xiàn)在你們覺得電容器充電過程中，電流和電壓的變化有什么規(guī)律呢？”學生們開始聚精會神地觀察，并小聲討論起來?；卮穑骸半娏鞅淼淖x數(shù)一開始上升得很快，然后逐漸變慢，最后趨于穩(wěn)定；而電壓表的讀數(shù)則是持續(xù)穩(wěn)定地上升?！毕啾扔谛〗M實驗，儀器更精密，準確。電容器的儲能特性。（2）放電并觀察電壓和電流變化（3）接通電壓電流信號采集器，再次觀察充電，放電過程，電流隨時間變化的圖像（4）給右側(cè)電容器充電，探究Q與電壓關(guān)系如此設(shè)計，傳統(tǒng)器材與創(chuàng)新器材對比實驗，讓學生對電容器的理解，能夠從感性認識上升到理性認識，理解更深刻。我將電容器的充放電時電流都是由極大值快速減小到零，這一抽象現(xiàn)象，具體可視化，輕松突破了本節(jié)重難點。本實驗器材的創(chuàng)新設(shè)計，也希望幫助學生建立集成電路的物理思想。（四）環(huán)節(jié)四：拓展探究與跨學科聯(lián)系：介紹不同類型的電容器以及超級電容器的應(yīng)用，拓寬學生的知識視野。如輕輕一碰實現(xiàn)給手機充滿電、在上海一輛電動公交車，停車一分鐘就能儲滿電，續(xù)航10到15公里的儲能式無軌電車、過去經(jīng)常在炎熱的夏天突然停電，半個小時或幾個小時才能來電，如今有微電網(wǎng)復(fù)合儲能系統(tǒng)，再也不會停電啦，這些科技的奧秘就在于超級電容器。在這里可以給學生留一個有興趣的探究，超級電容器到底是什么？這種學科的拓展有助于打破學科壁壘，拓寬學生的知識視野，培養(yǎng)他們的綜合素養(yǎng)。環(huán)節(jié)五：總結(jié)反饋與評價總結(jié)本節(jié)課的實驗，邀請學生分享實驗體驗和觀察到的現(xiàn)象。解答學生在實驗過程中遇到的問題。并布置精心設(shè)計好的課后評價作業(yè)：（1）看圖求電荷量。（2）查閱資料研究，什么是超級電容？運用在哪些領(lǐng)域？通過反饋評價，可以看出學生對本實驗的掌握程度。綜上所述，通過詳細且具體的實驗操作設(shè)計，本節(jié)課旨在讓學生在親身實踐中深入理解電容器的工作原理和應(yīng)用價值。確保每個學生都能積極參與到實驗中，從而獲得更加豐富和深刻的學習體驗。九、實驗效果評價與反思本節(jié)實驗課精心設(shè)計一系列遞進式探究活動，充分調(diào)動學生的