《不同物质的导电性能》教案 (公开课教案)2022年北师大版4

《不同物质的导电性能》

教学目标：

（1）知识与技能：能设计一个简单的实验方案检测物质的导电性。知道常见的导体和绝缘体。了解导体的导电能力与外界条件有关。知道半导体材料及其应用。知道金属导电的原因是有自由电子。理解电阻概念，知道电阻的单位。

（2）过程与方法：学习根据要求设计实验，并进行实验，通过实验现象得出实验结论，培养初步的科学探究能力。

（3）情感、态度、价值观：通过科学探究的学习方式，让学生体验科学探究活动的过程和方法，接受自然界是物质的，是多样化的，是可以相互转化的，是可以被认识的辨证唯物主义的自然观。

教学重点和难点：

重点：常见导体和绝缘体的辨析，电阻的概念。

难点：设计实验方案检测物质的导电性，金属导电的微观解释。

学情分析：

经过第一节“电路图”和第二节“电流的测量”的学习以后，学生已经知道电路的基本组成，能用电路符号画简单的电路图，知道显示电流的方法有小灯泡检测法、电流表检测法等，能较熟练地连接电路，这些都为本节的探究活动提供了知识和技能的前期准备。而导体、半导体和绝缘体是生活、生产中非常常见的，每个初中学生都知道一些导体、半导体和绝缘体的有关知识，但又从一些触电事故中对电存在着恐惧心理。本课题通过学生探究各种物质的导电性入手，使学生初步了解常见的一些导体、绝缘体，知道绝缘体在条件发生变化时也会变成导体，运用所学知识，注意平时用电中的安全意识，提高自我保护意识，这是一项有实际意义和价值的探究问题。同时通过对半导体材料的发展对社会影响的了解，使学生树立学科学、用科学、爱科学的思想，充分体现从生活走向科学、从科学走向社会的教育理念。材料器具：

（教师）各种导线、废灯泡玻璃心、白炽灯泡、开关、铁架台、光敏二极管、电源。（学生）橡胶棒、玻璃棒、干燥木条、铜丝、镍铬合金丝、氯化钠晶体、酒精、蒸馏水、导线若干、一寸未生锈的铁钉、一寸生锈的铁钉、二寸生锈的铁钉、电流表、烧杯、小灯泡、开关、电源。

教学设计：

1、创设情景，引入新课

出示各种不同的导线，引导学生找组成材料的共同点，在此基础上提问：你从中想到了什么？你想知道什么？（学生可能会提出：①为什么我们一般都用金属铜或铝做导线？而用橡胶或塑料做金属导线的外套？②哪些物质能导电？哪些物质不能导电？③金属为什么容易导电？橡胶塑料为什么不容易导电？）教师进行筛选，从而引入新课。

2、针对问题，设计实验，进行探究

桌上有橡胶棒、玻璃棒、干燥木条、铜丝、镍铬合金丝、氯化钠晶体、酒精、蒸馏水、导线若干、铅笔芯和你自带的物品（例如塑料直尺、玻璃棒、铅笔芯、硬币等物品），根据学生提问“哪些物质容易导电？哪些物质不容易导电？”设问：你用什么方法辨别呢？设计一个简单的实验方案，并画出电路图。（画在事先分发的表格上）

分层教学措施：表格中程度不同的学生印制的内容不同，对于前期知识掌握比较好的，探究能力强的学生，直接让学生设计；对于程度中等的学生，印有【启发1】，对于程度低等的学生，印有【启发2】。

【启发1】所谓导电能力就是要检测某种物质能否通过电流，要设计这样的电路，除了被检测物质外，还要哪些器材呢？即一个完整电路的组成－－电源、导线、开关、用电器等。

检测能否通过电流，就是显示电路里有无电流，而显示电流的方法又有哪些呢？－小灯泡检测法（看灯泡的亮灭）、电流表检测法（看指针的偏转）等

根据以上的设想能否画出一个检测电路图呢？

【启发2】查阅第一节的实验电路图，换用其他材料替代其中的一根金属导线，小灯泡会不会亮？据此能不能画出一个检测物质的导电能力的电路图？

最后让同学进行交流、讨论、修改实验方案，并确定最佳方案。（检测电路图见教参）随堂实验一

根据电路图，连接电路，对上述物品进行探索性实验，把实验现象填入表格。根据实验结果，指导学生归纳出导体和绝缘体概念，并分析导体和绝缘体在电工方面的用途（插头上的钢片、电线中的铜丝是导体用于导电，插头上的外壳、电线的塑料皮是绝缘体用于绝缘）。

演示实验一

演示课本实验（改进：用220V的交流电代替学生电源，用白炽灯泡代替小灯泡，研究对象为废灯泡玻璃心），让学生观察玻璃芯的变化和灯泡的亮度，根据实验现象启发学生得出结论：导体和绝缘体并没有绝对的界线，在条件改变时（例：高温、潮湿），绝缘体也可变成导体）。进行安全教育，不用湿布擦拭正在工作的用电器，有人触电时可以用干木棒把电线挑开，但要注意湿的木棒能导电，反而会使施救者也触电。

随堂实验二

阅读课本“导体的表面若被氧化或腐蚀后，会使它的导电能力下降”的有关内容，引导学生用检测电路验证，材料有一寸未生锈的铁钉，一寸生锈的铁钉，二寸生锈的铁钉，取材时引导学生注意控制变量。

演示实验二

在检测电路中接入光敏二极管，用遮光布遮盖、拿开进行实验，激发学生的好奇心，进而介绍半导体，让学生初步了解其概念和应用。

3、由表及里，阐述本质

根据学生提问“为什么导体容易导电，绝缘体不容易导电？”通过多媒体flash动画来模拟原子内部结构和金属导电的微观解释，让学生了解原子是由位于中心的原子核和核外高速运动的电子构成，在金属导体中，部分电子可以脱离原子核的束缚而在金属内部自由移动，这种电子叫自由电子。金属导电，靠的是自由电子。

【拓展】食盐溶液也能导电，导电的原因又是什么呢？－－其中有自由移动的离子

4、追根溯源，引出新知

在前面的探究实验中，当不同的物品接入检测电路时，灯泡亮度不同，为什么？灯泡亮度不同是由于通过灯泡的电流大小不同，而造成电流大小不同的原因是因为组成电路的导体不同，说明不同的导体对电流的阻碍作用有大有小。在此基础上，教师应用多媒体手段，用动画将不同的导体对电流的阻碍作用大小不同，从而引起灯泡亮度不同生动地演示一遍，并最终得到结论：导体对电流的阻碍作用的大小用电阻来表示，同时介绍电阻的符号、单位、单位的符号及换算。

教学创新和策略：

1、在本节课的教学中，注重学生资源的开发。由生活中常见的各种导线，启发学生从已有的生活经验和科学知识提出各种自己想探究的问题，并且引导学生对上述问题实施科学实验探究，从而得出新知。

2、在检测物质的导电性，让学生设计一个简单的实验方案检测物质的导电性中，采用分层教学，使得每一个学生对于检测物质导电性的电路图的设计基本能一步到位，可以顺利地进行实验探究。

3、烧红的玻璃能导电这个实验按课本电路虽然安全，但说服力不够强。所以用220V

的交流电代替学生电源，用白炽灯泡代替小灯泡，虽然有一定的危险性。但绝缘工作做得好，不但现象明显，而且能消除学生对电的恐惧心理，记忆更加深刻。

4、在阅读课本“导体的表面若被氧化或腐蚀后，会使它的导电能力下降，甚至不容易导电。”中引导学生用检测电路验证，展示了实验的探究功能和验证功能，而且渗透控制变量的思想。

5、对学生完成“检测物质的导电性”探究活动可以进行适时教学评价，评价要点主要包括制定计划、设计实验，观察与实验、获取事实与证据，表达与交流三个方面。（1）制订解决该问题计划方案的评价标准为：可否形成一个正确的电路，能否作出正确的判断，是否符合实际，是否是最优的方案。（2）获取事实与证据的评价标准为：能否按电路图

连接成正确的电路，实验过程中操作是否规范，以及良好实验习惯的养成情况，如是否检查电路、实验完毕是否整理好器材等。（3）表达与交流的评价标准为：能否完成实验报告，能否清楚地表达实验的过程和结果，能否在汇报交流时相互

配合。《电功率》

教学目标：

知识与技能：

1、知道电功率的意义、定义、定义式及单位；

2、理解额定电与额定功率；

3、知道电功率的公式P＝UI并能进行简单计算。

过程与方法：

1、观察体验电能表铝盘转动快慢与用电器功率的关系；

2、观察体验用电器额定功率与实际功率的关系。

情感态度与价值观：

培养学生实事求是的科学态度。

教学重点：

电功率的概念；额定功率；电功率与电压、电流的关系。

教学难点：

电功率的概念、额定功率。

教学设计：

一、导入

出示100W的灯泡，观察上面所标的字样，体会其所反映的含义。然后接入电路中，观察电能表铝盘转动快慢，再换接电炉，观察电能表铝盘转动的快慢，两者进行比较，引入用电器消耗电能快慢的问题。

二、电功率

可先提问：怎样比较用电器消耗电能的快慢。学生讨论后可归纳为：

①取相同时间，比较消耗电能多少；

②取消耗相同电能，比较所用时间多少。

在比过程中可类比“速度”概念

根据第一种方法，引入电功率定义，并从以下几方面完善对电功率概念的认识：

①意义（强调是“快慢”而非“多少”）

②定义

③定义式（点明-用电器在工作时功率不变，与“W”“t”无关）

④单位（两套单位不能混用，焦、秒、瓦特为一套，千瓦时、时、千瓦为一套）

加深对电器功率的认识与体验：一是了解“毫瓦”，二是提出“电功率大的用电器是不

是就耗电多?”

学生讨论：P=W/t 变形为W=Pt，明确W是指消耗电能的多少，P是指消耗电能的快慢，

它们是不同的两个物理量。

例：1KW的空调工作1h，它所消耗的电能是多少？

（学生解题，共同评议，注重解题的规范，同时对比功率用“瓦”，时间用“秒”的换

算结果，熟悉掌握1KWh=3.6×106J)

三、额定功率、额定电压

提问：一只100W的灯泡功率是保持不变吗？

实验：将电池组、3.8V小灯泡、变阻器与开关用导线串联起来，将电压表并联在小灯

泡两端，改变小灯泡两端的电压，观察其亮度怎样随电压而改变。

通过实验，让学生讨论明白：

①用电器的实际功率是可改变的

②电功率随电压而改变

然后给出“额定电压”和“额定功率”的概念，注意让学生理解“正常工作”的含义

讨论：

①实际功率有几个？额定功率有几个？

②什么时候实际功率恰好等于额定功率？

③灯的亮暗是由实际功率还是额定功率决定？（比较“PZ220-40”与“36V，40W”正常

工作时的亮度）

最后出示一些用电器的铭牌或说明书，让学生找出并体验额定功率，并点明实际电压高

于或低于额定电压时的危害。

四、电功率的测量

由前面“额定功率”知道，用电器实际功率随电压而改变，而根据欧姆定律I＝U/R可

知，通过的电流亦相应改变，给出电功率公式P＝UI，强调中P与U、I的关系。

通过例题对公式中各量的单位、计算过程中应注意的问题予以强调。

思考：怎样根据公式来测量用电器的电功率？

小结：

由学生总结学到了什么知识，并就学习中的问题发表看法。