(教學(xué)設(shè)計(jì))第3章 第1節(jié) 導(dǎo)體的I-U特性曲線2023-2024學(xué)年新教材高中物理必修第三冊(cè)(粵教版2019)

(教學(xué)設(shè)計(jì))第3章第1節(jié)導(dǎo)體的I-U特性曲線2023-2024學(xué)年新教材高中物理必修第三冊(cè)(粵教版2019)課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：?jiǎn)挝唬阂?、課程基本信息1.課程名稱：第3章第1節(jié)導(dǎo)體的I-U特性曲線

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：高中一年級(jí)物理必修班

3.授課時(shí)間：2023-2024學(xué)年第二學(xué)期，第5周星期二上午第2節(jié)

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：45分鐘

課程設(shè)計(jì)內(nèi)容：

1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

-通過(guò)回顧電流與電壓的基本概念，引導(dǎo)學(xué)生思考電流與電壓之間的關(guān)系。

2.理論講解（15分鐘）

-根據(jù)教材內(nèi)容，介紹導(dǎo)體的電流-電壓（I-U）特性曲線的定義和特點(diǎn)。

-講解歐姆定律與導(dǎo)體I-U特性曲線的關(guān)系。

3.實(shí)驗(yàn)演示（10分鐘）

-進(jìn)行導(dǎo)體I-U特性曲線的實(shí)驗(yàn)，展示不同電壓下導(dǎo)體的電流變化。

-通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，讓學(xué)生觀察、分析導(dǎo)體I-U特性曲線的特點(diǎn)。

4.課堂討論（10分鐘）

-組織學(xué)生分組討論導(dǎo)體I-U特性曲線的規(guī)律和應(yīng)用。

-邀請(qǐng)學(xué)生分享實(shí)驗(yàn)觀察結(jié)果和討論心得。

5.習(xí)題演練（5分鐘）

-根據(jù)教材習(xí)題，讓學(xué)生練習(xí)計(jì)算不同電壓下導(dǎo)體的電流，并繪制I-U特性曲線。

6.總結(jié)與拓展（5分鐘）

-總結(jié)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)導(dǎo)體I-U特性曲線在電路分析中的應(yīng)用。

-拓展學(xué)生思維，引導(dǎo)學(xué)生思考非歐姆導(dǎo)體的I-U特性曲線特點(diǎn)。

7.課后作業(yè)（課后自主完成）

-根據(jù)課堂所學(xué)，布置相關(guān)習(xí)題，鞏固學(xué)生對(duì)導(dǎo)體I-U特性曲線的理解和應(yīng)用。

8.教學(xué)評(píng)價(jià)

-通過(guò)課堂問(wèn)答、習(xí)題演練和課后作業(yè)，評(píng)估學(xué)生對(duì)導(dǎo)體I-U特性曲線的理解程度。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)，通過(guò)本節(jié)課學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠：

1.理解并掌握導(dǎo)體I-U特性曲線的基本概念，形成對(duì)歐姆定律的直觀認(rèn)識(shí)。

2.培養(yǎng)觀察、分析和解決實(shí)際電路問(wèn)題的能力，提高科學(xué)探究素養(yǎng)。

3.學(xué)會(huì)運(yùn)用物理知識(shí)解釋現(xiàn)實(shí)生活中的現(xiàn)象，增強(qiáng)科學(xué)思維能力。

4.培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，提高溝通與交流能力，增進(jìn)學(xué)科共同體的構(gòu)建。三、教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

（1）導(dǎo)體I-U特性曲線的概念與意義：理解并掌握導(dǎo)體I-U特性曲線是描述導(dǎo)體電流與電壓關(guān)系的重要工具，強(qiáng)調(diào)其在電路分析中的應(yīng)用。

舉例：通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，讓學(xué)生觀察不同電壓下導(dǎo)體的電流變化，理解I-U特性曲線的物理意義。

（2）歐姆定律與I-U特性曲線的關(guān)系：使學(xué)生明白歐姆定律是描述線性導(dǎo)體電流與電壓關(guān)系的定律，而I-U特性曲線是對(duì)這一關(guān)系的直觀展示。

舉例：講解歐姆定律公式，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示驗(yàn)證歐姆定律在導(dǎo)體I-U特性曲線中的體現(xiàn)。

（3）繪制和應(yīng)用I-U特性曲線：培養(yǎng)學(xué)生能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制I-U特性曲線，并利用該曲線分析電路問(wèn)題。

舉例：讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制I-U特性曲線，并運(yùn)用曲線分析電路中的電壓和電流變化。

2.教學(xué)難點(diǎn)

（1）非線性導(dǎo)體的I-U特性曲線：非線性導(dǎo)體的電流與電壓關(guān)系不遵循歐姆定律，導(dǎo)致學(xué)生在理解和分析方面存在困難。

突破方法：通過(guò)對(duì)比線性導(dǎo)體和非線性導(dǎo)體的I-U特性曲線，使學(xué)生了解非線性導(dǎo)體的特點(diǎn)，并學(xué)會(huì)分析其電流與電壓關(guān)系。

（2）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和曲線繪制：在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，如何正確處理數(shù)據(jù)、繪制準(zhǔn)確的I-U特性曲線是學(xué)生的一大難點(diǎn)。

突破方法：指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng)，如坐標(biāo)軸的標(biāo)定、曲線的平滑處理等，提高學(xué)生繪制曲線的準(zhǔn)確性。

（3）實(shí)際電路中的I-U特性曲線應(yīng)用：將I-U特性曲線應(yīng)用于實(shí)際電路分析，學(xué)生往往難以把握。

突破方法：結(jié)合實(shí)際案例，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用I-U特性曲線分析電路問(wèn)題，如電路的負(fù)載變化、電阻測(cè)量等，提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。四、教學(xué)方法與策略1.教學(xué)方法選擇

-講授法：通過(guò)系統(tǒng)的講解，使學(xué)生掌握導(dǎo)體I-U特性曲線的基本概念、歐姆定律與I-U特性曲線的關(guān)系等核心知識(shí)。

-討論法：組織學(xué)生針對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、數(shù)據(jù)處理及實(shí)際應(yīng)用等問(wèn)題進(jìn)行分組討論，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通能力。

-案例研究：通過(guò)分析具體電路案例，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，提高學(xué)生的應(yīng)用能力。

-項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)：設(shè)計(jì)以繪制和分析導(dǎo)體I-U特性曲線為主題的項(xiàng)目，鼓勵(lì)學(xué)生自主探究、合作學(xué)習(xí)，提升綜合實(shí)踐能力。

2.教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

-實(shí)驗(yàn)活動(dòng)：組織學(xué)生進(jìn)行導(dǎo)體I-U特性曲線的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親身體驗(yàn)電流與電壓的關(guān)系，增強(qiáng)直觀感受。

-角色扮演：設(shè)置不同角色，如實(shí)驗(yàn)員、數(shù)據(jù)分析師等，讓學(xué)生在角色扮演中深入理解各環(huán)節(jié)的要求和技巧。

-游戲：設(shè)計(jì)電流與電壓關(guān)系的相關(guān)游戲，如“猜電壓、電流”等，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂參與度。

-小組競(jìng)賽：開(kāi)展小組間繪制I-U特性曲線的競(jìng)賽，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。

3.教學(xué)媒體和資源使用

-PPT：利用PPT展示導(dǎo)體I-U特性曲線的定義、實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)處理方法等，直觀呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容。

-視頻：播放與導(dǎo)體I-U特性曲線相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作視頻，幫助學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)過(guò)程和注意事項(xiàng)。

-在線工具：利用在線物理實(shí)驗(yàn)室等工具，讓學(xué)生模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程，觀察不同條件下的I-U特性曲線。

-教學(xué)資源包：提供實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)、習(xí)題庫(kù)、案例分析等資源，方便學(xué)生自主學(xué)習(xí)。五、教學(xué)流程（一）課前準(zhǔn)備（預(yù)計(jì)用時(shí)：5分鐘）

學(xué)生預(yù)習(xí)：

發(fā)放預(yù)習(xí)材料，引導(dǎo)學(xué)生提前了解導(dǎo)體I-U特性曲線的學(xué)習(xí)內(nèi)容，標(biāo)記出有疑問(wèn)或不懂的地方。

設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問(wèn)題，如“電流與電壓之間有什么關(guān)系？”激發(fā)學(xué)生思考，為課堂學(xué)習(xí)導(dǎo)體I-U特性曲線內(nèi)容做好準(zhǔn)備。

教師備課：

深入研究教材，明確教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)重難點(diǎn)。

準(zhǔn)備教學(xué)用具和多媒體資源，如實(shí)驗(yàn)器材、PPT、視頻等，確保教學(xué)過(guò)程的順利進(jìn)行。

設(shè)計(jì)課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)，如小組討論、實(shí)驗(yàn)操作等，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

（二）課堂導(dǎo)入（預(yù)計(jì)用時(shí)：3分鐘）

激發(fā)興趣：

提出問(wèn)題：“為什么不同電壓下，導(dǎo)體的電流會(huì)發(fā)生變化？”引發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。

回顧舊知：

簡(jiǎn)要回顧上節(jié)課學(xué)習(xí)的歐姆定律內(nèi)容，幫助學(xué)生建立知識(shí)之間的聯(lián)系。

提出問(wèn)題，檢查學(xué)生對(duì)歐姆定律的掌握情況，為學(xué)習(xí)新課打下基礎(chǔ)。

（三）新課呈現(xiàn)（預(yù)計(jì)用時(shí)：25分鐘）

知識(shí)講解：

清晰、準(zhǔn)確地講解導(dǎo)體I-U特性曲線的定義、意義及其與歐姆定律的關(guān)系，結(jié)合實(shí)例幫助學(xué)生理解。

突出教學(xué)重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)難點(diǎn)，通過(guò)對(duì)比、歸納等方法幫助學(xué)生加深記憶。

互動(dòng)探究：

設(shè)計(jì)小組討論環(huán)節(jié)，讓學(xué)生圍繞導(dǎo)體I-U特性曲線的特點(diǎn)和應(yīng)用展開(kāi)討論，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和溝通能力。

鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)和疑問(wèn)，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，拓展思維。

技能訓(xùn)練：

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓學(xué)生在實(shí)踐中體驗(yàn)導(dǎo)體I-U特性曲線的應(yīng)用，提高實(shí)踐能力。

在新課呈現(xiàn)結(jié)束后，對(duì)導(dǎo)體I-U特性曲線知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理和總結(jié)。

強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)，幫助學(xué)生形成完整的知識(shí)體系。

（四）鞏固練習(xí)（預(yù)計(jì)用時(shí)：5分鐘）

隨堂練習(xí)：

隨堂練習(xí)題，讓學(xué)生在課堂上完成，檢查學(xué)生對(duì)導(dǎo)體I-U特性曲線知識(shí)的掌握情況。

鼓勵(lì)學(xué)生相互討論、互相幫助，共同解決問(wèn)題。

錯(cuò)題訂正：

針對(duì)學(xué)生在隨堂練習(xí)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，進(jìn)行及時(shí)訂正和講解。

引導(dǎo)學(xué)生分析錯(cuò)誤原因，避免類似錯(cuò)誤再次發(fā)生。

（五）拓展延伸（預(yù)計(jì)用時(shí)：3分鐘）

知識(shí)拓展：

介紹非線性導(dǎo)體的I-U特性曲線，拓寬學(xué)生的知識(shí)視野。

引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和探索精神。

情感升華：

結(jié)合導(dǎo)體I-U特性曲線內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生思考物理學(xué)科與生活的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。

鼓勵(lì)學(xué)生分享學(xué)習(xí)心得和體會(huì)，增進(jìn)師生之間的情感交流。

（六）課堂小結(jié)（預(yù)計(jì)用時(shí)：2分鐘）

簡(jiǎn)要回顧本節(jié)課學(xué)習(xí)的導(dǎo)體I-U特性曲線內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)。

肯定學(xué)生的表現(xiàn)，鼓勵(lì)他們繼續(xù)努力。

布置作業(yè)：

根據(jù)本節(jié)課學(xué)習(xí)的導(dǎo)體I-U特性曲線內(nèi)容，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

提醒學(xué)生注意作業(yè)要求和時(shí)間安排，確保作業(yè)質(zhì)量。六、教學(xué)資源拓展1.拓展資源

-相關(guān)書(shū)籍：《高中物理導(dǎo)學(xué)與訓(xùn)練》、《物理實(shí)驗(yàn)教程》等，這些書(shū)籍中包含了導(dǎo)體I-U特性曲線的詳細(xì)理論解釋和實(shí)驗(yàn)操作指導(dǎo)。

-科普文章：選擇一些介紹電流與電壓關(guān)系、歐姆定律在實(shí)際應(yīng)用中的科普文章，幫助學(xué)生更深入地理解物理知識(shí)在生活中的應(yīng)用。

-學(xué)術(shù)論文：提供一些關(guān)于非線性導(dǎo)體I-U特性曲線研究的學(xué)術(shù)論文，供學(xué)有余力的學(xué)生閱讀，了解學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)。

-實(shí)驗(yàn)視頻：收集一些專業(yè)的物理實(shí)驗(yàn)視頻，如不同材料的導(dǎo)體I-U特性曲線實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生直觀地了解實(shí)驗(yàn)過(guò)程和現(xiàn)象。

2.拓展建議

-鼓勵(lì)學(xué)生利用課余時(shí)間閱讀相關(guān)書(shū)籍，加深對(duì)導(dǎo)體I-U特性曲線理論知識(shí)的理解。

-建議學(xué)生關(guān)注科普文章，學(xué)會(huì)將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際生活，提高解決問(wèn)題的能力。

-對(duì)于學(xué)有余力的學(xué)生，可以閱讀學(xué)術(shù)論文，培養(yǎng)科學(xué)探究精神和創(chuàng)新能力。

-組織學(xué)生觀看實(shí)驗(yàn)視頻，學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)操作技巧，為課堂實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)。

-鼓勵(lì)學(xué)生參與學(xué)校或社區(qū)的物理科普活動(dòng)，拓寬知識(shí)視野，增強(qiáng)實(shí)踐能力。

-提供一些設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)探究不同條件下導(dǎo)體I-U特性曲線的變化，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力。

-建議學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)，開(kāi)展小組合作研究，探討導(dǎo)體I-U特性曲線在電子電路中的應(yīng)用，提高團(tuán)隊(duì)合作能力。七、課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)一、課堂小結(jié)

1.總結(jié)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)導(dǎo)體I-U特性曲線的基本概念、歐姆定律與I-U特性曲線的關(guān)系以及繪制和應(yīng)用I-U特性曲線的重要性。

2.強(qiáng)調(diào)導(dǎo)體I-U特性曲線在電路分析中的應(yīng)用，使學(xué)生形成完整的知識(shí)體系。

3.肯定學(xué)生的表現(xiàn)，鼓勵(lì)他們繼續(xù)努力，提高對(duì)物理學(xué)科的興趣。

二、當(dāng)堂檢測(cè)

1.設(shè)計(jì)隨堂練習(xí)題，涵蓋導(dǎo)體I-U特性曲線的定義、歐姆定律與I-U特性曲線的關(guān)系以及繪制和應(yīng)用I-U特性曲線等知識(shí)點(diǎn)。

2.隨堂練習(xí)題應(yīng)具有一定的難度梯度，以滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

3.在課堂上預(yù)留一定時(shí)間，讓學(xué)生完成隨堂練習(xí)題，并鼓勵(lì)學(xué)生相互討論、互相幫助，共同解決問(wèn)題。

4.教師在學(xué)生完成練習(xí)后，及時(shí)批改并給予反饋，對(duì)學(xué)生的表現(xiàn)給予肯定，對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行糾正和講解。

5.通過(guò)隨堂練習(xí)，檢查學(xué)生對(duì)導(dǎo)體I-U特性曲線知識(shí)的掌握情況，發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問(wèn)題，為后續(xù)教學(xué)提供參考。

6.鼓勵(lì)學(xué)生在課后繼續(xù)鞏固所學(xué)知識(shí)，提高解題能力，為今后的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。八、板書(shū)設(shè)計(jì)①導(dǎo)體I-U特性曲線的基本概念

-定義

-意義

②歐姆定律與I-U特性曲線的關(guān)系

-歐姆定律公式

-歐姆定律在I-U特性曲線中的體現(xiàn)

③繪制和應(yīng)用I-U特性曲線

-實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集

-曲線繪制方法

-曲線分析與應(yīng)用

④非線性導(dǎo)體的I-U特性曲線

-特點(diǎn)

-應(yīng)用案例

⑤課堂小結(jié)

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)回顧

-學(xué)生表現(xiàn)評(píng)價(jià)

板書(shū)設(shè)計(jì)應(yīng)條理清楚、重點(diǎn)突出、簡(jiǎn)潔明了，以便于學(xué)生理解和記憶。同時(shí)，板書(shū)設(shè)計(jì)應(yīng)具有藝術(shù)性和趣味性，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。課后作業(yè)1.繪制線性導(dǎo)體的I-U特性曲線，并分析其變化趨勢(shì)。

2.給定不同電壓，計(jì)算非線性導(dǎo)體的電流，繪制其I-U特性曲線，并分析其特點(diǎn)。

3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，探究溫度對(duì)導(dǎo)體I-U特性曲線的影響。

4.分析實(shí)際電路中，如何利用I-U特性曲線判斷電路的工作狀態(tài)。

5.結(jié)合所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的電路，并繪制其I-U特性曲線。

補(bǔ)充和說(shuō)明：

1.繪制線性導(dǎo)體的I-U特性曲線，并分析其變化趨勢(shì)。

答案：線性導(dǎo)體的I-U特性曲線是一條通過(guò)原點(diǎn)的直線，斜率等于導(dǎo)體的電阻值。隨著電壓的增加，電流呈線性增加。

2.給定不同電壓，計(jì)算非線性導(dǎo)體的電流，繪制其I-U特性曲線，并分析其特點(diǎn)。

答案：非線性導(dǎo)體的I-U特性曲線通常不是直線，而是呈現(xiàn)出非線性關(guān)系。例如，二極管的I-U特性曲線在正向偏置時(shí)呈指數(shù)增長(zhǎng)，而在反向偏置時(shí)電流幾乎為零。

3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，探究溫度對(duì)導(dǎo)體I-U特性曲線的影響。

答案：可以通過(guò)改變導(dǎo)體的溫度（例如加熱或冷卻），測(cè)量不同溫度下的I-U特性曲線。通常情況下