资源简介

2.1 知识与智慧
【教学目标】
1. 理解数据，信息，知识与智慧的相互关系，认识到数据对人们日常生活的影响。 （信息意识）
2. 能够利用数字化学习工具加工处理和分析数据，形成知识。（数字化学习与创新， 计算思维）
3. 学会采用小组合作的方式完成数据的收集， 分析， 建模和验证的过程。（信息意识）
4. 体验数字化学习工具加工处理和分析数据的过程，掌握数字化学习的方法。（数字 化学习与创新）
5. 学会协作学习，学会运用数字化学习策略管理学习过程和策略。（数字化学习与创 新）
6. 学会将知识内化为智慧，解决生活中的实际问题。（信息意识，计算思维） 7. 感受中华民族的伟大智慧。（信息意识，信息社会责任）
【教学重难点】
重点：理解知识与智慧的概念，理解数据，信息，知识和智慧之间的关系。
难点：在对数据、信息进行综合处理的基础上，掌握数字化学习的方法。
【教学方法】
讲授法、演示法、 PBL 项目式教学法，小组合作法，自主探究法。
【教学环境】
网络机房，微课
【教学过程设计】
一、创设情境，激趣导入
我们一起来看一段视频《福建舰下水仪式》
问题引领：请同学们相互讨论一下，中国第三艘航空母舰运用了什么样的先进技术，这 个技术背后涉及到我们中学学过的什么知识点？从电池弹射技术引出欧姆定律知识点， 并开 始电压、电流和电阻关系的探究。
知识发现的有效路径：做实验、从实验中获取观察数据、对数据进行分析处理、通过推 理建立一定的数学模型、实验验证模型、最后形成知识、并应用知识解决实际问题”。
二、探究欧姆定律实验
探究活动一：欧姆定律实验内容
（一）实验内容
运用数字化工具探究数理知识的实验内容：探究电流与电压、电阻的关系。
（二）实验步骤
运用数字化工具探究数理知识的实验步骤包括：
（1）收集实验数据。
（2）分析数据，建立模型。
（3）实验验证模型。
（4）利用数字化工具进行数学实验。
（三）实验工具与方法
利用思维导图工具和“头脑风暴” 的方法组建团队、明确任务；
采用结构化的系统分析方法，使用可视化分析工具，实施探究。
（四）实施实验过程
欧姆在研究电流与电压、电阻关系的实验利用了控制变量法，即保持电压不变，探究 电流和电阻的关系；或保持电阻不变，探究电流和电压的关系。我们运用 Python 工具，利 用控制变量法采集实验数据， 研究当导体电压保持不变时， 通过导体的电流随导体电阻变化 的规律。
三、运用数字化工具探究欧姆定律，体验知识发现的有效途径
通过探究欧姆定律实验活动来体验知识发现的过程， 进一步理解什么是知识？什么是智 慧？
1.做实验（借助数字化工具：nobook 虚拟实验室）
（1）连接电路图如右图所示。连接电路时注意：接线时开关要断开；闭合开关前，滑 动变阻器的滑片要滑到最大阻值处。
（2）把电阻 R1 （记下阻值）接入电路，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数 U=3 V，记录电流表示数 I1。
（3）把电阻 R1 换成电阻 R2 （记下阻值）， 再次移动滑动变阻器的滑片使电压表示数 U=3 V，记录电流表示数 I2。
（4）如此类推，把电阻 R9 换成电阻 R10 ，再次移动滑片使电压表示数 U=3 V，记录 电流表示数 I10。
2.收集实验数据
实验室所得到观察数据如表 2-2 所示。
欧姆定律实验数据收集表
电阻 R 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
电流 I 586 291 198 143 101 98 72 68 59 55
↖ 数据
3.分析数据
运用 Excel 图表工具和 Python 工具处理数据，绘制图像。
（1）绘制散点图。把表 2-2 中的数据输入 Excel 表格中，尝试用图表工具绘制电流 I 与电阻 R 关系数据散点图和曲线图。用 Python 散点图程序绘制图形， 执行程序后得到如下 图所示的电流 I 与电阻 R 关系数据散点图。
（2）在“绘制散点图”程序中加上指令“plt.plot（x0,y0） , 执行程序后，得到如下图所 示的电流 I 与电阻 R 关系数据曲线图。
↖ 信息
4.推理建立模型
观察电流 I 与电阻 R 关系数据曲线图后，猜想电流 I 与电阻 R 的关系是反比例关 系，建立数学模型即 I=U/R。
5.实验验证模型
按 I=U/R 的关系对数据作曲线拟合。利用曲线拟合程序，执行后得到如下图所示的电 流 I 与电阻 R 关系数据曲线拟合图。其中， U=2905.67607341 mV 与电压表的示数基本吻合， 即 ：I=2905.06/R
6.实验验证模型
经过推理和实验验证，电流 I 与电阻 R 反比例关系成立，即 I 日
四．项目实践
U
。
R
↖ 知识
自主探究完成散点图、曲线图，拟合图的绘制，并交流。
五．数据、信息、知识和智慧之间的联系
问题引领：通过探究数理知识项目的学习，在你的眼中，数据、信息、知识、智慧究竟 有着怎样的关系？通过案例《电压， 电流与电阻的关系》结合生活实际运用， 师生共同总结 四个概念及他们之间的关系。
六、课堂总结
数据、信息、知识和智慧是逐渐递进的概念前者是后者的基础和前提，后者是前者的 抽象和升华。
从数据到信息的转化主要理解数据之间的关系；
从信息到知识的转化，主要是理解信息间的相互联系，发现和抽象其规律；
从知识到智慧的转化，主要理解和应用知识原理与法则解决现实世界的问题。
七、板书设计

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