运用DIS探究《导体的伏安特性》教学设计

——人教版高中物理（选修3-1）第二章《恒定电流》、第3节《欧姆定律》

张建国（广东佛山南海区桂城中学 528200）

【关键词】欧姆定律 教学设计 传感器 DIS 线性元件 非线性元件
伏安特性

【摘要】1．采用传感器和DIS（数字化信息系统）获取导体的伏安特性曲线，完成采用传统教学手段一课时不可能实现的教学目标！ 2．本节课设计了四个探究环节：（1）描绘金属导体伏安特性曲线（2）线性元件与欧姆定律（3）描绘小灯泡（二极管）的伏安特性曲线（4）非线性元件、非线性伏安特性曲线的理解与应用 3．本节课采用小组合作形式，通过多媒体教学网络广播系统共享实验结果．

【教学内容分析】

1．教材分析：人教版高中物理（选修3-1）第二章《恒定电流》、第3节《欧姆定律》，教材首先回顾了初中学过的电阻的定义式及欧姆定律，然后重点阐述了导体的伏安特性，并分别描绘了小灯泡、半导体二极管的伏安特性曲线，对比它们导电性能．

2．《课程标准》要求：（1）观察并尝试识别常见的电路元器件，初步了解它们在电路中的作用；（2）分别描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的I－U特性曲线，对比它们导电性能的特点．

【教学对象分析】

1．学生在初中已经学习过的电阻的测量、电压的调节等电路的相关基础知识，为本节实验方案设计打下基础；

2．初中已经学习过的欧姆定律基础知识，为欧姆定律的深化理解起了铺垫作用；

3．学生具备了一定的探究能力、逻辑思维能力、归纳演绎能力．

【教学目标】

1．知识与技能

（1）了解线性元件及其特点；

（2）理解欧姆定律及其适用条件；

（3）了解非线性元件及其特点．

2．过程与方法

（1）通过亲历《导体伏安特性曲线》描绘的全过程，进一步熟知科学探究的各环节；

（2）通过描绘导体伏安特性曲线，体会图线法在物理学中的作用；

（3）初步掌握传感器、DIS（数字化信息系统）的操作和使用方法．

3．情感态度与价值观

（1）通过使用传感器和DIS（数字化信息系统），增强数字化、信息化科学意识；

（2）通过与同学的讨论、交流、合作，提高学生主动与他人合作的意识．

（3）通过多媒体教学网络广播系统共享实验结果，享受分享和成功带来的喜悦、提高学生合作共享意识．

【教学重点】

1．线性元件与欧姆定律；

2．线性伏安特性曲线的理解与应用．

【教学难点】

1．实验方案的设计与电路连接、DIS（数字化信息系统）的使用；

2．非线性伏安特性曲线的理解与应用．

【教学策略设计】

1．《课程标准》要求：（1）观察并尝试识别常见的电路元器件，初步了解它们在电路中的作用；（2）分别描绘电炉丝、小灯泡、半导体二极管的I－U特性曲线，对比它们导电性能的特点．这是采用传统教学手段一课时不可能实现的教学目标！

而采用传感器和DIS（数字化信息系统）获取导体的伏安特性曲线，利用现代化信息技术，不仅大大提高了课堂教学效率，而且增强了学生数字化、信息化科学意识；

2．本节课设计了四个探究环节：

（1）探究环节一：描绘金属导体（合金丝绕成的5Ω、10Ω电阻）伏安特性曲线

该环节包括实验设计、电路连接、数据收集、数据的图线法处理，得出金属导体的伏安特性曲线是“过原点的直线”的实验结论．其中包含了科学探究的“提出问题、设计实验、数据收集、分析论证、结论评估”诸多环节，使学生进一步熟知科学探究的各环节．

（2）探究环节二：线性元件与欧姆定律

（3）探究环节三：描绘小灯泡（二极管）的伏安特性曲线

（4）探究环节四：非线性元件与非线性伏安特性曲线的理解与应用

其中环节一、三，均采用两组差异化的实验器材——合金丝绕成的5Ω与10Ω电阻；小灯泡与二极管，这样设计，既提高了实验效率，又使实验具有了普遍性．而通过寻找两组不同曲线的异同，又能自然总结出线性元件、非线性元件的概念和特点．

3．本节课采用小组合作形式，使学生通过与同学的讨论、交流、合作，提高学生主动与他人合作的意识；通过多媒体教学网络广播系统共享实验结果，享受分享和成功带来的喜悦、提高学生合作共享意识．

【教学设备】

25组描绘导体伏安特性曲线器材、友高数字化实验系统、多媒体教学网络广播系统、多媒体课件展示、实物投影仪、半波全波整流滤波线路板．

【教学过程】图片较多，粘贴不上，下见附件