教學(xué)活動設(shè)計(jì)與實(shí)施
新類導(dǎo)出
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探索一：未知內(nèi)阻檢測
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學(xué)習(xí)繪制 UI 圖像
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課堂總結(jié)
新類導(dǎo)出
問題場景：組裝帶有視頻和圖片的聲控LED時(shí)，由于缺少10Ω阻值導(dǎo)致聲控LED無法正常使用。
提問：如果此時(shí)實(shí)驗(yàn)室中存在未知內(nèi)阻，如何檢測這個(gè)未知內(nèi)阻的阻值？
探索一：未知內(nèi)阻檢測
1. 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案
組織中學(xué)生分組討論檢測未知內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)方案，簡要說明實(shí)驗(yàn)過程，繪制實(shí)驗(yàn)電路圖和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表。
設(shè)計(jì)完成后，選取兩組中學(xué)生的方案上傳到大屏幕上，由中學(xué)生代表講解自己的設(shè)計(jì)思路。 引導(dǎo)其余中學(xué)生對兩組實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行比較和評價(jià)，思考哪一個(gè)更好，最后通過小組討論確定實(shí)驗(yàn)方案。
2. 小組實(shí)驗(yàn)
在中心大廳開啟虛擬實(shí)驗(yàn)VR模擬互動講義《未知內(nèi)阻的測量》，組織中學(xué)生三人一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中一人操作，另一人負(fù)責(zé)監(jiān)督、檢查、記錄數(shù)據(jù)并保護(hù)操作實(shí)驗(yàn)的朋友的安全。
溫馨提示：①斷開電路時(shí)開關(guān)應(yīng)處于斷開狀態(tài)； ②接表時(shí)要注意“正”和“負(fù)”； 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(yīng)滑動到最大阻力處。
三、交流報(bào)告
實(shí)驗(yàn)完成后，每組中學(xué)生的實(shí)驗(yàn)記錄表將通過照片上傳到大屏幕上。 中學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)檢測出虛擬實(shí)驗(yàn)中的未知電阻值為10Ω。
學(xué)習(xí)繪制 UI 圖像
在化學(xué)中電阻的測量ppt免費(fèi)，不僅可以使用列表法，還可以使用圖像法來探究兩個(gè)數(shù)學(xué)量之間的關(guān)系。 要求中學(xué)生將剛才未知內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)中測得的多組U、I數(shù)據(jù)繪制連接在坐標(biāo)軸上，觀察最終圖像的特征。
鼓勵(lì)中學(xué)生發(fā)言討論，確認(rèn)剛才檢測的固定電阻值的UI圖像是比例圖像。 問個(gè)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(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案
請中學(xué)生結(jié)合剛才畫UI圖的方法，設(shè)計(jì)一個(gè)學(xué)習(xí)小燈泡UI圖的實(shí)驗(yàn)方案。 展示中學(xué)生自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖和實(shí)驗(yàn)程序，讓實(shí)驗(yàn)方案在集體講解中越來越成立。
2. 小組實(shí)驗(yàn)
組織中學(xué)生在中心大廳打開虛擬實(shí)驗(yàn)VR仿真互動講義《小燈泡電阻的研究》電阻的測量ppt免費(fèi)，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(shí)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(xué)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(xué)生討論交流，得出結(jié)論電壓與電流的反比一定是一個(gè)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(dǎo)中學(xué)生根據(jù)表中檢測到的多組電流和電流數(shù)據(jù)，計(jì)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(xué)生的估算結(jié)果，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)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(dǎo)中學(xué)生結(jié)合課本知識和日常生活中的現(xiàn)象進(jìn)行交流和解釋，最后得出結(jié)論：在剛才的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)小燈泡兩端的電流逐漸增大時(shí)，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(lì)中學(xué)生發(fā)言復(fù)習(xí)本課完成的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，包括實(shí)驗(yàn)技巧、實(shí)驗(yàn)原理和注意事項(xiàng)。 教師補(bǔ)充說明，其他中學(xué)生總結(jié)記錄在學(xué)習(xí)案例草稿上。
最后，請中學(xué)生課后根據(jù)本課內(nèi)容思考一個(gè)問題：為什么白熾燈一關(guān)就容易燒壞？ 工作一段時(shí)間后不容易倦怠？
教學(xué)反思
本課是整合中央圖書館虛擬實(shí)驗(yàn)資源的新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)探究課。 在教學(xué)過程中，通過多次活動，中學(xué)生分組合作，經(jīng)歷了“發(fā)現(xiàn)問題——提出問題——大膽猜測——設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案——實(shí)驗(yàn)操作——觀察現(xiàn)象——獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)——分析實(shí)驗(yàn)”的完整實(shí)驗(yàn)探究過程。數(shù)據(jù)——?dú)w納實(shí)驗(yàn)結(jié)果”有效培養(yǎng)了中學(xué)生的科學(xué)探究能力和核心數(shù)學(xué)素質(zhì)。
中心大廳虛擬實(shí)驗(yàn)資源的應(yīng)用是本次課堂的亮點(diǎn)，有效提高了課堂效率，降低了設(shè)備消耗，讓中學(xué)生感受了信息技術(shù)的魅力。
在虛擬現(xiàn)實(shí)的理想環(huán)境中，中學(xué)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(gè)實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)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(shí)驗(yàn)推論的能力。
專家點(diǎn)評
鄭其武
成都教育科學(xué)研究院教師、研究員
這門課的課程設(shè)計(jì)和中學(xué)生的完成度都很好。
首先，在課程設(shè)計(jì)中，不僅是“測量電阻值”的常規(guī)實(shí)驗(yàn)，講師還結(jié)合UI形象，引導(dǎo)中學(xué)生進(jìn)行“研究小燈泡內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)》，讓中學(xué)生進(jìn)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(shí)現(xiàn)了教學(xué)的改進(jìn)和拓展。
其次，活動環(huán)節(jié)中，老師對中學(xué)生給予了很多鼓勵(lì)的點(diǎn)評，中學(xué)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(gè)類還有改進(jìn)的余地。 實(shí)驗(yàn)教學(xué)指出“虛實(shí)結(jié)合”，建議教師減少物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容，虛實(shí)對比，以虛促實(shí)。
據(jù)悉，虛擬實(shí)驗(yàn)還應(yīng)發(fā)揮其更大的優(yōu)勢和價(jià)值，如：內(nèi)阻會隨著溫度的下降而降低，虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)芊駥?shí)時(shí)顯示鎢絲的體溫并計(jì)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(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)情境，幫助中學(xué)生進(jìn)行情境探究。
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-結(jié)尾-
供稿：中央圖書館虛擬實(shí)驗(yàn)工作組
審稿人：馮繼兵
一審：周鑫