/ 让教学更有效 精品试卷 | 物理学科 欧姆定律 第六节 设计恒温电热杯 教材 解读 本节课是在学生掌握了“不同物质导电性”“影响电阻大小因素”“欧姆定律”“利用欧姆定律测电阻”的内容后的跨工程的实践活动。涉及温度控制、电路设计、传感器应用等知识点,不论是所涉及学科知识的综合程度还是实践任务的复杂程度,均对学生提出比较高的要求,一定程度体现了教材对九年级学生工程实践能力的综合定位。该课时设计了完整的工程实践过程及思维方式,将学校课程的学习经验迁移到社会生活实践中去,积极参与实践问题的讨论与解决。 教材结合学生之前所学的内容,采用了任务驱动的方法,通过分解复杂问题帮助学生理解。将课程拆分为四个任务,任务一、认识敏感元件;任务二、设计恒温电热杯的温度显示系统;任务三、制作恒温电热杯的电子测温装置;任务四、设计恒温电热杯的控温工作流程。通过以上目标,学生不仅能掌握物理知识与工程技术,更能形成“发现问题———解决问题———服务社会”的素养闭环,体现科学教育的实践性与育人价值。 学 习 目 标 物理观念 1.通过加热电路设计、分析电流与电压、电阻的关系。 2.区分正温度系数(PTC)与负温度系数(NTC)电阻的温度响应机制。 3.综合运用欧姆定律、电阻特性理解电路设计与温度控制的关联性。 4.多学科知识融合,物理与工程结合;电路设计与机械结构优化;新兴技术应用,通过编程实现温度智能化控制。 科学思维 1.经历“问题分析-设计-制作-测试-优化”的完整工程流程,强化系统化解决问题的能力。 2.通过设计报告撰写与展示,提升科学表达与批判性思维能力。 科学探究 1.通过动手制作和调试,掌握传感器、控制电路等工程元件的基础应用,体会自动化技术的底层逻辑。 2.鼓励创新设计,结合不同用户需求提出改进方案,从失败中反思,培养迭代优化能力。 科学态度 与责任 1.通过真实的产品设计,打破学科壁垒,培养学生“像工程师一样思考”的素养。 2.分组完成任务,培养分工协作与成果分享能力。 重 点 难 点 重点:理解电流、电压、电阻的关系,结合热敏电阻(NTC/PTC)的温度特性,掌握非电学量(温度)到电学量(电阻/电压)的转换原理。根据所选的热敏电阻,设计并分析电子测温系统中显示系统的电路对应的原理,提升应用知识解决实际问题的能力。 难点:融合物理(电学、热学)信息技术(编程)、工程(结构设计)等学科知识设计恒温自动控制系统的工作流程,并尝试用程序语言描述工作流程。 教 学 实 施 步 骤 第一课时:原理学习与设计 1.问题导入:展示普通保温杯的不足,讨论恒温需求。 2.知识铺垫:实验1:测量NTC电阻随温度变化(热水浸泡+万用表测量)。 实验2:观察PTC加热片通电后的自限温特性。 3.分组设计:绘制电路图,标注元件参数。 第二课时:制作与测试 1.电路搭建:连接各元件,教师示范关键节点。 2.功能测试:倒入常温水,通电后记录升温时间,用温度计实时监测水温,验证温控开关阈值。 3.优化改进:讨论如何减少温度波动(如增加热敏电阻与杯壁接触面积) 备课 资料 word版电子教案、匹配的课件见电子资源 教师活动 学生活动 设计意图 【导入新课】 展示普通电热杯,提出缺点,无法恒温、容易烧干出现危险,引出恒温电热杯的话题。恒温电热杯不仅有加热系统,还有温度监测系统和温度控制系统。 学生观察、思考 生活实际问题引入,让学生感受物理与生活的关系。 【新课教学】 教师介绍:恒温电热杯不仅有加热系统,还有温度监测系统和温度控制系统。 (续表) 教师活动 学生活动 设计意图 任务一:认识敏感电阻 敏感电阻能灵敏监测某种物理、化学信息,通过一定的电路将其转化为电信号,在电子元件中利用敏感元件感知外界信息,为自动控制提供了便利。常见的敏感元件有压敏、光敏、热敏、 ... ...
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