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2019 人教版高中物理选修第二册《第三章 交变电
流》大单元整体教学设计[2020 课标]
一、内容分析与整合
二、《普通高中物理课程标准(2017 年版 2020 年修订)》分解
三、学情分析
四、大主题或大概念设计
五、大单元目标叙写
六、大单元教学重点
七、大单元教学难点
八、大单元整体教学思路
九、学业评价
十、大单元实施思路及教学结构图
十一、大情境、大任务创设
十二、单元学历案
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十三、学科实践与跨学科学习设计
十四、大单元作业设计
十五、“教-学-评”一致性课时设计
十六、大单元教学反思
一、内容分析与整合
(一)教学内容分析
《第三章 交变电流》是 2019 人教版高中物理选修第二册中的重要章节,
主要探讨了交流电的产生、特性、描述方式、应用以及电能的输送等内容。这
一章不仅巩固了学生在必修课程中学到的直流电知识,还进一步拓展到交流电
这一在实际应用中更为广泛的电流形式。通过本章的学习,学生将能够理解交
流电的基本概念、产生机制、变化规律,以及交流电在变压器、电能输送等领
域的应用,从而全面掌握交流电的知识体系。
(二)单元内容分析
交变电流
引入:通过展示日常生活中的交流电应用实例(如家庭用电、工业电机
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等),引发学生对交流电的兴趣和好奇心。
概念:明确交流电的定义,即电流的大小和方向都随时间作周期性变化的
电流。
产生:介绍交流电的产生方式,重点讲解交流发电机的工作原理,包括线
圈在磁场中的旋转如何产生交流电。
特性:分析交流电的基本特性,如周期性、频率、峰值等,并通过实验观
察交流电的波形图。
交变电流的描述
物理量:引入描述交流电的物理量,如周期、频率、峰值、有效值等,并
解释这些物理量的含义和计算方法。
波形图:通过波形图直观展示交流电的变化规律,包括正弦式交流电、方
波、三角波等不同形式的波形。
有效值:重点讲解有效值的概念和计算方法,强调有效值在交流电应用中
的重要性。
变压器
原理:介绍变压器的工作原理,即互感现象,解释原线圈和副线圈中电流、
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电压的变化关系。
类型:分析升压变压器和降压变压器的工作原理和应用场景,理解变压器
在电能输送中的关键作用。
效率:讨论变压器的效率问题,包括能量损耗的原因和提高效率的方法。
电能的输送
问题:提出电能输送过程中存在的问题,如电能损耗、电压降等。
方法:介绍减少电能损耗的方法,包括采用高压输电、选择合适的导线材
料和截面积等。
应用:结合实际案例,分析电能输送在现代社会中的应用和重要性。
(三)单元内容整合
本章内容围绕交流电的产生、描述、应用及电能输送展开,各部分内容相
互联系、层层递进。通过整合这些内容,可以帮助学生构建完整的交流电知识
体系。具体整合方式如下:
引入与交流电的产生:从日常生活中的交流电应用入手,引出交流电的概
念,进而介绍交流电的产生方式和工作原理。
交流电的描述与特性:在理解交流电产生的基础上,引入描述交流电的物
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理量,并通过波形图直观展示交流电的变化规律。
变压器的应用:结合交流电的描述和特性,介绍变压器的工作原理和应用
场景,理解变压器在电能输送中的关键作用。
电能的输送与实际问题:在掌握变压器原理的基础上,讨论电能输送过程
中存在的问题和解决方法,强调高压输电的重要性和实际应用。
通过这样的整合方式,可以使学生更加系统地理解交流电的知识体系,提
高学习效果。
二、《普通高中物理课程标准( 2017 年版 2020 年修订)》分解
(一)物理观念
交流电的基本概念
理解交流电的定义和特性,包括电流的大小和方向随时间作周期性变化。
认识交流电在日常生活和工业生产中的广泛应用,如家庭用电、工业电机
等。
交流电的描述方式
掌握描述交流电的物理量,如周期、频率、峰值、有效值等,并理解这些
物理量的含义和计算方法。
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能够通过波形图直观展示交流电的变化规律,识别不同形式的波形(如正
弦式、方波、三角波等)。
变压器的原理和应用
理解变压器的工作原理,即互感现象,以及原线圈和副线圈中电流、电压
的变化关系。
认识变压器在电能输送中的关键作用,能够区分升压变压器和降压变压器
的工作原理和应用场景。
电能的输送
理解电能输送过程中存在的问题,如电能损耗、电压降等,并知 道 这些问
题的解决方法。
认识高压输电的重要性和实际应用,了解选择合适的导线材料和截面积对
减少电能损耗的 影响 。
(二) 科 学 思维
从现象到本 质 的探 究
引导学生通过观察交流电的现象(如 灯泡 的 闪烁 、电机的转 动 等),探 究
交流电的本 质 和产生机制。
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培养 学生从具体现象中 抽 象出物理概念的能 力 ,如通过波形图理解交流电
的变化规律。
物理 模 型的构建
帮助学生构建交流电的物理 模 型,如正弦式交流电的波形图、变压器的互
感 模 型等。
引导学生 运 用物理 模 型解决实际问题,如通过变压器 模 型计算电压、电流
的变化关系。
逻辑推 理与 演绎
培养 学生的 逻辑推 理能 力 ,如通过 已 知的物理定律和 公 式, 推 导出交流电
的有效值、变压器的变 比 等。
引导学生 运 用 演绎推 理方法,将物理规律应用到具体 情境 中,解决实际问
题。
批判 性 思维 的 培养
鼓励 学生 质疑 和 批判已 有的物理概念和观点,如探讨交流电与直流电的 优
缺 点、不同形式的波形的应用场景等。
培养 学生 独立思考 和 创新 能 力 , 鼓励他们 在 已 有知识的基础上提出 新 的 见
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解和解决方案。
(三) 科 学探 究
实验 设 计与 操 作
指 导学生 设 计交流电相关的实验,如观察交流电的波形图、 测 量交流电的
电压和电流等。
培养 学生的实验 操 作能 力 ,如正确使用示波器、 万 用 表 等实验 仪 器, 准 确
记录 实验 数据 。
数据收集 与分析
引导学生 收集 实验 数据 ,并 运 用统计方法对 数据 进 行 分析和 处 理, 得 出实
验结论。
培养 学生的 数据 分析能 力 和 科 学 严谨 的 态度 ,如合理 处 理实验 误差 、 评估
实验结果的可 靠 性等。
科 学探 究 方法的应用
帮助学生掌握 科 学探 究 的基本方法,如观察法、实验法、 推 理法等,并引
导 他们 将这些方法应用到交流电的学习中。
引导学生 运 用 科 学探 究 方法解决实际问题,如通过实验 研究 变压器的工作
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原理和效率等。
交流与合作
鼓励 学生 之 间的交流与合作,如分 组 进 行 实验、讨论实验结果等, 培养他
们 的 团队协 作能 力 和 沟 通能 力 。
引导学生分 享自己 的 见 解和解决方案, 促 进知识 共享 和 思维碰撞 。
( 四 ) 科 学 态度 与 责任
科 学本 质 的认识
帮助学生认识 科 学的本 质 和特 征 ,如可验 证 性、可重 复 性、可 预测 性等,
并理解这些特 征 在交流电学习中的应用。
引导学生 树立科 学的 世界 观和 价 值观,如 尊 重 事 实、 崇尚 理性、 追求真 理
等。
科 学 态度 的 培养
培养 学生的 科 学 态度 ,如 严谨 认 真 、实 事求 是、 持之 以 恒 等,并引导 他们
在学习交流中电的过程中 践行 这些 态度 。
鼓励 学生面对 困难 和 挑战 时 保持 积 极乐 观的心 态 , 勇于 探 索未 知领域。
社会 责任 感的 增 强
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引导学生关 注 交流电在日常生活和工业生产中的应用和 影响 , 增 强 他们 的
社会 责任 感和 环保意 识。
鼓励 学生 参 与社会实 践 活 动 ,如 参 观发电 厂 、变电 站 等,了解电能的生产
和输送过程,为社会的可 持续 发展 贡献自己 的 力 量。
道德 规 范 与 伦 理 考 量
帮助学生理解物理 研究 与应用中的 道德 规 范 与 伦 理 考 量,如 尊 重知识产 权 、
遵守 实验 伦 理等。
引导学生 树立 正确的 科研道德 观念和 行 为规 范 , 培养他们 的 职 业 素养 和社
会 责任 感。
通过以上 四个 方面的分解,可以更加 清晰 地认识到《 普 通高中物理课程 标
准 ( 2017 年 版 2020 年 修 订 )》对《第三章 交变电流》教学的要 求 ,为教学
设 计提 供 有 力 的 指 导。在教学过程中,教 师 应 注 重 培养 学生的物理观念、 科 学
思维 、 科 学探 究 能 力 和 科 学 态度 与 责任 感,全面提升学生的物理学 科核 心 素养 。
三、学情分析
(一) 已 知内容分析
在教 授 2019 人教版高中物理选修第二册《第三章 交变电流》 之前 ,学生