高中物理《电容器的电容》教学设计学情分析教材分析课后反思.docx

高中物理《电容器的电容》教学设计学情分析教材分析课后反思.docx

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高中物理《电容器的电容》教学设计学情分析教材分析课后反思

第8节《电容器的电容》教学设计

一、核心素养

1.知道电容器的概念，认识常见的电容器；

2.理解电容的概念及定义方法，掌握电容的定义公式、单位，并会应用定义式进行简单的计算；

3.通过实验了解影响平行板电容器电容大小的因素，了解平行板电容器的电容公式，知道改变平行板电容器电容大小的方法。

二、教学重难点

1.电容的概念是本节的重点和难点，通过探究电容器带电量与电势差的关系，理解电容器电容的定义；

2.影响平行板电容器电容大小因素的探究是本节的难点，利用学生实验进行定性的探究，运用演示实验进行定量探究突破难点。

三、教具准备

10组电容器充放电实验（每组干电池两节，导线5根，电容器一只；开关一只、灵敏电流计一只），自制电容器一个，自制电容器充放电示教板，水杯，水适量，多媒体电脑，平行板电容器，静电计，玻璃板，感应起电机等。

四、教学过程

教学流程

教师活动

学生活动

设计意图

引入演示实验

由三位同学感受由水杯自制的电容器可以储存电荷引入，问题设计：

你感受到了什么？

由此你想到了什么？

引发思考问题：

什么是电容器？

激发学生兴趣，引发学生思考。

阶段总结

我们把像这样能够储存电荷的容器称为电容器。

引入电容器

故事拓展

这个自制的电容器其实叫做莱顿瓶，介绍利用莱顿瓶完成的最有名的实验——“千人跳”实验和富兰克林利用风筝收集雷电，强调电学实验具有一定的危险性，并渗透实验安全教育。

观察图片

通过渗透安全教育，提高学生进行实验时的安全意识。

新课

一、电容器

1．构造

2．充电、放电

展示自制的电容器，让学生分析电容器的构造。

问题设计：

电容器的构造是什么样的呢？

通过展示自制电容器的构造，认识电容器的构造。

自制电容器，结构简单且更易说明电容器的构造，直观形象，更有真实感，学生容易接受。

叫两位同学起立，询问两人可否看作电容器。

然后观看视频，了解手机的电容式触摸屏。

学生起立并回答问题。

与生活实际联系，将物理知识应用到生活中。

转折性引导：

刚才的实验让电容器既储存了电荷又释放了电荷，电容器是怎样储存又是怎样释放电荷的，为了进一步研究电容器的充放电过程，老师设计了这样一个电路图。

展示演示电路板。

观察演示电路板，思考并回答三个问题。

使学生能够直观的看到并理解电容器的充放电过程。

巩固理解：

利用动画模拟进一步研究充放电的过程。

观察动画，进一步理解电容器的充放电。

使学生能够深刻理解电容器的充放电特点。

转折性引导：

作为一个容纳电荷的仪器如何描述电容器容纳电荷的本领呢？

能不能用带电量来描述？

为了进一步探究，老师准备了三节电池，通过实验来研究。

进行实验探究。

通过实验现象发现电荷量不可以描述电容器容纳电荷的本领。

并发现电势差越大，电荷量越多。

引导学生思考：

学生已经发现电荷量Q随电势差U的增大而增大，那么电荷量与电势差有什么定量关系吗？

并完成数据记录。

进行分组实验，利用灵敏电流计的最大偏转格数来定性替代电荷量Q，并完成数据记录

培养学生的动手能力及协作能力。

观察所得的5组数据，你有何发现。

分析表格数据发现：

电荷量Q与电势差U的比值为定值。

引导学生明白这个定值可以用来表示电容器的一个基本属性，进而给出电容的定义式。

同一电容器，电势差越大，极板所带电荷量越多

分析表格中的数据，求出每组数据的比值说明：

电荷量和电压的比值发现比值不变。

培养学生从图像中获取信息，处理问题的能力

引导学生思考：

从电容的定义式回顾，以前学过的由比值定义法定义的物理量有哪些？

比值定义法的特点是什么？

学生思考并讨论。

通过回顾比值定义法的特点，加深了同学们“电容”这个物理量的认识和理解。

问题设计：

1、电容器的电容C到底有什么物理意义呢？

类比水容器。

PPT展示两个底面积不同的水杯，每增加相同高度的水，盛水的本领不同。

2、能不能类比水容器，找出两者之间类似的物理量，并找出电容的物理意义？

学生分析发现：

底面积越大水容器容纳水的能力越大，电容器中的物理量Q、U分别与水容器中的V、h相对应，由与可得，电容C可以表征电容器容纳电荷的本领。

 通过类比法掌握电容这个物理量的物理意义。

问题引入：

水杯是不是可以无限制的倒水呢？

演示倒水的过程，若加水过多，水会溢出。

说明水容器有最大限度，电容器也是如此，若电压超过一定值，电容器会被击穿。

这个电压叫做击穿电压。

观察实验器材电容器标识牌上的电压，该电压为额定电压。

让学生了解“击穿电压”与“额定电压”的区别。

转折语：

生活中我们会用到各种型号的电容器，如果要制作一个电容比较大的电容器应该怎么做？

学生思考问题，并回答需要知道影响电容大小的因素有哪些。

以问促教，让学生引导课堂的进程。

三、平行板电容器的电容

（一）学生实验：

探究影响平行板电容器电容的因素

影响电容器电容的因素究竟有哪些呢？

展示平行板电容器，让学生猜想。

学生猜想、推测：

板间距离

极板的面积（正对）

电介质

极板材料

应用已有的知识，学生猜想有关因素，引导学生进入探究情境。

引导学生设计实验，思考采用什么方法，需要哪些实验器材，小组讨论，说出思路并完成实验。

学生设计方案、交流

说出本组的实验方法与思路

实验探究

学生经历探究过程，了解决定平行板电容器电容大小的因素，体会物理思想与方法。

1、引导学生展示实验结果

2、根据实验结果，你们猜想一下，这几个量与电容能成什么样的关系？

根据实验填写表格。

1、学生展示实验结果

2、可能的猜想：

面积S距离d，电介质种类与C有关。

先由学生定性分析、猜想，层层推进教学

那么极板材料对电容大小是否有影响呢？

学生分组讨论。

引发学生思考，进一步与水杯类比

引导回答问题：

要制作一个电容较大的电容器，应该怎么做？

学生联系实验结论展开思考讨论。

根据实验结果，加强对影响电容大小的因素的理解。

总结当两板间真空时，

当两板间充满介质时，

学生理解记忆公式。

考虑学生认知规律，先引入真空时电容的决定式

学习了两个有关电容的公式，与，它们的区别是什么？

前者为定义式，提供了一种测量方式；后者为决定式，提供了制作的方式。

考虑学生认知规律，区分定义式和决定式，加深理解。

四、常用电容器

检验同学利用课下查阅资料了解到的常用电容器。

并展示常用电容器示教板分析可变电容器。

学生分享自己查到的电容器的分类。

通过课下查阅资料，培养学生搜集资料和整理分类的能力。

提问：

可变式电容器改变电容的原因是什么？

电容式键盘通过改变什么改变的电容？

学生进行分析，并回答改变电容的原因分别是改变正对面积S和距离d。

了解常见电容器改变电容的方式。

课堂小结

引导学生从知识、方法两方面进行小结。

学生总结，互相补充完善。

培养学生梳理与总结的能力。

视野拓展

引入李克强总理在2019年政府工作报告中提到的新能源汽车，观看视频了解超级电容电池在汽车中应用。

并分析超级电容电池盈盈到家用轿车还存在哪些需要解决的问题，分析其可行性，以小组为单位做出微课堂研究。

利用课下时间做课题研究。

拓展学生视野，培养学生的科学探究精神以及微课题研究的能力。

作业布置

拓展练习：

自制电容器，测出电容的大小；了解电容器在我们生活中的应用

拓展练习，学生自由选择

板书设计：

第8节《电容器的电容》学情分析

知识方面：

（1）在学习本节课之前，学生已经学习了电场力和电场能的知识，为学习本节内容奠定了一定的基础。

但学生对于电容器这样的非线性元件确实第一次学习遇到。

由于电学概念比较抽象，一般学生对电现象的感性认识较少，就使得学生在学习电学时普遍感到比较困难，所以电容物理意义的教学成为本节的难点之一。

因此在教学中，会增设演示实验，让学生易于理解和接受，同时通过分组实验，加强同学间的配合，培养学生的实验观察能力和科学探究的能力。

（2）电容器的充放电过程快，且学生无法直接观察，再加上学生的感性认识，就给学生对这一知识内容的学习也造成了一定的障碍，成为学生的第二个学习难点。

所以实验器材中加入灵敏电流计，使学生可以直观的观察到充放电的过程。

（3）在静电场的学习中学生已经很明确的知道验电器是用于检验电荷的存在及多少，但本节课中的验电器却变身为静电计，这需要学生在理解电容的知识的基础上才能理解其中的工作原理，给学生在探究影响电容器电容的大小的因素是设立了很大的障碍。

所以需要学生对静电计的工作原理有一定的理解，才能很好的理解“影响电容大小的因素”。

能力方面：

高一的学生已经具备了一定的观察能力，分析能力、实验能力和知识迁移能力，也比较熟悉高中概念物理常用的定义物理量的方法——比值定义法等，对物理探究过程和探究方法也有一点的了解。

但学生的抽象思维能力不强，所以面对电容器这个现在学生很难遇到且工作过程特殊的电学元件，学生的能力还是稍显欠缺。

因此用生活中常见的水杯进行类比，学生通过类比的方法就可以理解电容器的是怎样的一个电学元件。

第8节《电容器的电容》效果分析

新课程提倡自主、合作、探究的学习方式，课堂教学是学生学习知识的主阵地，也是对学生科学精神教育的主渠道。

教师应着力构建自主的课堂，让学生在生动、活泼的状态中高效率地学习。

如何才能提高课堂教学的有效性，我在本节课中的教学中主要注重了以下几个方面。

（1）注重课程结构改革

本节课在教学情景的设计上打乱了书中的教学结构，运用了多种教学手段，以增加学生对抽象概念的理解，特别是对充放电的理解，运用自制实验器材、实验和动画演示等教学手段，效果比较明显。

（2）注重科学精神的培养

从学生参与到实验引入新课，再通过电容器的发展史了解电容器，并引入与电容器科学小故事，提高学生的学习兴趣，在故事中渗透科学精神与安全教育，加强了学生的科学素养的培养。

（3）与生活实际相联系

课程的最后引入李克强总理在2019年政府工作报告中提到的新能源汽车，并通过视频让学生了解了超级电容电池在汽车上的应用，并留给学生问题以课题的方式进行研究，使学生对电容器有了更深层次的认识。

（4）利用类比思想辅助理解

教学过程中为了让学生能够很好的理解电容的物理意义，将电容器与水杯类比，并通过动画让学生直观的感受到影响水容器盛水的能力，从而与电容器类比得出电容的物理意义，即容纳电荷的本领。

但课堂教学中仍有一些方面与自己设想的效果存在一定的差距。

（1）本节的教学容量大，学生层次不一样，在一节课的时间内完成本节的内容，造成了有的学生学习比较困难。

特别是到了综合利用电容的定义式和决定式分析问题时，部分学生的思路有些跟不上了。

如果将这部分内容分为2个课时，第一课时只要学习电容器的概念，结构，以及常用的电容器，学生有一定的知识的基础上再学习电容器的动态分析等内容，学生应该能更好的接受这些知识。

（2）探究影响电容器的电容的因素时，由于桌面留有少量水渍，造成实验现象不明显。

（3）由于学生的分组实验用了较多的时间，没有足够的时间在课上进行巩固练习，只能留在课下让学生完成。

总之，课堂教学是教师与学生的双边活动。

要提高课堂教学质量，必须以学生为本，利用思维性强、灵活性强、运用性强的特点，精心设计，六个学生充足的机会和时间，让他们自己去体会；给学生设置一点困难，让他们自己去解决；给学生一个课题，让他们自己去研究；给学生一种条件，让他们自己去锻炼；给学生一片空间，让他们自己去开拓。

注重学生优秀思维品质的培养、科学精神的塑造，变被动为主动，变学会为会学，这样就一定能达到传授知识，培养能力的目的，收到事半功倍的效果。

第8节《电容器的电容》教材分析

《电容器的电容》是普通高中课程标准实验教科书·物理（选修3-1）（人民教育出版社）第一章第8节的