(教学设计)第3章 第1节 导体的I-U特性曲线2023-2024学年新教材高中物理必修第三册(粤教版2019)

(教学设计)第3章第1节导体的I-U特性曲线2023-2024学年新教材高中物理必修第三册(粤教版2019)课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、课程基本信息1.课程名称：第3章第1节导体的I-U特性曲线

2.教学年级和班级：高中一年级物理必修班

3.授课时间：2023-2024学年第二学期，第5周星期二上午第2节

4.教学时数：45分钟

课程设计内容：

1.导入新课（5分钟）

-通过回顾电流与电压的基本概念，引导学生思考电流与电压之间的关系。

2.理论讲解（15分钟）

-根据教材内容，介绍导体的电流-电压（I-U）特性曲线的定义和特点。

-讲解欧姆定律与导体I-U特性曲线的关系。

3.实验演示（10分钟）

-进行导体I-U特性曲线的实验，展示不同电压下导体的电流变化。

-通过实验数据，让学生观察、分析导体I-U特性曲线的特点。

4.课堂讨论（10分钟）

-组织学生分组讨论导体I-U特性曲线的规律和应用。

-邀请学生分享实验观察结果和讨论心得。

5.习题演练（5分钟）

-根据教材习题，让学生练习计算不同电压下导体的电流，并绘制I-U特性曲线。

6.总结与拓展（5分钟）

-总结本节课所学内容，强调导体I-U特性曲线在电路分析中的应用。

-拓展学生思维，引导学生思考非欧姆导体的I-U特性曲线特点。

7.课后作业（课后自主完成）

-根据课堂所学，布置相关习题，巩固学生对导体I-U特性曲线的理解和应用。

8.教学评价

-通过课堂问答、习题演练和课后作业，评估学生对导体I-U特性曲线的理解程度。二、核心素养目标培养学生物理学科核心素养，通过本节课学习，使学生能够：

1.理解并掌握导体I-U特性曲线的基本概念，形成对欧姆定律的直观认识。

2.培养观察、分析和解决实际电路问题的能力，提高科学探究素养。

3.学会运用物理知识解释现实生活中的现象，增强科学思维能力。

4.培养团队合作意识，提高沟通与交流能力，增进学科共同体的构建。三、教学难点与重点1.教学重点

（1）导体I-U特性曲线的概念与意义：理解并掌握导体I-U特性曲线是描述导体电流与电压关系的重要工具，强调其在电路分析中的应用。

举例：通过实验数据，让学生观察不同电压下导体的电流变化，理解I-U特性曲线的物理意义。

（2）欧姆定律与I-U特性曲线的关系：使学生明白欧姆定律是描述线性导体电流与电压关系的定律，而I-U特性曲线是对这一关系的直观展示。

举例：讲解欧姆定律公式，并通过实验演示验证欧姆定律在导体I-U特性曲线中的体现。

（3）绘制和应用I-U特性曲线：培养学生能够根据实验数据绘制I-U特性曲线，并利用该曲线分析电路问题。

举例：让学生根据实验数据绘制I-U特性曲线，并运用曲线分析电路中的电压和电流变化。

2.教学难点

（1）非线性导体的I-U特性曲线：非线性导体的电流与电压关系不遵循欧姆定律，导致学生在理解和分析方面存在困难。

突破方法：通过对比线性导体和非线性导体的I-U特性曲线，使学生了解非线性导体的特点，并学会分析其电流与电压关系。

（2）实验数据的处理和曲线绘制：在实验过程中，如何正确处理数据、绘制准确的I-U特性曲线是学生的一大难点。

突破方法：指导学生进行实验数据处理，强调注意事项，如坐标轴的标定、曲线的平滑处理等，提高学生绘制曲线的准确性。

（3）实际电路中的I-U特性曲线应用：将I-U特性曲线应用于实际电路分析，学生往往难以把握。

突破方法：结合实际案例，引导学生运用I-U特性曲线分析电路问题，如电路的负载变化、电阻测量等，提高学生解决实际问题的能力。四、教学方法与策略1.教学方法选择

-讲授法：通过系统的讲解，使学生掌握导体I-U特性曲线的基本概念、欧姆定律与I-U特性曲线的关系等核心知识。

-讨论法：组织学生针对实验现象、数据处理及实际应用等问题进行分组讨论，培养学生的团队协作和沟通能力。

-案例研究：通过分析具体电路案例，引导学生运用所学知识解决实际问题，提高学生的应用能力。

-项目导向学习：设计以绘制和分析导体I-U特性曲线为主题的项目，鼓励学生自主探究、合作学习，提升综合实践能力。

2.教学活动设计

-实验活动：组织学生进行导体I-U特性曲线的实验，让学生亲身体验电流与电压的关系，增强直观感受。

-角色扮演：设置不同角色，如实验员、数据分析师等，让学生在角色扮演中深入理解各环节的要求和技巧。

-游戏：设计电流与电压关系的相关游戏，如“猜电压、电流”等，激发学生的学习兴趣，提高课堂参与度。

-小组竞赛：开展小组间绘制I-U特性曲线的竞赛，激发学生的学习积极性，培养竞争意识。

3.教学媒体和资源使用

-PPT：利用PPT展示导体I-U特性曲线的定义、实验步骤、数据处理方法等，直观呈现教学内容。

-视频：播放与导体I-U特性曲线相关的实验操作视频，帮助学生了解实验过程和注意事项。

-在线工具：利用在线物理实验室等工具，让学生模拟实验过程，观察不同条件下的I-U特性曲线。

-教学资源包：提供实验指导书、习题库、案例分析等资源，方便学生自主学习。五、教学流程（一）课前准备（预计用时：5分钟）

学生预习：

发放预习材料，引导学生提前了解导体I-U特性曲线的学习内容，标记出有疑问或不懂的地方。

设计预习问题，如“电流与电压之间有什么关系？”激发学生思考，为课堂学习导体I-U特性曲线内容做好准备。

教师备课：

深入研究教材，明确教学目标和教学重难点。

准备教学用具和多媒体资源，如实验器材、PPT、视频等，确保教学过程的顺利进行。

设计课堂互动环节，如小组讨论、实验操作等，提高学生学习积极性。

（二）课堂导入（预计用时：3分钟）

激发兴趣：

提出问题：“为什么不同电压下，导体的电流会发生变化？”引发学生的好奇心和求知欲，引导学生进入学习状态。

回顾旧知：

简要回顾上节课学习的欧姆定律内容，帮助学生建立知识之间的联系。

提出问题，检查学生对欧姆定律的掌握情况，为学习新课打下基础。

（三）新课呈现（预计用时：25分钟）

知识讲解：

清晰、准确地讲解导体I-U特性曲线的定义、意义及其与欧姆定律的关系，结合实例帮助学生理解。

突出教学重点，强调难点，通过对比、归纳等方法帮助学生加深记忆。

互动探究：

设计小组讨论环节，让学生围绕导体I-U特性曲线的特点和应用展开讨论，培养学生的合作精神和沟通能力。

鼓励学生提出自己的观点和疑问，引导学生深入思考，拓展思维。

技能训练：

设计实验活动，让学生在实践中体验导体I-U特性曲线的应用，提高实践能力。

在新课呈现结束后，对导体I-U特性曲线知识点进行梳理和总结。

强调重点和难点，帮助学生形成完整的知识体系。

（四）巩固练习（预计用时：5分钟）

随堂练习：

随堂练习题，让学生在课堂上完成，检查学生对导体I-U特性曲线知识的掌握情况。

鼓励学生相互讨论、互相帮助，共同解决问题。

错题订正：

针对学生在随堂练习中出现的错误，进行及时订正和讲解。

引导学生分析错误原因，避免类似错误再次发生。

（五）拓展延伸（预计用时：3分钟）

知识拓展：

介绍非线性导体的I-U特性曲线，拓宽学生的知识视野。

引导学生关注学科前沿动态，培养学生的创新意识和探索精神。

情感升华：

结合导体I-U特性曲线内容，引导学生思考物理学科与生活的联系，培养学生的社会责任感。

鼓励学生分享学习心得和体会，增进师生之间的情感交流。

（六）课堂小结（预计用时：2分钟）

简要回顾本节课学习的导体I-U特性曲线内容，强调重点和难点。

肯定学生的表现，鼓励他们继续努力。

布置作业：

根据本节课学习的导体I-U特性曲线内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果。

提醒学生注意作业要求和时间安排，确保作业质量。六、教学资源拓展1.拓展资源

-相关书籍：《高中物理导学与训练》、《物理实验教程》等，这些书籍中包含了导体I-U特性曲线的详细理论解释和实验操作指导。

-科普文章：选择一些介绍电流与电压关系、欧姆定律在实际应用中的科普文章，帮助学生更深入地理解物理知识在生活中的应用。

-学术论文：提供一些关于非线性导体I-U特性曲线研究的学术论文，供学有余力的学生阅读，了解学科前沿动态。

-实验视频：收集一些专业的物理实验视频，如不同材料的导体I-U特性曲线实验，帮助学生直观地了解实验过程和现象。

2.拓展建议

-鼓励学生利用课余时间阅读相关书籍，加深对导体I-U特性曲线理论知识的理解。

-建议学生关注科普文章，学会将所学知识应用于实际生活，提高解决问题的能力。

-对于学有余力的学生，可以阅读学术论文，培养科学探究精神和创新能力。

-组织学生观看实验视频，学习实验操作技巧，为课堂实验打下基础。

-鼓励学生参与学校或社区的物理科普活动，拓宽知识视野，增强实践能力。

-提供一些设计性的实验项目，如让学生自主设计探究不同条件下导体I-U特性曲线的变化，培养学生的创新思维和动手能力。

-建议学生结合所学知识，开展小组合作研究，探讨导体I-U特性曲线在电子电路中的应用，提高团队合作能力。七、课堂小结，当堂检测一、课堂小结

1.总结本节课所学内容，强调导体I-U特性曲线的基本概念、欧姆定律与I-U特性曲线的关系以及绘制和应用I-U特性曲线的重要性。

2.强调导体I-U特性曲线在电路分析中的应用，使学生形成完整的知识体系。

3.肯定学生的表现，鼓励他们继续努力，提高对物理学科的兴趣。

二、当堂检测

1.设计随堂练习题，涵盖导体I-U特性曲线的定义、欧姆定律与I-U特性曲线的关系以及绘制和应用I-U特性曲线等知识点。

2.随堂练习题应具有一定的难度梯度，以满足不同学生的学习需求。

3.在课堂上预留一定时间，让学生完成随堂练习题，并鼓励学生相互讨论、互相帮助，共同解决问题。

4.教师在学生完成练习后，及时批改并给予反馈，对学生的表现给予肯定，对错误进行纠正和讲解。

5.通过随堂练习，检查学生对导体I-U特性曲线知识的掌握情况，发现学生存在的问题，为后续教学提供参考。

6.鼓励学生在课后继续巩固所学知识，提高解题能力，为今后的学习打下坚实基础。八、板书设计①导体I-U特性曲线的基本概念

-定义

-意义

②欧姆定律与I-U特性曲线的关系

-欧姆定律公式

-欧姆定律在I-U特性曲线中的体现

③绘制和应用I-U特性曲线

-实验数据收集

-曲线绘制方法

-曲线分析与应用

④非线性导体的I-U特性曲线

-特点

-应用案例

⑤课堂小结

-重点知识点回顾

-学生表现评价

板书设计应条理清楚、重点突出、简洁明了，以便于学生理解和记忆。同时，板书设计应具有艺术性和趣味性，以激发学生的学习兴趣和主动性。课后作业1.绘制线性导体的I-U特性曲线，并分析其变化趋势。

2.给定不同电压，计算非线性导体的电流，绘制其I-U特性曲线，并分析其特点。

3.设计实验方案，探究温度对导体I-U特性曲线的影响。

4.分析实际电路中，如何利用I-U特性曲线判断电路的工作状态。

5.结合所学知识，设计一个简单的电路，并绘制其I-U特性曲线。

补充和说明：

1.绘制线性导体的I-U特性曲线，并分析其变化趋势。

答案：线性导体的I-U特性曲线是一条通过原点的直线，斜率等于导体的电阻值。随着电压的增加，电流呈线性增加。

2.给定不同电压，计算非线性导体的电流，绘制其I-U特性曲线，并分析其特点。

答案：非线性导体的I-U特性曲线通常不是直线，而是呈现出非线性关系。例如，二极管的I-U特性曲线在正向偏置时呈指数增长，而在反向偏置时电流几乎为零。

3.设计实验方案，探究温度对导体I-U特性曲线的影响。

答案：可以通过改变导体的温度（例如加热或冷却），测量不同温度下的I-U特性曲线。通常情况下