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基于课程开发的《电感和电容对交变电流的影响》教学设计

黄振豪
  
中原商报·科教研究
2020年21期
贵州师范大学 物理与电子科学学院 贵州 贵阳 550025

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摘 要:教材是课程的载体,课程的开发离不开对教材的二次挖掘,教材二次开发能让课程进行得更加高效;本文将以高中物理选修课程中《电感和电容对交变电流的影响》一节,作为开发的研究对象,依据学科物理核心素养建构教学目标,以实验的形式把“教思考、教体验、教表达”的教学理念融入到课堂中,将教材作为课程开发的蓝本,实现课程的二次开发。

关键词:课程开发;高中物理;教学理念;

一、课程开发的目的

课程开发作为一种教育技术手段,具有灵活性强,因地制宜等特点,开发出校本课程、地方课程等,通过对教学的需求分析,确定课程目标,适应不同学校的不同班级的教学情景,有利于学生理解知识重点和突破难点,让学生把知识点牢牢掌握。

在物理选修的课程中,常常采用实验演示的教法与阅读学习的学法相结合,本课程教学案例中,将确立以核心素养为本的教学目标,知识目标要求学生知道感抗、容抗的大小的决定因素,以及电感器和电容器在交、直流电路中的作用;技能目标能够让学生学会根据两个元器件的在电路中的功能,判断是属于电容还是电感;在素质目标方面,增强学生对物理学习的兴趣,并提高学生的判断和观察能力。

二、课程教学的实施过程

(一)教思考

引导学生观看收音机电路板上的电子元件,让学生分辨电路中的电感器和电容器,感受实际生活中的电子元件与它们的示意图和电路符号的不同;老师发挥主体角色,通过提问的方式,围绕着“电容和电感在电路中发挥了什么样的作用?”的问题,带领着学生进入课堂。

(二)教体验

【实验一】演示电感器对直流和交变电流的影响。

如图1所示,甲为将串联有电感器的直流电实验电路,乙为串联有电感器的交流电实验电路,此时老师提问:当开关S接通后,小灯泡的亮度会有怎样的变化呢?这个实验说明了什么?学生通过分组实验后得出结果,老师对实验结果进行总结,在直流电路中的小灯泡比接在交变电流的小灯泡亮度要亮,该实验最终得出结论为:电感器对直流电的阻碍作用小于交流电。

实验完成后,组织学生回到座位,继续进行探究学习,以引导的形式进行教学,让学生进行自主探究,学生通过自行阅读书本上“电感器对交变电流的阻碍作用”部分的内容,共同学习感抗部分的知识点。电感线圈实际上对直流电的阻碍作用表现为电阻,而对于交变电流的阻碍作用除电阻本身以外,还有电感的存在,当线圈中通过交变电流时,电感器产生了自感电动势,阻碍了电流的变化,同时,与老师一同学习感抗的计算公式为: 。

【实验二】电容器对交变电流的阻碍作用。

如图2所示,设置两个对照电路,其中一个将电容器与小灯泡相连,另一个电路则不串入电容器,观察小灯泡的亮度变化如何?实验说明了什么?此时,让学生们进行分组实验,学生尝试从电路中取下电容器,分别观察接入电容器电路与移除电容器的电路中,灯泡的发光情况,学生通过自主探究实验,会发现取下电容器电路中的灯泡会更加亮,表现为电容器阻碍了交变电流。此时,以引导式的教学,让学生通过自行阅读书本上“电容器对交变电流的阻碍作用”部分的内容,然后与教师共同学习容抗部分的知识点。容抗表示的是电容器阻碍交变电流的能力,计算的公式为: ,电容器的容量越小且两端交变电流的频率越低时,电容器表现出来的容抗就越大,对交变电流的阻碍作用就越明显。

(三)教表达

在巩固环节,引领学会自主总结和归纳,回忆课堂中自己学会了哪几部分内容,一一列举出来,老师通过循循善诱,给予提示,让同学们慢慢回想出每一个知识点,使得学生脑海里构建出电容和电感的知识框架,随后对学生容易记错和疏忽的知识点进行查漏补缺,充分体验学生为中心的教学原则,以师生互动的方式,提高学生的表达能力,共同回顾课堂内容后,进行作业的布置,除了以课后习题为主,配套练习册题目为辅之外,还布置课外活动的任务,让学生通过观察和发现,寻找生活中电容器和电感器的应用场景,在下节物理课上课时与老师和同学们分享。

三、课程开发时存在的问题

课程开发是一个动态的过程,要不断地适应教学需求的变化,开发过程中要不断地总结反思,循环往复地琢磨教学的方案,达到最优的教学效果,在教材基础上,结合学生的特点进行课程的开发,针对部分教学环境受限、缺乏足够实验器材的学校,通过与信息技术相结合,观看优秀实验视频,直观且清晰地呈现给教学对象,通过两部分的实验环节,重点把物理思想渗透于物理教学中,加深学生对本节内容的理解。

四、总结

将“教思考、教体验、教表达”的教学理念融入到高中物理课堂中,并贯穿于电容和电感的整个教学过程,同时结合课程开发的理论知识,对教材内容进行适度加工和调整,从而使教学内容更好地适应教育教学情景和学生的学习需求。

参考文献:

[1]卢亚军,曾庆河,张轶炳.电感和电容对交变电流影响实验的改进[J].物理实验,2020,40(09):55-57.

[2]吴余平.“电感和电容对交变电流的影响”实验设计[J].实验教学与仪器,2017,34(03):32-33.

[3]王少东.“电感和电容对交变电流的影响”演示实验的创新[J].实验教学与仪器,2016,33(03):13-14.

作者简介:黄振豪(1996—),男,汉族,广东江门市人,硕士研究生,教育学硕士,单位:贵州师范大学物理与电子科学学院,职业技术教育专业,研究方向:信息技术。

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