高二物理电能的输送教案 人教版

高二物理电能的输送教案 人教版

高二物理电能的输送教案 ‎ 教学设计 ‎　　一．教学目标 ‎　　1、知识与技能 ‎　　(1) 知道“便于远距离输送”是电能的优点之一；知道输电的过程。‎ ‎　　(2) 知道什么是导线上的功率损耗和电压损耗；知道如何减小损耗。‎ ‎　　(3) 理解为什么远距离输电要用高压。‎ ‎　　(4) 会设计电能输送的示意图，并理解电压损耗和能量损耗的关系。‎ ‎　　(5) 培养学生综合全面的分析问题和解决问题的能力。‎ ‎　　(6) 培养学生实事求是的科学态度。‎ ‎　　2、过程与方法 ‎　　(1) 利用研究性学习小组的调查和学生合作学习相互结合，探索物理规律。‎ ‎　　(2) 利用多媒体课件与课堂演示实验相互结合，探究物理规律。‎ ‎　　3、情感态度与价值观 ‎　　(1) 通过我国超导研究的介绍，激发学生的爱国热情。‎ ‎　　(2) 通过对实际生活中的电能输送问题分析讨论，激发学生探索物理规律的热情。‎ ‎　　(3) 通过学生对海高用电情况调查和计算，培养学生从身边事做起养成节约能源的好习惯。‎ ‎　　(4) 体验合作探究学习的快乐，调节人际交往能力，协调能力。‎ ‎　　二、教学重点 ‎　　设计电能输送的示意图，并理解输电过程中的电压损耗和能量损耗的关系。‎ ‎　　三、教学难点 ‎　　输电过程中要保证输送功率不变，理解输电过程中的电压损耗和能量损耗的关系。‎ ‎　　四、教学过程设计 教学程序 教师的活动 学生的活动 ‎1、 创设问题情境，激发学生合作探究情感 引入 ‎1、两会照片总理的关于科学发展与和谐社会的论述。要实现可持续发展，就是要使有限的能源发挥最大效益。‎ ‎2、我国缺电现状，图片和网上新闻资料，浙江为缺电全国之最。海宁缺电的现状了解每年供给海宁的总电量为2048410.81万瓦。你能根据所学的物理知识，从研究者的角度对电能的节约输送给几点更好的建议？‎ ‎1、了解国情，电力能源紧缺。‎ ‎2、学生受到震撼，回顾自己身边的缺电情况会，产生共鸣。‎ ‎3、思索电能的有效利用问题。‎ ‎4、积极动脑思考。‎ ‎2、提出讨论问题，引出新课 ‎1、设问：我国最大的发电站是三峡。三峡电站对我们华东输送了很多的电能（图表资料）黑板画图电站至华东地区为分析后面的输电图做铺垫。‎ ‎2、设问：从三峡到华东地区遥遥数千里怎样减小输电过程中的能量损耗是值得探索的问题。‎ ‎1、三峡工程堪称世界之最，激发学生爱国及自豪情感。‎ ‎2、学生积极思考远距离输电节能问题。‎ ‎3、师生互动学习 ‎1、引导学生回答导线上的损耗用公式：‎ ‎2、引导从学过电阻定律角度分析学生参与合作学习。‎ 学生回顾焦耳定律。‎ 思索导线损耗的几个方面。‎ ‎4、学习小组合作学习 ‎1、布置合作学习任务：请以学习小组为单位展开讨论，从减小电阻方面考虑，你有什么好的建议呢？并将你们的讨论结果写在合作学习交流卡上。‎ 学习小组合作学习。学生在学习小组中发表意见，在组内及组与组之间互动交流。‎ ‎5、学习小组讨论结果 ‎1、选择较好的结果投影并分析。‎ ‎2、提问其他同学补充分析。‎ 学生小声议论并补充自己的意见。‎ ‎6、研究小组给出的调查结果 第一小组：介绍金属电阻率知识，和我国超导的现状调查结果。得出ρ的减小是有限的用我国超导研究的成果对学生进行爱国主义教育。‎ ‎1、学生利用课余时间搜集资料，培养了自主学习的能力 ‎2、学生积极参与，积极思考 ‎7、 师生互动学习 根据交流卡上的题目，计算导线截面积S。‎ ‎2、培养学生计算能力，截面积S的计算结果为96000mm2这样粗的导线实际是不可能有的，通过计算让学生知道S的增大是有限的。‎ 学生积极动手计算，并思考计算结果。‎ ‎8、研究小组给出的调查结果 ‎1、第二组海宁实际输电材料调查结果。‎ ‎2、利用实际导线模型教育，能够加深同学对电能输送的实际认识，便于理解教材的结论。‎ ‎1、学生利用课余时间搜集资料，培养学生自主学习的能力。‎ ‎2、学生积极参与和思考。‎ ‎9、师生互动学习 引导学生总结，从减小电阻方面考虑是有一定局限的。‎ 学生积极参与，并参与讨论。‎ ‎10、师生互动学习 ‎1、引导学生讨论第二个方案：即从减小电流方面考虑。‎ ‎2、设疑，引导学生思索；师：对于减小电流我有一个很好的创意说出来同学们看行不行？如上面例题中只要将输入功率从200KW减小到2KW这样就可以使输电电流减小到原来的1/100了。这样做可以吗？‎ ‎1、生积极参与，积极思考。‎ ‎2、从新观看上面的例题，分析。‎ ‎3、学生沉思，并小组讨论。‎ ‎11、师生互动讨论 ‎1、请学生发表自己的见解。‎ 教师总结根据：P=UI（板书）必须保证输送的电功率一定。才能达到实际应用的目的。形象说明，如海高每个教室有11盏等，如果输送来的功率减小了，那么意味着现在只能开一盏等了，这不是我们需要的结果。所以必须保证输送电功率P不变。‎ ‎1、小声议论同学的结论，并思索。‎ ‎2、回忆功率公式：P=UI。‎ ‎12、师生互动学习 ‎1、根据：P=UI（知要减小I而且P不变，则必须升高电压U。‎ ‎2、计算说明，如果能使输电线路中的电流减小为原来的1%则能量损耗就可以减小为原来的1/10000 。‎ 学生积极计算，积极思考 ‎1、学生认真观察并积极思考。‎ ‎13、师生互动，实验探究。‎ ‎1、利用实验演示仪，研究输电过程。采用低压输电和高压输电两种方式模拟输电。验证高压输电能有效的减少线路中的损耗。‎ ‎2、教师做实验：输入电压为6伏正弦交流电，电流也相同，可以保证输入电功率相同。‎ ‎3、请学生们认真观察小灯泡的亮度情况，并描述观察结果。‎ ‎2、学生回答 ：上面的小灯泡比下面的亮，能说明采用高压输电的线路损耗比较少。‎ ‎14、学习小组合作学习 ‎1、师：请你在观察模拟演示输电过程的基础上，猜想实际电能输送的示意图是怎样的呢？‎ ‎2、并请在合作学习交流卡上把你想到的电能输送的示意图画出。‎ 学生在学习小组中发表意见，在组内及组与组之间互动交流 ‎15、利用多媒体课件互动，解决教学难点。‎ ‎1、用多媒体，把电能输送的示意图，制成拼图游戏，降低难度，并使学生接受快。‎ ‎2、请画好图的同学到前面来，组合输电原理示意图。（课件1、课件2）‎ ‎1、学生相互讨论，组与组之间互动交流。‎ ‎2、学生十分兴奋，并认真对比自己的图与同学拼好的示意图。分析那种更合理。‎ ‎16、利用多媒体课件互动，解决教学重点 ‎1、请同学在课件上标出，输电示意图中的各部分电压关系，能量关系。‎ ‎2、（板书）电压关系：U1/U2=n1/n2 　U3/U4=n3/n4 U2= U3 +U线能量关系：p1=p2 p3=p4 　p2=p线+p3‎ ‎3、指导学生反复观察实验仪器上的演示，思考上述关系。‎ ‎1、学生十分积极讨论。2、认真思考各部分的电压关系，思考能量关系，并做记录。‎ ‎17、尝试运用 ‎1、你知道海高每年用多少电吗？看了一个研究小组的调查结果后，我们就能够更理解学校的关灯检查制度了！‎ ‎2、在学生展示调查结果后，根据调查结果出讨论问题：‎ ‎（1）海高组变压器匝数之比为？输入：10000V输出：220V ‎（2）如果能节约用电10%,那么等于多少户居民，用电一天呢。（中等收入家庭日耗电量5度）‎ ‎3、若使海高30只教室的灯都能正常发光且电能是从50公里外，瓦山电站以110KV输送的。则线路中损耗多少瓦电能。（ρ铝=2.9x10-8Ω.m ）‎ 研究小组学生展示调查结果：‎ ‎1、梅园变压所，输进海高电压50000V，经变压器转化为380V和220V两种电压。‎ ‎2、校园内每只教室有11盏40W的等，和6只90瓦的电风扇，还有空调电脑各种用电器若干。每月平均消耗电能3万KWh，年耗电量36万KWh ‎18、教师总结渗透德育教育 当前电力紧张，如果我们能用举手之劳，给别人带来光明的快乐，这不是一件十分有意义的事吗！‎ 学生受到震撼，产生教育共鸣。‎ ‎19、小结 我们今天通过电能输送的学习掌握了，‎ ‎1、输电的原理示意图 ‎2、并知道了导线上的电压损失，功率损失 学生边听一边整理笔记，一边回顾这节课所学内容。‎ ‎3、会用电压关系和能量关系分析输电问题。（注意哪里是导线电压，哪里是输出电压，哪里是输入电压）‎ ‎20、课后作业 请你在阅读课本的基础上，想一想在远距离输电时，是不是电压越大越好呢?‎ 发散性问题培养学生辨证分析问题和全面分析问题的能力。‎ 学生整理记录。‎ ‎　　课后反思：‎ ‎　　一、利用多媒体整合教学资源使问题情境更形象生动有感染力 ‎　　教师应该根据学生实际和当地环境，从大量的教学资源中精选适当的内容为物理课堂教学服务。‎ ‎　　第一个环节收集教学资源。收集时应注意：‎ ‎　　① 收集学生难以见到的、有重要物理意义的、展示科学技术发展的实况录像。‎ ‎　　② 利用快录、慢录、显微摄影等技术手段拍摄的音像资料，向学生展示物理过程的细节。‎ ‎　　③ 收集课堂上难以完成的实验录像资料。‎ ‎　　④ 收集的教学课件不仅要画面精美、内容生动丰富而且还要知识性准确、科学性强。‎ ‎　　⑤ 收集与教学内容紧密相关的图片、新闻资料、视频资料。‎ ‎　　第二个环节组织和利用教学资源 ‎　　有了好材料，还得组织好利用好。上课就好像厨师烧菜一样，一样的材料不同的厨师烧出的口味各不相同，有的好看又好吃有的，有的却难以下咽。区别就在于对材料的组织和利用上。在《电能的输送》这节课教学过程中，我收集了两会的资料图片，2020年我国缺电现状（体现材料真实性权威性）。浙江缺电为全国之最，网上有关缺电的比较有震撼力的图片资料（紧密围绕教学目标）。海宁缺电的现状了解与数据调查，每年（去年）供给海宁的总电量为2048410.81万千瓦时（体现材料的准确性）。上课之前，播放视频CBA篮球赛-万马主场遇大停电 ‎ 杭州宝贝演绎黑暗中的舞者。（围绕教学主题营造愉快轻松环境）上课时我用5张幻灯片链接好，选好先后顺序，用一分半种播放了上述材料。创设一个研究物理问题的情境，然后直接引出课题，今天我们一起来研究的《电能的输送》过程中怎样尽可能减少损耗的问题。在当前全国缺电的社会背景下，怎样使有限的电能最大化的被利用是我们讨论的热点。从当前社会热点问题中引出本节课的任务，体现了物理从实际生活中来，并走向社会的理念。组织和利用教学资源不在多而在于精，精心选取合适恰当的资料，才能达到预期的课堂效果。有这样一次上课经历使我至今难忘，记得讲到《人造卫星的运动和宇宙速度》一节课时，我找到了亚洲一号。卫星发射录像，神州五号载人航天发射录像，还有美国在打击伊拉克的战争中，利用卫星传送信号爱国者导弹成功拦截伊拉克导弹的录像。每一段录像都有各有精彩之处，尤其后两段更能使学生产生共鸣。可两段录像的内容与本节课教学重点（会计算同步卫星轨道高度）有些相差。在第一个班级上课时我把三段录像都放了，这样课堂上师生讨论时间就少了五分钟左右。学生们上课时情绪非常高涨，看后热烈讨论且久久不停，不过议论的话题大多数与课堂教学内容无关。这节课的气氛非常好。（但课后作业情况反馈却很糟糕）在第二个班级上课时，我先放了第一段录像然后提出合作讨论的问题大家研究，用10分钟时间让学生通过小组讨论计算得出同步卫星轨道高度表达式；再分段播放美国在打击伊拉克的战争中，利用卫星传送信号爱国者导弹成功拦截伊拉克导弹的录像；并同步讲解信号是通过同步卫星传送的。由于已经有了轨道高度的概念，学生们议论的话题课堂教学内容相关且有理性的思考。（课后作业情况反馈情况也很好）同样的资料迥然不同的教学效果，差别在于对资料组织和利用上。‎ ‎　　二、尝试应用研究性学习与学习小组合作学习结合的教学模式收到了很好效果 ‎　　美国学者乔伊斯和威尔，于1972年在《教学模式》一书中，归纳出22种教学模式（分为4种基本类型），认为师范生必须掌握其中7-8种教学模式。对教学模式的研究、学习和运用，应根据具体教学条件或情境，形成适合教学实际的“变式”。每一位老师随着教学素养日渐提高，教学信息的大量贮存、教学经验的逐步积累，根据自己的教学实践，对不同的物理教学模式建构起自己的场景，形成自己独立的体验和认识。这时，教学模式的作用会发生微妙的变化。在实际的物理课堂教学中我们要根据具体的教学场景，发挥各种教学模式的优势，灵活运用模式，整合多种模式。在《电能的输送》这节课中我将，合作学习模式和研究性学习模式进行了有机的结合，收到了很好的效果。我利用合作学习卡（详见附表1）的形式把整节课所讨论的问题衔接起来。使合作学习模式贯穿在整节课当中，学生小组的合作学习和师生互动合作学习相互呼应。学生在交流中迸发了思维的火花，这种实时的交流方式使每个人都处在一种交流的过程中，使学生的思维始终处于活跃的状态。研究性学习和合作学习整合会把学习情境推向广域，使人与人之间的交流在更加广阔的时空中进行，学生的自主意识主要通过他人对自己看法的内化和与他人进行比较、判断的过程而逐渐形成的。学习活动的任务分担与成果共享，相互交流与相互评价，使学生能体验到一种被他人接受、信任和认同的情感，这就为学生社会化程度的提高、交际能力的培养、自我意识的发展提供了充分的条件。小组合作让学生能够获得类似科学研究的体验和技能，进而培养合作能力和团队精神。整合两种模式大大提高了学生对课堂问题的参与性和探索性。‎ ‎　　附表1‎ 合作学习交流卡 合作是快乐的，合作学习是高效的学习。请你在学习小组中大胆发表你的见解，让我们一起分享你发现的快乐！‎ 目前全国电力紧缺，初步统计有24个省地区已经拉电、限电，浙江是全国缺电之最，每年（去年）供给海宁的总电量为204841.81万千瓦时，缺电量15%，短期内不可能改变。你能根据所学的物理知识，从研究者的角度对电能的节约输送给几点更好的建议？‎ 导航：从学过的电阻定律角度分析。R=ρL/S你有什么好的建议呢？‎ ‎ ‎ 例、某发电站将总功率为200KW ‎ 的电能，用铝导线输送到10Km以外的工厂。若采用110V电压输送，要求输送过程中损耗为输送总功率的10%，求：导线直径要多大？ρ铝=2.9x10-8Ω.m 导航：‎ ‎1、根据p损=I2R和P输=U输I分析 ‎2、由10%P输= p损=I2R计算R；再由R=ρL/S计算s ‎3、由s=π/4D2 算出D 研究小组给出调查结果，分析实际输电情况：‎ 导航：从减小电流的角度考虑。你有什好的建议呢？‎ 例、讨论由热功率公式p损=I2R知，如果能使输电线路中的电流减小为原来的1%则能量损耗就可以减小为原来的__________。而由P输=U输I可知发电厂输出的总功率不变，则电压必须变为原来的_______________倍 。‎ 实验探究：利用对比实验，定性观察小灯泡发光情况。‎ 导航：‎ ‎1、请你仔细观察小灯泡的亮度思考损耗情况。‎ ‎2、请你在观察上述的实验演示模型的基础上。猜想电能输送的示意图。小组讨论后在卡上画出。‎ 你知道海高每年用多少电吗？看了一个研究小组的调查结果后，我们就能够更理解学校的关灯检查制度了！‎ ‎ ‎ ‎　　学生提出问题后，再由研究性学习小组的同学根据调查结果，给出解答。这样使课堂教学不仅能完成教学任务，更能培养学生自主学习，整理知识和应用知识等多方面能力，使教学目标得以深化和升华。这节课中共有三个研究性学习小组做了如下调查（详见附表2）。‎ ‎　　附表2‎ 海宁实际供电情况调查：‎ ‎1、数据 ‎2、高压导线每段20cm实物模型 海宁每年输入总电量（去年）204841.81万千瓦时，缺电量15%左右。海宁地区最高输电电压220千伏。全市最高负荷326.6兆瓦。输电线距离（35KV+110KV）188.332公里。配电线路长度（10KV等级）超过1000公里，每两根电杆之间的距离一般是30到50米，全市有220KV变电所两座，110KV变电所9座，35KV变电所10座，发电厂两家。输电线路长度一般为铝绞线，导线截面一般为120mm2到250mm2。为了降低输电线路的损耗，要求选用较粗的导线架设。长距离输电时可用提高电压等级的方式。现在我国跨地区输电选用500KV电压等级，正在研究用1000KV电压等级的输电线路。输电线路在架设过程中， 应该考虑有必要的弧垂、防震、防雷击等 海高用电调查 ‎1、从梅园变压所，输进海高电压10000V，经变压器转化为380V和220V两种电压。‎ ‎2、校园内每个教室有11盏40W的灯，和4只90瓦的电风扇，还有电脑300多台空调各种用电器若干。‎ ‎3、每月平均消耗电能3万KWh，年耗电量36万KWh。‎ 种金属电阻率及超导情况调查 ‎1.2000年11月我国第一根百米长的铋系高温超导带材研制成功，达到世界先进水平。该高温超导带材长‎116米，宽3.6毫米，厚0.28毫米，以螺旋管方式缠绕，用四引线法全长度测量，77K液氮温度（‎‎-196℃‎ ‎）自场下临界电流达12.7安。这项技术表明我国超导材料研究已从实验室迈向应用阶段，并开始进入生产领域 ‎2.2020年7月，北京云电英纳超导电缆有限公司的三相交流‎33.5米35kV/2kA高温超导电缆系统在云南昆明普吉变电站挂网运行成功，标志着我国已经掌握了超导电缆实用化的关键技术。这是全球第三组并网运行的超导电缆系统，综合性能优于前两组，多方面拥有自主关键技术。‎ ‎3.2020年3月，清华大学研制的超导滤波器系统在中国联通CDMA移动通信基站上现场试验获得圆满成功。这是我国高温超导技术在移动通信中的首次实际应用，各关键技术指标达到国际先进水平，成为继美国之后、第二个拥有此类实用核心技术的国家 ‎4.各种金属电阻率详见普通物理第二册154页。‎ ‎　　发挥各种教学模式的优势，灵活运用并贯穿在整节课当中，不但能顺利完成课堂教学任务对培养学生合作能力和团队精神都是十分有利的。‎ ‎　　三、利用演示实验和多媒体课件结合探索问题提高了课堂教学效率 ‎　　教学手段的多样化，对提高课堂教学效率是十分有利的。但这也是一把双刃剑，用的不好就会本末倒置。因此在课堂教学中怎样恰当合理运用多媒体手段是必须思考的问题。在实际教学中，‎许多 老师为了突出体现多媒体技术的优势，而不顾是否有利于本节课的教学目标的实现，将各类文字、图像、动画、声音、影片等一股脑地加进去，追求信息技术的高、精、尖和界面的精美，一节课下来似乎一直在展示多媒体技术的作用，结果导致教学内容主次不分，教学目标不明确。多媒体技术无论多么优越，都应是为教学服务的。在课堂教学中，学生永远是主体，多媒体技术只能是起了辅助教学的作用。教师是教学手段的驾御者，是知识的引导者，他们之间是互相协作的关系，而不能相互替代。教师运用生动形象的语言，适当的板书，板画不仅可以给学生一个短暂思考、回味和休息，更能增加师生的亲和力。教学过程中存在着由形象到抽象，由感性到理性的转换，留下足够的时间和空间让学生自己去思考、想象、理解，才能实现思维能力的培养。物理是实验性很强的学科。再完美的动画都不能代替朴素的物理实验。在《电能的输送》这节课中，我先利用教具模型远距离输电演示仪，作对比实验。研究输电过程时，分别采用低压输电和高压输电两种方式模拟输电。验证高压输电能有效的减少线路中的损耗。学生可以通过观察小灯泡的亮度情况直接得到结论。然后我再利用精心设计制作的画面简单精美，趣味性强，交互性强的flash课件，继续讨论教学内容。第一个课件是通过拼图游戏的形式,将电能输送的示意图设计出来。设计电能输送的示意图教学中的一个难点，通过拼图的方式不仅能够降低问题的难度，使学生更容易理解。更激发了学生的学习趣味和参与积极意识。第二个课件是在观看动画的基础上从示意图当中找出相关的物理量，并通过拖拽填空的方式，给出电能输送原理表达式。因此这样推导输电原理，比原来单纯用黑板推导要形象深刻的多，还能达到强化记忆的作用。所以优秀的课件应该是对原有教材内容的再创造，其作用是突破教学的时空局限，以开阔视野，使学生能置身于情景交融的课堂教学氛围之中，从而激发学生丰富的想象力和创新思维，调动学生的学习积极性，并对教学内容的产生浓厚的兴趣。所不仅能很好的解决教学的重点、难点，更在学生的头脑中形成长期的记忆。恰当的运用引导、讨论、设疑和巧妙的提问等教学方法充实到教学手段的多样化的课堂中才能达到课堂教学高效率的目的。‎ ‎　　说明：点击图链接课件 ‎　　教与学，相互促进相互提高。我们处于教育信息化的时代，作为新时代的教师不仅要具备精深的专业知识，更要钻研现代教育教学的思想理念，掌握先进的教学设计思想和方法。只有将现代教育教学思想、教学设计思想和方法与现代教育技术相融合，才能实现物理课堂教学的高效率。‎ ‎　　参考文献：‎ ‎　　1.《信息技术与理科学科教学的整合》 余胜泉、林君芬 ‎　　2.《福建教育》2020年9期、10期 ‎　　3.《物理课程标准解读》　主编：廖伯琴，张大昌　湖北教育出版社出版 ‎