2024年 第八章 實驗八 測定金屬的電阻率教學實錄 魯科版選修3-1

2024年第八章實驗八測定金屬的電阻率教學實錄魯科版選修3-1學校授課教師課時授課班級授課地點教具設計思路本節(jié)課以魯科版選修3-1《實驗八測定金屬的電阻率》為教學內(nèi)容，通過實驗操作，引導學生掌握金屬電阻率的測量方法，培養(yǎng)學生的實驗技能和科學探究能力。課程設計注重理論與實踐相結合，通過實驗操作讓學生深入理解電阻率的概念，提高學生的動手能力和科學素養(yǎng)。核心素養(yǎng)目標1.培養(yǎng)學生科學探究精神，通過實驗操作，引導學生提出問題、設計實驗、分析數(shù)據(jù)，提高科學思維能力。

2.強化學生實驗操作技能，通過實際測量金屬電阻率，提升學生的實驗操作規(guī)范性和準確性。

3.增強學生科學態(tài)度與責任，培養(yǎng)學生嚴謹求實的科學態(tài)度和勇于探索的創(chuàng)新精神。教學難點與重點1.教學重點，

①理解電阻率的概念，掌握電阻率與電阻、長度、橫截面積的關系。

②學會使用實驗器材，包括電阻率儀、待測金屬絲、電壓表、電流表等，正確進行電阻率的測量。

③通過實驗數(shù)據(jù)分析，得出金屬的電阻率，并學會處理實驗數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)分析能力。

2.教學難點，

①在實驗過程中，如何準確控制實驗條件，確保實驗結果的可靠性。

②如何通過實驗數(shù)據(jù)分析，排除實驗誤差，得出準確的金屬電阻率值。

③理解電阻率與溫度、材料等因素的關系，以及這些因素對實驗結果的影響。教學資源準備1.教材：確保每位學生都有魯科版選修3-1《實驗八測定金屬的電阻率》教材。

2.輔助材料：準備金屬電阻率的相關圖片、實驗操作步驟圖表和測量電阻率的視頻資料。

3.實驗器材：包括電阻率儀、待測金屬絲、電壓表、電流表、導線等實驗器材，并確保其完整性和安全性。

4.教室布置：設置分組討論區(qū)，每個小組配備實驗操作臺，確保實驗空間充足。教學過程設計**用時：45分鐘**

**一、導入環(huán)節(jié)（5分鐘**）

1.**情境創(chuàng)設**：展示不同金屬絲的圖片，提問學生是否知道金屬絲的電阻與其物理性質有關。

2.**提出問題**：引導學生思考如何測量金屬絲的電阻，以及電阻與哪些因素有關。

3.**激發(fā)興趣**：通過提問，激發(fā)學生對金屬電阻率測量的興趣，為新課學習做鋪墊。

**二、講授新課（20分鐘**）

1.**電阻率概念**：介紹電阻率的概念，解釋其與電阻、長度、橫截面積的關系。

2.**實驗原理**：講解測定金屬電阻率的實驗原理，包括歐姆定律和電阻率公式。

3.**實驗步驟**：詳細講解實驗步驟，包括實驗器材的準備、連接電路、測量電阻值等。

4.**注意事項**：強調(diào)實驗過程中需要注意的事項，如安全操作、數(shù)據(jù)記錄等。

**三、實驗操作演示（10分鐘**）

1.**演示實驗**：教師演示實驗操作過程，包括連接電路、調(diào)整儀器等。

2.**學生觀察**：學生觀察實驗操作，并記錄關鍵步驟。

**四、鞏固練習（10分鐘**）

1.**小組討論**：學生分組討論，根據(jù)實驗原理和步驟，設計實驗方案。

2.**方案展示**：每組展示自己的實驗方案，其他組提出意見和建議。

3.**實驗操作**：學生按照設計的實驗方案進行操作，教師巡回指導。

**五、課堂提問（5分鐘**）

1.**提問環(huán)節(jié)**：教師提問，檢查學生對實驗原理和步驟的理解。

2.**學生回答**：學生回答問題，教師點評并糾正錯誤。

**六、師生互動環(huán)節(jié)（5分鐘**）

1.**問題解答**：教師解答學生在實驗過程中遇到的問題。

2.**討論交流**：學生之間討論實驗結果，分享實驗心得。

**七、總結與拓展（5分鐘**）

1.**總結回顧**：教師總結本節(jié)課的重點內(nèi)容，強調(diào)實驗操作規(guī)范和注意事項。

2.**拓展延伸**：引導學生思考電阻率在生活中的應用，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維。

**八、作業(yè)布置（5分鐘**）

1.**布置作業(yè)**：布置與金屬電阻率相關的課后作業(yè)，如計算不同金屬絲的電阻率、分析實驗誤差等。

2.**反饋評價**：鼓勵學生積極完成作業(yè)，并給予及時反饋和評價。

**九、教學反思**

本節(jié)課通過實驗操作，讓學生掌握了金屬電阻率的測量方法，培養(yǎng)了學生的實驗技能和科學探究能力。在教學過程中，注重師生互動，激發(fā)學生的學習興趣，提高學生的參與度。同時，通過拓展延伸，引導學生思考電阻率在生活中的應用，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。教學資源拓展1.拓展資源：

-金屬導電性能的研究：介紹不同金屬的導電性能，包括導電率、電阻率等參數(shù)，以及這些參數(shù)對實際應用的影響。

-電阻率的物理意義：深入探討電阻率的物理意義，包括電阻率與電子在金屬中運動的關系，以及溫度對電阻率的影響。

-金屬電阻率與溫度的關系：分析電阻率與溫度之間的關系，包括溫度系數(shù)的概念和應用。

-金屬電阻率的測量方法：介紹不同的金屬電阻率測量方法，如四探針法、惠斯通電橋法等。

-電阻率在電子工程中的應用：探討電阻率在電子工程中的實際應用，如電阻器的設計、電路分析等。

2.拓展建議：

-學生可以查閱相關書籍或資料，了解不同金屬的導電性能和電阻率。

-鼓勵學生進行小組合作，設計實驗方案，探究溫度對金屬電阻率的影響。

-引導學生利用網(wǎng)絡資源，了解電阻率在電子工程中的應用案例。

-學生可以嘗試使用不同測量方法，如四探針法，比較不同方法的優(yōu)缺點。

-通過實際案例分析，讓學生理解電阻率在電路設計和分析中的重要性。

-組織學生參觀相關企業(yè)或實驗室，了解電阻率測量技術在工業(yè)生產(chǎn)中的應用。

-設計開放性問題，讓學生思考電阻率在新型材料研究中的應用前景。

-通過在線課程或講座，讓學生了解電阻率領域的最新研究動態(tài)。

-引導學生撰寫實驗報告或研究報告，總結實驗結果，并提出改進建議。

-鼓勵學生參加科學競賽或科技創(chuàng)新活動，將所學知識應用于實際問題解決。教學評價與反饋1.課堂表現(xiàn)：

-學生在課堂上的參與度：觀察學生在課堂討論、提問和實驗操作中的參與情況，評價學生是否積極舉手發(fā)言，是否主動提出問題或參與實驗。

-學生對實驗操作的掌握程度：通過觀察學生操作實驗器材的熟練度和準確性，評估學生對實驗步驟的理解和應用。

-學生對概念的理解：通過提問和課堂討論，檢查學生對電阻率概念、測量方法及相關原理的理解程度。

2.小組討論成果展示：

-小組討論的積極性：評價學生在小組討論中的互動情況，是否能夠積極分享觀點，是否能夠有效傾聽他人意見。

-小組討論的深度：通過小組展示的實驗方案和討論結果，評估學生對實驗設計的深入思考和對電阻率測量原理的掌握。

-小組合作精神：觀察學生在小組合作中的協(xié)作情況，是否能夠相互配合，共同完成任務。

3.隨堂測試：

-學生對知識點的掌握情況：通過隨堂測試，評估學生對電阻率概念、測量方法及相關計算的理解和運用能力。

-學生對實驗操作的理解：通過測試實驗操作的正確性和規(guī)范性，評價學生對實驗步驟和實驗器材使用的掌握程度。

-學生解決問題的能力：測試學生在面對實驗中出現(xiàn)的問題時，是否能夠運用所學知識進行解決。

4.學生自評與互評：

-學生自評：鼓勵學生在課后進行自我評價，反思自己在課堂上的表現(xiàn)，包括實驗操作、小組討論和知識掌握等方面。

-學生互評：組織學生進行互評，相互指出對方的優(yōu)點和不足，促進學生之間的交流和學習。

5.教師評價與反饋：

-針對課堂表現(xiàn)：針對學生在課堂上的積極性和參與度給予肯定，對不足之處提出改進建議。

-針對實驗操作：對學生在實驗操作中的表現(xiàn)進行評價，強調(diào)操作規(guī)范和安全注意事項。

-針對知識掌握：對學生在知識點的掌握情況進行評價，針對薄弱環(huán)節(jié)提供額外的輔導和資源。

-針對小組討論：對小組討論的深度和廣度進行評價，鼓勵學生提出創(chuàng)新性的觀點和問題。

-針對隨堂測試：對學生的測試成績進行評價，分析學生在知識點掌握上的優(yōu)勢和不足，為后續(xù)教學提供參考。

-針對學生自評與互評：鼓勵學生從自評和互評中吸取經(jīng)驗教訓，提高自我反思和同伴學習的能力。課后作業(yè)1.實驗數(shù)據(jù)處理：

-已知實驗測得銅絲的電阻為0.5Ω，長度為1.0m，橫截面積為1.0mm2。請計算銅絲的電阻率（銅的電阻率約為1.68×10??Ω·m）。

-答案：ρ=R*(A/L)=0.5Ω*(1.0mm2/1.0m)=0.5Ω*(1.0×10??m2/1.0m)=0.5×10??Ω·m

2.電阻率與溫度的關系：

-鋁的電阻率隨溫度升高而增加，已知鋁在20℃時的電阻率為2.65×10??Ω·m，在100℃時的電阻率為3.75×10??Ω·m。假設溫度與電阻率呈線性關系，請計算鋁在150℃時的電阻率。

-答案：設溫度T與電阻率ρ的關系為ρ=a+bT，根據(jù)已知數(shù)據(jù)可得兩個方程：

2.65×10??=a+b*20

3.75×10??=a+b*100

解得：a=1.1×10??Ω·m，b=0.5×10??Ω·m·K?1

ρ(150℃)=1.1×10??+0.5×10??*150=2.05×10??Ω·m

3.電阻率與材料的關系：

-某種未知材料的電阻率為5.0×10??Ω·m，長度為2.0m，橫截面積為1.5mm2。若該材料制成一個電阻器，其電阻值是多少？

-答案：R=ρ*(L/A)=5.0×10??Ω·m*(2.0m/1.5×10??m2)=0.333Ω

4.電阻率與電流的關系：

-已知某金屬絲的電阻率為1.0×10??Ω·m，長度為5.0cm，橫截面積為0.5mm2。若通過金屬絲的電流為2.0A，求金屬絲兩端的電壓。

-答案：R=ρ*(L/A)=1.0×10??Ω·m*(5.0cm/0.5×10??m2)=0.1Ω

-V=I*R=2.0A*0.1Ω=0.2V

5.電阻率與電路設計：

-設計一個電路，要求使用電阻率為5.0×10??Ω·m的金屬絲，電阻值為10Ω。請計算所需金屬絲的長度和橫截面積。

-答案：設金屬絲長度為L，橫截面積為A，則

R=ρ*(L/A)=10Ω

A=ρ*(L/R)=5.0×10??Ω·m*(L/10Ω)

由于電阻率ρ已知，可以通過調(diào)整L和A的值來滿足10Ω的電阻要求。例如，若選擇L=20cm，則

A=5.0×10??Ω·m*(20cm/10Ω)=1.0×10??m2

因此，所需金屬絲的長度為20cm，橫截面積為1.0×10??m2。教學反思與總結今天的課，我覺得還是有不少收獲的。首先，我想談談教學方法上的反思。在導入環(huán)節(jié)，我嘗試通過展示不同金屬絲的圖片來激發(fā)學生的興趣，這個方法我覺得挺有效的，學生們對于金屬電阻率的測量有了初步的認識和期待。

在講授新課的時候，我盡量圍繞教學目標和重點來講解，比如電阻率的概念、實驗原理和步驟等。我發(fā)現(xiàn)，學生們對于實驗原理的理解相對較好，但在實驗步驟的細節(jié)上還是有些模糊。這可能是因為實驗操作比較復雜，需要學生有較強的動手能力。

在鞏固練習環(huán)節(jié)，我讓學生們分組討論，設計實驗方案。這個環(huán)節(jié)我覺得挺有意義的，學生們在討論中能夠互相啟發(fā)，共同解決問題。不過，我也發(fā)現(xiàn)有些學生對于實驗設計還不夠熟練，需要我在今后的教學中加強這方面的指導。

課堂提問環(huán)節(jié)，我盡量設計一些開放性的問題，讓學生們能夠自由發(fā)揮。不過，我發(fā)現(xiàn)有些學生回答問題時還是不夠自信，這可能是因為他們對知