教學活動設計與實施
新類導出
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探索一：未知內(nèi)阻檢測
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學習繪制 UI 圖像
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課堂總結(jié)
新類導出
問題場景：組裝帶有視頻和圖片的聲控LED時，由于缺少10Ω阻值導致聲控LED無法正常使用。
提問：如果此時實驗室中存在未知內(nèi)阻，如何檢測這個未知內(nèi)阻的阻值？
探索一：未知內(nèi)阻檢測
1. 設計實驗方案
組織中學生分組討論檢測未知內(nèi)阻的實驗方案，簡要說明實驗過程，繪制實驗電路圖和實驗數(shù)據(jù)記錄表。
設計完成后，選取兩組中學生的方案上傳到大屏幕上，由中學生代表講解自己的設計思路。 引導其余中學生對兩組實驗方案進行比較和評價，思考哪一個更好，最后通過小組討論確定實驗方案。
2. 小組實驗
在中心大廳開啟虛擬實驗VR模擬互動講義《未知內(nèi)阻的測量》，組織中學生三人一組進行實驗，其中一人操作，另一人負責監(jiān)督、檢查、記錄數(shù)據(jù)并保護操作實驗的朋友的安全。
溫馨提示：①斷開電路時開關(guān)應處于斷開狀態(tài)； ②接表時要注意“正”和“負”； ③注意水表阻值的選用； ④滑動變阻器合閘開關(guān)前的滑板應滑動到最大阻力處。
三、交流報告
實驗完成后，每組中學生的實驗記錄表將通過照片上傳到大屏幕上。 中學生通過實驗檢測出虛擬實驗中的未知電阻值為10Ω。
學習繪制 UI 圖像
在化學中電阻的測量ppt免費，不僅可以使用列表法，還可以使用圖像法來探究兩個數(shù)學量之間的關(guān)系。 要求中學生將剛才未知內(nèi)阻實驗中測得的多組U、I數(shù)據(jù)繪制連接在坐標軸上，觀察最終圖像的特征。
鼓勵中學生發(fā)言討論，確認剛才檢測的固定電阻值的UI圖像是比例圖像。 問個問題：內(nèi)阻都是比例圖嗎？
探索二：研究小燈泡的內(nèi)阻
1. 設計實驗方案
請中學生結(jié)合剛才畫UI圖的方法，設計一個學習小燈泡UI圖的實驗方案。 展示中學生自己設計的實驗電路圖和實驗程序，讓實驗方案在集體講解中越來越成立。
2. 小組實驗
組織中學生在中心大廳打開虛擬實驗VR仿真互動講義《小燈泡電阻的研究》電阻的測量ppt免費，按照電路圖連接電路。 聯(lián)通滑塊逐漸增大小燈泡兩端的電流，讓鎢絲由暗變亮，記錄幾組電流和電流值。
最后用表中的實測數(shù)據(jù)勾勒出燈泡的UI形象。
3.通信分析
在大屏幕上顯示三組中學生繪制的小燈泡UI圖，發(fā)現(xiàn)小燈泡的UI圖是一條曲線。
問題一：歐姆定理告訴我們電壓和電流成反比，為什么小燈泡的電壓和電流不成反比？
組織中學生討論交流，得出結(jié)論電壓與電流的反比一定是一個恒定的電阻值。 既然電壓和電流不成反比，就說明內(nèi)阻可能發(fā)生了變化。
問題二：小燈泡的阻值有變化嗎？
引導中學生根據(jù)表中檢測到的多組電流和電流數(shù)據(jù)，計算小燈泡在不同電流下的電阻值。
再次在大屏幕上展示中學生的估算結(jié)果，發(fā)現(xiàn)實驗中小燈泡的內(nèi)阻在逐漸減小。
問題三：內(nèi)阻與電流、電流無關(guān)。 為什么燈泡的內(nèi)阻會隨著電流和電流的變化而變化？
引導中學生結(jié)合課本知識和日常生活中的現(xiàn)象進行交流和解釋，最后得出結(jié)論：在剛才的實驗中，當小燈泡兩端的電流逐漸增大時，小燈泡的色溫小燈泡的鎢絲由暗變亮，鎢絲的溫度逐漸下降，小燈泡的電阻逐步減小。 為此，可以初步推測，小燈泡的內(nèi)阻會隨著溫度的下降而降低。
課堂總結(jié)
鼓勵中學生發(fā)言復習本課完成的兩個實驗，包括實驗技巧、實驗原理和注意事項。 教師補充說明，其他中學生總結(jié)記錄在學習案例草稿上。
最后，請中學生課后根據(jù)本課內(nèi)容思考一個問題：為什么白熾燈一關(guān)就容易燒壞？ 工作一段時間后不容易倦怠？
教學反思
本課是整合中央圖書館虛擬實驗資源的新型實驗教學探究課。 在教學過程中，通過多次活動，中學生分組合作，經(jīng)歷了“發(fā)現(xiàn)問題——提出問題——大膽猜測——設計實驗方案——實驗操作——觀察現(xiàn)象——獲取實驗數(shù)據(jù)——分析實驗”的完整實驗探究過程。數(shù)據(jù)——歸納實驗結(jié)果”有效培養(yǎng)了中學生的科學探究能力和核心數(shù)學素質(zhì)。
中心大廳虛擬實驗資源的應用是本次課堂的亮點，有效提高了課堂效率，降低了設備消耗，讓中學生感受了信息技術(shù)的魅力。
在虛擬現(xiàn)實的理想環(huán)境中，中學生自主探索，完成了“未知內(nèi)阻的測量”和“小燈泡電阻值研究”兩個實驗，學習了列表法和圖像法兩種不同的數(shù)據(jù)處理方式方法，提高了他們通過剖析多組數(shù)據(jù)得出實驗推論的能力。
專家點評
鄭其武
成都教育科學研究院教師、研究員
這門課的課程設計和中學生的完成度都很好。
首先，在課程設計中，不僅是“測量電阻值”的常規(guī)實驗，講師還結(jié)合UI形象，引導中學生進行“研究小燈泡內(nèi)阻”的實驗》，讓中學生進一步探究小燈泡的UI圖像為什么不是直線、小燈泡的內(nèi)阻特性等問題，實現(xiàn)了教學的改進和拓展。
其次，活動環(huán)節(jié)中，老師對中學生給予了很多鼓勵的點評，中學生也都表現(xiàn)出濃厚的興趣和求知欲，整體課堂氣氛十分活躍。
但是這個類還有改進的余地。 實驗教學指出“虛實結(jié)合”，建議教師減少物理實驗的教學內(nèi)容，虛實對比，以虛促實。
據(jù)悉，虛擬實驗還應發(fā)揮其更大的優(yōu)勢和價值，如：內(nèi)阻會隨著溫度的下降而降低，虛擬實驗能否實時顯示鎢絲的體溫并計算電流內(nèi)阻？阻值； 探討白熾燈為什么容易燃燒，是否??可以借助虛擬實驗創(chuàng)設情境，幫助中學生進行情境探究。
打開中央圖書館虛擬實驗教學服務系統(tǒng)，獲取本課教學視頻、教學設計、課件等內(nèi)容。 歡迎各位老師登錄體驗！ 如需試用賬號，可掃描二維碼咨詢：
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供稿：中央圖書館虛擬實驗工作組
審稿人：馮繼兵
一審：周鑫