時間:2023-08-07 17:06:43
序論:在您撰寫歐姆定律的使用方法時,參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
1.地位和作用
《歐姆定律及其應(yīng)用》這一節(jié)在學(xué)生學(xué)習(xí)了電流表、電壓表、滑動變阻器的使用方法及電流與電壓、電阻的關(guān)系之后才編排的。通過這一節(jié)的學(xué)習(xí),要求學(xué)生初步掌握和運用歐姆定律解決實際電學(xué)問題的思路和方法,了解運用“控制變量法”研究物理問題的實驗方法,為進(jìn)一步學(xué)習(xí)電學(xué)內(nèi)容打下一定的基礎(chǔ)。
2.教學(xué)目標(biāo)
(1)知識目標(biāo)
理解掌握歐姆定律及其表達(dá)式,能用歐姆定律進(jìn)行簡單計算;根據(jù)歐姆定律得出串并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系;通過計算,學(xué)會解答電學(xué)計算題的一般方法,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。
(2)技能目標(biāo)
學(xué)習(xí)用“控制變量法”研究問題的方法,培養(yǎng)學(xué)生運用歐姆定律解決問題的能力。
(3)情感目標(biāo)
通過介紹歐姆的生平,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)態(tài)度和探索精神,學(xué)習(xí)科學(xué)家獻(xiàn)身科學(xué)、勇于探索真理的精神。通過歐姆定律的運用,幫助學(xué)生樹立物理知識普遍聯(lián)系的觀點以及科學(xué)知識在實際中的價值意識。
3.重點和難點
重點:理解歐姆定律的內(nèi)容及其表達(dá)式和變換式的意義,并且能運用歐姆定律進(jìn)行簡單的電學(xué)計算。
難點:運用歐姆定律探究串、并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系。
二、說學(xué)生
1.學(xué)生學(xué)情分析
在學(xué)習(xí)這節(jié)之前學(xué)生已經(jīng)了解了電流、電壓、電阻的概念,并且還初步學(xué)會了電壓表、電流表、滑動變阻器的使用,具備了學(xué)習(xí)歐姆定律基礎(chǔ)知識的基本技能。但對電流與電壓、電阻之間的聯(lián)系的認(rèn)識是膚淺的、不完整的,沒有上升到理性認(rèn)識,需要具體的形象來支持。所以在本節(jié)學(xué)習(xí)中應(yīng)結(jié)合實驗法和定量、定性分析法。
2.知識基礎(chǔ)
要想學(xué)好本節(jié),需要學(xué)生應(yīng)具備的知識有:電流、電壓、電阻的概念,電流表、電壓表、滑動變阻器使用方法,電流與電壓、電阻的關(guān)系。
三、說教法
結(jié)合學(xué)生情況和本節(jié)特點本人采取以下幾個教法:采用歸納總結(jié)法、采用控制變量法、采用定性分析法和定量分析法。
四、說教學(xué)過程
1.課題導(dǎo)入(采用復(fù)習(xí)設(shè)置疑問的方式,時間3分鐘)
復(fù)習(xí):電流是如何形成的?導(dǎo)體的電阻對電流有什么作用?
設(shè)疑思考:電壓、電阻和電流這三個量之間有什么樣的關(guān)系呢?通過簡單的回顧、分析,使學(xué)生很快回憶起這三個量的有關(guān)概念,通過猜想使學(xué)生對這三個量的關(guān)系研究產(chǎn)生了興趣,達(dá)到引入新課的目的。
2.展開探究活動,自主總結(jié)結(jié)論(時間37分鐘)
根據(jù)上節(jié)探究數(shù)據(jù)的基礎(chǔ),讓學(xué)生自主總結(jié)出兩個結(jié)論:導(dǎo)體的電阻一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比;導(dǎo)體兩端的電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。
為了進(jìn)一步得出歐姆定律的內(nèi)容,可采用以下幾點做法:各小組在教師指導(dǎo)下,對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理,理解數(shù)學(xué)上“成正比關(guān)系”“成反比關(guān)系”的意思,從而引入歐姆定律的內(nèi)容;讓學(xué)生思考用一個什么樣的式子可以將這兩個結(jié)論所包含的意思表示出來,從而引入歐姆定律的表達(dá)式。
3.說明事項
在歐姆定律中有兩處用到“這段導(dǎo)體”,其意思是電流、電壓、電阻應(yīng)就同一導(dǎo)體而言,即同一性和同時性。
向?qū)W生介紹歐姆的生平,以達(dá)成教學(xué)目標(biāo)中的情感目標(biāo)。學(xué)習(xí)科學(xué)家獻(xiàn)身科學(xué)、勇于探索真理的精神,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
歐姆定律應(yīng)用之一:通過課本第26頁例題和第29頁習(xí)題2和習(xí)題3,讓學(xué)生自己先試做,然后教師再加以點評和補(bǔ)充,使學(xué)生理解掌握歐姆定律表達(dá)式及變形式的應(yīng)用,達(dá)成教學(xué)目標(biāo)的知識目標(biāo),充分體現(xiàn)了課堂上學(xué)生的自主地位。
應(yīng)用歐姆定律解題時應(yīng)注意以下幾點問題:
(1)同一性
即公式中的U、I,必須針對同一段導(dǎo)體而言,不許張冠李戴。
(2)統(tǒng)一性
即公式中的U、I、R的單位要求統(tǒng)一(都用國際主單位)。
(3)同時性
即公式中的U、I,必須是同一時刻的數(shù)值。
(4)規(guī)范性
解題時一定要注意解題的規(guī)范性(即按照已知、求、解、答四個步驟解題)。
歐姆定律應(yīng)用之二:探究串并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系。
(1)實驗分析
在演示實驗之前,要鼓勵學(xué)生進(jìn)行各種大膽的猜想,當(dāng)學(xué)生的猜想與實驗結(jié)果相同時,他會在實驗中體驗到快樂與興奮,有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
①演示實驗
將兩個電阻串聯(lián)起來,讓學(xué)生觀察燈泡的亮度情況(變暗了),并說出原因(電路中的電流變小了,說明總電阻變大了)。
得出結(jié)論:串聯(lián)電阻的總電阻比任何一個分電阻的阻值都大。
②演示實驗
將兩個電阻并聯(lián)起來,同樣讓學(xué)生觀察燈泡的亮度情況(變亮了),并說出原因(路中的電流變大了,說明總電阻變小了)。
得出結(jié)論:并聯(lián)電阻的總電阻比任何一個分電阻的阻值都小。
(2)定性分析
(提出問題)為什么串聯(lián)后總電阻會變大?并聯(lián)后總電阻會變???
得出結(jié)論:電阻串聯(lián)相當(dāng)于導(dǎo)體的長度變長了,所以串聯(lián)電阻的個數(shù)越多總電阻就越大;電阻并聯(lián)相當(dāng)于導(dǎo)體的橫截面積變粗了,所以并聯(lián)電阻的個數(shù)越多總電阻就越小。
(3)定量分析
利用歐姆定律公式以及前面學(xué)過的串并聯(lián)電路中電流和電壓的特點推導(dǎo)串并聯(lián)電路中總電阻的關(guān)系得出結(jié)論:(1)電阻串聯(lián)后的總電阻R串=R1+R2+…+Rn;(2)電阻并聯(lián)后的總電阻=+…+。
4.小結(jié)(4分鐘)
(1)理解掌握歐姆定律的內(nèi)容及其表達(dá)式
(2)運用歐姆定律解決有關(guān)電學(xué)的計算題以及探究串、并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系
5.布置作業(yè)(1分鐘)
本節(jié)作業(yè)的布置主要是針對歐姆定律表達(dá)式及其變形公式的運用,并結(jié)合前面學(xué)習(xí)過的串并聯(lián)電路中電流、電壓的特點的一些常見題型加以知識的鞏固。
作業(yè):《課堂點睛》17頁至18頁的習(xí)題。
五、說板書設(shè)計
歐姆定律的內(nèi)容:導(dǎo)體中的電流,跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比。
歐姆定律的表達(dá)式:I
電阻的串聯(lián):R串=R1+R2+…+Rn
關(guān)鍵詞:歐姆定律;電流;電壓;電阻
中圖分類號:G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1992-7711(2014)02-0086
實驗是從感性到理性認(rèn)識的過程,是從具體到抽象、從簡單到復(fù)雜的思維形成過程,符合學(xué)生的身心特點和認(rèn)識過程。因此,實驗既是學(xué)習(xí)物理的重要基礎(chǔ),又是物理教學(xué)的重要內(nèi)容、方法和手段。利用實驗可以培養(yǎng)學(xué)生多方面的能力,通過對實驗原理的理解、觀看或親自動手進(jìn)行操作、信息(現(xiàn)象或數(shù)據(jù))的獲取、分析綜合等過程,可以培養(yǎng)學(xué)生的多種能力。
歐姆定律是初中物理電學(xué)的重要定律之一,它把電流、電壓和電阻三者融為一體,它在電學(xué)中起到橋梁和紐帶的作用,同時歐姆定律的探究能力培養(yǎng)、考查學(xué)生的綜合能力,所以對歐姆定律的探究也是中考中的高頻考點。
例:某實驗小組的同學(xué)探究電流與電壓的關(guān)系時,用到如下器材:電源為2節(jié)干電池,電流表、電壓表各1只,定值電阻(5Ω、10Ω、15Ω各1只),滑動變阻器1只(標(biāo)有“10Ω,2A)字樣,開關(guān)1個,導(dǎo)線若干(如圖1所示);設(shè)計的電路如圖2所示,
(1)在這個實驗中,電壓表應(yīng)選用的量程為 ,電流表應(yīng)選用的量程為 。
(2)這個實驗的探究方法是 ,其中被控制的變量是 ,下面是他們獲取的幾組實驗數(shù)據(jù)。
(3)實驗中他們選用的定值電阻為 Ω。
(4)請在圖3的坐標(biāo)系上畫出電流隨電壓變化的圖象。
(5)請根據(jù)電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖1中的元件連成電路.要求:滑動變阻器的滑片向左移動時,電流表的示數(shù)變大。
(6)分析表中的數(shù)據(jù)或圖象,可得到的初步結(jié)論是:
解析:(1)根據(jù)題目中給定的條件可知:電路中的電源為2節(jié)干電池,所以最大電壓為3V,因此電壓應(yīng)選量程為0~3V(或3V);當(dāng)滑動變阻器的滑片在最左端時,電路中的電阻最小,由歐姆定律得電路中的最大電流:I最大=■=■=0.6A,所以電流表應(yīng)選量程為0~0.6A(或0.6A)。
(2)由于電路中的電流與導(dǎo)體導(dǎo)體兩端的電壓有關(guān),也和這段導(dǎo)體的電阻有關(guān),所以要探究電流與電壓、電阻三者關(guān)系時應(yīng)采用的探究方法是控制變量法。這個實驗是探究電流與電壓的關(guān)系,所以應(yīng)控制的變量是電阻。
(3)在這個實驗中所給的定值電阻有三個,那究竟用的那個電阻呢?這就要根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù),通過計算來確定。I=■,R=■=5Ω。所以他們選擇的定值電阻應(yīng)該為5Ω。
(4)根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù),在坐標(biāo)系上將對應(yīng)的電流值、電壓值進(jìn)行描點,再用筆畫線將這些點連接起來,便畫出了電流隨電壓變化的圖象,如圖答案⑷所示。
特別注意:在I-U圖象中,當(dāng)電壓為0時,電流也為0,所以坐標(biāo)原點為0。但根據(jù)電流、電壓值所描繪的線表示電阻,而電阻是導(dǎo)體的一種屬性,它的大小由導(dǎo)體的長度、橫截面積、材料和溫度決定,而與電流、電壓無關(guān),所以這條線不能以過坐標(biāo)原點,如果經(jīng)過坐標(biāo)原點,那就會得出電壓為0,電流為0時,電阻也為0的這種錯誤結(jié)論。
(5)電流表要串聯(lián)在電路中,電壓表要并聯(lián)在被測電阻兩端,又因為滑動變阻器的滑片向左移動時,電流表的示數(shù)變大,即說明當(dāng)滑片向左移動時,電路中的電阻減小。所以滑動變阻器電阻絲上的兩個接線柱應(yīng)接左端那個(無論金屬桿上的兩個接線柱接哪個),金屬桿上的兩個接線柱可任意接,如圖答案⑸所示。
(6)不論是從表中的數(shù)據(jù)還是從圖象分析都可以得出結(jié)論:在電阻一定時,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體導(dǎo)體端的電壓成正比。
答案:(1)0~3V(或3V),0~0.6A(或0.6A)。(2)控制變量法,電阻。(3)5Ω。(4)如圖答案(4)所示。(5)如圖答案⑸、⑹在電阻一定時,導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體導(dǎo)體端的電壓成正比。
點評:本題從器材的選擇、元件的使用方法、電路的連接、滑動變阻器的使用方法、數(shù)據(jù)的分析與處理、作I-U圖象及分析歸納得出科學(xué)合理的實驗結(jié)論等進(jìn)行了一系列的考查。這是一道歐姆定律探究題最全面的題,難度較大,綜合性也很強(qiáng)的實驗題目,考查了學(xué)生的實驗技能,很好地體現(xiàn)了新課程標(biāo)準(zhǔn)理念。
關(guān)鍵詞: 新課標(biāo) 《歐姆定律》 探究性實驗教學(xué)
《初中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)》將科學(xué)探究納入了物理教學(xué)的內(nèi)容,旨在將學(xué)生學(xué)習(xí)的重心從過去的過于強(qiáng)調(diào)知識的傳承和積累向知識的探究過程轉(zhuǎn)化。
所謂“實驗探究教學(xué)模式”,是指學(xué)生在教師的引導(dǎo)下,運用已有的知識和技能,充當(dāng)新知識的探索者和發(fā)現(xiàn)者的角色的學(xué)習(xí)模式。
筆者多年從事初三物理教學(xué),結(jié)合新課改要求,在《歐姆定律》探究教學(xué)中進(jìn)行了嘗試,現(xiàn)談?wù)勛约旱膶嵺`和體會。
一、在探究過程中,著重應(yīng)用控制變量法
控制變量法是指決定某一物理量的因素有很多。為了弄清這個量與這些因素之間的關(guān)系,往往先控制住其他幾個因素不變,集中研究其中一個因素變化所產(chǎn)生的影響,然后通過比較歸納出與這些量之間的關(guān)系。
歐姆定律揭示了電流、電壓、電阻三個物理量之間的關(guān)系,由于電流大小與電壓、電阻都有關(guān)系,因此探究步驟中的設(shè)計實驗應(yīng)盡量引導(dǎo)學(xué)生分為兩步設(shè)計。
1.保持電阻不變,研究電流跟電壓的關(guān)系。
要讓學(xué)生明確“研究電流跟電壓的關(guān)系時,應(yīng)保持電阻不變”,設(shè)計實驗電路時應(yīng)考慮:①怎樣測量定值電阻兩端的電壓U和定值電阻中的電流I呢?②怎樣保持導(dǎo)體的電阻R不變呢?③通過什么方法改變定值電阻兩端的電壓U呢?
設(shè)計并連接電路利用滑動變阻器改變定值電阻兩端的電壓,使它成整數(shù)倍地增加,并記錄所對應(yīng)的電流值,
2.保持電壓不變,研究電流跟電阻的關(guān)系。
要讓學(xué)生明確“研究電流跟電阻的關(guān)系時,應(yīng)保持電壓不變”,實驗探究時應(yīng)考慮:①怎樣改變導(dǎo)體電阻R的大???②怎樣保持導(dǎo)體兩端的電壓U不變呢?讓學(xué)生討論交流,使學(xué)生認(rèn)識到:當(dāng)定值電阻的大小發(fā)生變化時,可通過滑動變阻器控制其兩端的電壓U保持不變。
更換定值電阻,利用滑動變阻器保持定值電阻兩端的電壓不變,記錄對應(yīng)的電流值,在具體的探究教學(xué)中可能會遇到這樣的問題:在電阻R阻值改變時,電阻R兩端的電壓也發(fā)生變化,如何移動滑動變阻器的滑片,使電阻R兩端的電壓恢復(fù)到原來的電壓值。這也是把控制變量法從理論升華到實際的一個方面。
二、在探究過程中,讓學(xué)生親身體驗,增強(qiáng)課堂教學(xué)效果
學(xué)生是教學(xué)活動的主體,教師對思維活動過程的展開,不能代替學(xué)生自己的思維活動。因此,在設(shè)計本節(jié)探究活動時筆者以學(xué)生為中心,進(jìn)行分組實驗。激發(fā)學(xué)生的求知欲和參與意識,使不同層次學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)、個性品質(zhì)在參與中都得到發(fā)展。設(shè)計學(xué)生活動程序如下:
(1)提出問題:電流與電壓,電流與電阻的關(guān)系?
(2)作出假設(shè):①不成比例。②成正比。③成反比。
(3)設(shè)計并進(jìn)行實驗:①設(shè)計電路圖。②設(shè)計步驟。③進(jìn)行實驗。
(4)分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論。
這樣做有以下好處:第一,可以充分調(diào)動學(xué)生的積極性。對于初中學(xué)生來說,他們已不再局限于看老師演示實驗,都喜歡自己動手操作,通過自己的實踐解決問題。第二,可以清楚地發(fā)現(xiàn)并指出學(xué)生的操作中的錯誤,物理實驗中一些儀器的使用,要求學(xué)生掌握,培養(yǎng)學(xué)生正確而良好的操作技能。但是,在實踐過程中,筆者認(rèn)為學(xué)生的練習(xí)機(jī)會實在太少,有些儀器的使用方法盡管學(xué)生課上聽懂了,但真正操作起來并不如想象的那樣簡單順手。就像本節(jié)中的電流表、電壓表的使用,學(xué)生往往會把電表的串并連搞錯,把正負(fù)接線柱接錯等,滑動變阻器的使用也不夠到位。第三,可以鞏固學(xué)生對相應(yīng)知識的掌握情況。對于人的記憶方式來說,自己動手操作過的情景記憶起來要比單純的聆聽接受記憶要牢固得多。
三、在探究過程中,引導(dǎo)學(xué)生反思應(yīng)用遷移
這一方法要求把已知遷移到未知、把此一類知識遷移到另一類知識中,使學(xué)生受到相互滲透、影響和轉(zhuǎn)化的觀點的教育。例如,啟發(fā)學(xué)生把已有的知識遷移到歐姆定律的探究中,把歐姆定律的知識遷移到其他知識的學(xué)習(xí)中。這樣就使學(xué)生不僅提高了知識學(xué)習(xí)的效率,而且逐漸樹立普遍聯(lián)系、轉(zhuǎn)化的觀點。
例如:在總結(jié)歐姆定律的公式(I=U/R)時,可以壓強(qiáng)的公式為母本,壓強(qiáng)的公式是P=F/S,它的理解可以是:當(dāng)受力面積一定時,壓強(qiáng)與壓力成正比;當(dāng)壓力一定時,壓強(qiáng)與受力面積成反比。而歐姆定律是:通過導(dǎo)體的電流,與導(dǎo)體兩端的電壓成正比,與導(dǎo)體的電阻成反比。兩者是可以相互遷移的,所以很順利地得出歐姆定律的公式I=U/R。這對于知識和思維不是很完善的初中學(xué)生來說,可以很容易地掌握知識,得出結(jié)論。
當(dāng)然在歐姆定律的探究教學(xué)中還有很多地方可以運用知識遷移,例如:在運用探究的基本過程解決電流、電壓、電阻三者關(guān)系時,可以反思以往用探究的方法解決過的問題,如液體壓強(qiáng)、深度、液體密度三者的關(guān)系,用以往的經(jīng)驗為本次探究的順利完成做鋪墊。
四、在探究過程中,利用教材對學(xué)生進(jìn)行德育教育
德育是五育之首,新課程標(biāo)準(zhǔn)關(guān)注人的發(fā)展,把德育放在十分重要的地位。作為基礎(chǔ)學(xué)科的物理理所當(dāng)然承擔(dān)著重要的德育任務(wù)。
在《歐姆定律》探究教學(xué)中,筆者首先做了大量的準(zhǔn)備工作,這樣學(xué)生不僅學(xué)得很愉快,而且在心里會產(chǎn)生一種對教師的敬佩之情,并從老師身上體會到一種責(zé)任感,這對以后的學(xué)習(xí)工作都有巨大的幫助作用。其次,在教學(xué)過程中,利用分組實驗的合作性學(xué)習(xí)潛移默化地對學(xué)生進(jìn)行德育教育,培養(yǎng)他們團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。最后,利用歐姆的事跡和成果激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,樹立崇高理想,榜樣的力量是無窮的,它對學(xué)生具有強(qiáng)大的感染力和說服力。
教育部頒布的《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》首先提出科學(xué)探究,其次才是科學(xué)內(nèi)容,它把科學(xué)探究作為很重要很有價值的學(xué)習(xí)方法和教學(xué)方法提出來,說明越來越多的教育者注意到探究教學(xué)在教改中的重要地位。《歐姆定律》一課的探究教學(xué)不僅要求教師有較高自身的修養(yǎng)素質(zhì),還要做好在探究教學(xué)中與學(xué)生一起雙向地、互動地建構(gòu)學(xué)科知識、促進(jìn)能力發(fā)展。因此,在初中物理新課標(biāo)下如何更好地開展探究教學(xué),值得我們探討。
參考文獻(xiàn):
內(nèi)容看起來很少,本節(jié)還要花不少時間進(jìn)行電流、電壓、電阻以及電流表、電壓表、滑動變阻器使用方法的復(fù)習(xí)。必須具有一定的知識儲備才能學(xué)好“歐姆定律”。
要做好兩次演示實驗,這為學(xué)生實驗“伏安法測電阻”打下基礎(chǔ)。并注意兩次演示實驗的異同,講清實驗過程中電流表、電壓表及滑動變阻器的正確連法,以及滑動變阻器在兩個實驗中作用的異同,以及注意事項。
讓學(xué)生感知實驗探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系,經(jīng)歷科學(xué)探究的全過程,使學(xué)生感悟:“控制變量”來研究物理多因素問題,是一種有效的科學(xué)方法。
第二節(jié)“歐姆定律及其應(yīng)用”繼第一節(jié)后對數(shù)據(jù)的分析歸納,通過用列表法、觀察法、數(shù)學(xué)比例法、圖象法、類比法、分析、綜合與歸納等方法來對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行研究的一些科學(xué)方法。從而分析電流、電壓、電阻三者之間的定量關(guān)系——歐姆定律及其表達(dá)式。最終培養(yǎng)學(xué)生運用這些方法對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行研究、分析、歸納、概括物理規(guī)律的一些能力。
又通過實驗探究“串聯(lián)電路與并聯(lián)電路中電阻的特點”。歐姆定律是電學(xué)中最基本的定律,是分析解決電路問題的關(guān)鍵。
在教學(xué)中這一節(jié)可分為四課時教學(xué):
第一課時理解歐姆定律,進(jìn)行簡單計算(求電流、電壓和電阻的三種書寫格式),初步掌握運用歐姆定律解決實際電學(xué)問題的思路和方法;可補(bǔ)充:有兩個用電器的簡單計算(注意強(qiáng)調(diào)用不同角碼區(qū)分不同用電器)。為下節(jié)課講串并聯(lián)電阻關(guān)系作鋪墊。
第二課時通過歐姆定律的推導(dǎo)定量研究“串聯(lián)電路與并聯(lián)電路中電阻的特點”,得出:
串聯(lián)電路:R=R1+R2
并聯(lián)電路:1/R=1/R1+1/R2
第三課時運用歐姆定律及串并聯(lián)電路的特點練習(xí)靜態(tài)固定電路的相關(guān)計算;培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力,注意教給學(xué)生解題思路、規(guī)范解題。
串聯(lián)電路的特點:
①電流:I=I1=I2
②電壓:U=U1+U2
③電阻:R=R1+R2
④串聯(lián)分壓成正比,即
U1:U2=R1:R2
電阻變大分得的電壓變大,電阻變小分得的電壓變小。
并聯(lián)電路的特點:
①電流:I=I1+I2
②電壓:U=U1=U2
③電阻:R=1/R1+1/R2
④并聯(lián)分流成反比,即
I1:I2=R2:R1
電阻變大通過的電流變小,電阻變小通過的電壓變大。
第四課時運用歐姆定律及串并聯(lián)電路的特點,練習(xí)動態(tài)電路的相關(guān)計算。
動態(tài)電路------由于開關(guān)的通斷、滑動變阻器滑片的移動導(dǎo)致電路中的物理量發(fā)生變化的電路。
簡化電路的方法:
1、電流表看成導(dǎo)線,電壓表看成斷路。
2、短路和斷路的電路可以去掉。
3、閉合的開關(guān)看成導(dǎo)線
解決變化電路問題的關(guān)鍵是把動態(tài)電路變成靜態(tài)電路(電路的識別),可以把電流表簡化成導(dǎo)線,將電壓表簡化成斷開的或干脆拿掉。把閉合的開關(guān)看成導(dǎo)線,把被局部短路的用電器拿掉;把開關(guān)斷開的支路去掉,來簡化電路。畫出每次變化后的等效電路圖,標(biāo)明已知量和未知量,再根據(jù)有關(guān)的公式和規(guī)律去解題。
第三節(jié)“測量小燈泡的電阻”是歐姆定律內(nèi)容的延續(xù),教學(xué)過程中以學(xué)生為主,本節(jié)主體內(nèi)容是利用電壓表、電流表測算出小燈泡的電阻,通過實驗探究去發(fā)現(xiàn)燈絲電阻變化的規(guī)律,并最終找到影響燈絲變化的因素及它們之間的相互關(guān)系。注意多測幾組數(shù)據(jù),指明不能用平均法求電阻值(測量定值電阻的阻值用平均法求電阻值)。
通過本實驗,進(jìn)一步讓學(xué)生認(rèn)識到導(dǎo)體的電阻大小是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),與導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體中的電流無關(guān),只與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積有關(guān),此外跟溫度有關(guān)。這也為電功率中“測量小燈泡的電功率”作了鋪墊。
第四節(jié)“歐姆定律及其安全用電”:課前安排學(xué)生收集安全用電的常識,課堂上進(jìn)行交流,教師進(jìn)行補(bǔ)充。再播放《安全用電》視頻。
節(jié)課從電壓的高低、電阻的大小對用電安全的影響入手,讓學(xué)生學(xué)會運用已學(xué)的電學(xué)知識,解決有關(guān)生活中的實際的問題,既增強(qiáng)自我保護(hù)意識,又提高在幫助他人時講安全、講規(guī)則、講科學(xué)的意識。
另外本節(jié)涉及電路故障(斷路或短路),在教學(xué)中應(yīng)加強(qiáng)練習(xí),注意區(qū)分兩者對電路造成的影響,以及電路中電流表、電壓表的變化。要求學(xué)生懂得一些簡單的電路故障的問題,學(xué)會簡單的故障排除方法,目的是為了培養(yǎng)學(xué)生基本的生活技能。了解短路的知識,使學(xué)生懂得安全用電的基本常識,提高安全用電的意識。
教材中介紹了避雷針,使學(xué)生注意防雷的重要性,提高自我保護(hù)的意識。
通過學(xué)習(xí)本節(jié)教材的知識,學(xué)生能了解日常安全用電常識,規(guī)范日常用電行為,了解家庭電路中常見故障,提高了學(xué)生利用知識解決實際問題的能力。通過學(xué)習(xí),使學(xué)生認(rèn)識到電給人類社會帶來了材富,改善了人民的生活。但是,有生產(chǎn)和生活中,如果不注意安全用電,電也會給人類帶來災(zāi)害。
關(guān)鍵詞:歐姆定律;探究案例;教學(xué)設(shè)計;解讀反思
一、教育背景與設(shè)計理念
2011年教育部頒布了經(jīng)修訂的《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)》(以下簡稱“新課標(biāo)”),這是我國義務(wù)教育新課程實驗取得階段性成果的標(biāo)志,更是廣大新課程實踐者10年經(jīng)驗的總結(jié),定稿后的新課標(biāo)必將作為指導(dǎo)性文件引領(lǐng)新課改持久深入健康地發(fā)展。
為實踐新課標(biāo)所倡導(dǎo)的“提倡教學(xué)方式多樣化,注重科學(xué)探究”的嶄新教學(xué)理念,我們在總結(jié)反思“自主·探究·合作”課堂教學(xué)模式的基礎(chǔ)上,更加突出“以人為本”的教學(xué)思想,以新編蘇科版物理教科書為載體,進(jìn)一步改進(jìn)《歐姆定律》一節(jié)的探究案例設(shè)計。在教學(xué)設(shè)計和實施過程中力圖體現(xiàn)以下理念:一是學(xué)生發(fā)展為本;二是比結(jié)論更重要的是過程;三是把思考還給學(xué)生。
二、內(nèi)容分析與學(xué)情簡析
《歐姆定律》一節(jié)編排在學(xué)生學(xué)習(xí)了電流、電壓、電阻等概念,電壓表、電流表、滑動變阻器使用方法之后,這既符合由易到難、由簡到繁的認(rèn)知規(guī)律,又保持了知識的結(jié)構(gòu)性、系統(tǒng)性。歐姆定律作為一個重要的物理規(guī)律,反映了電流、電壓、電阻三者間的相互關(guān)系,是電學(xué)中最基本的定律,是分析解決電路問題的金鑰匙。歐姆定律是電學(xué)的教學(xué)重點,也是新課標(biāo)規(guī)定的重點內(nèi)容之一。
學(xué)生通過電阻和串、并聯(lián)電路的學(xué)習(xí)已初步掌握了實驗探究的基本程序:觀察現(xiàn)象—提出問題—猜想假設(shè)—方案設(shè)計—實驗探究—歸納總結(jié)—解釋現(xiàn)象,初步具備了設(shè)計實驗方案的能力、動手操作能力和思考與質(zhì)疑、交流與討論的學(xué)習(xí)習(xí)慣,對“自主·探究·合作”教學(xué)模式已初步適應(yīng)并產(chǎn)生了興趣。了解學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀和發(fā)展?jié)撃?,便于確定學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”,從合適的教學(xué)起點出發(fā),有針對性地進(jìn)行教學(xué)。
三、探究案例與設(shè)計解讀
(一)學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.知識與技能。①掌握歐姆定律及其表達(dá)式,并能進(jìn)行簡單的計算;②學(xué)習(xí)運用“控制變量法”研究問題,培養(yǎng)知識遷移的能力;③進(jìn)一步學(xué)會使用電壓表、電流表和滑動變阻器。
2.過程與方法。①進(jìn)一步實踐實驗探究的一般程序和方法;②注重實驗探究方案設(shè)計的思考與改善。
3.情感態(tài)度與價值觀。①培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和探索精神;②聯(lián)系歐姆定律的發(fā)現(xiàn)史,滲透鍥而不舍科學(xué)精神的教育;③體驗分工合作、團(tuán)結(jié)互助精神。
解讀:依據(jù)新課標(biāo)倡導(dǎo)的三維教學(xué)目標(biāo)設(shè)計學(xué)習(xí)目標(biāo),把傳統(tǒng)的“教學(xué)目標(biāo)”改為“學(xué)習(xí)目標(biāo)”更能突現(xiàn)學(xué)生的主體地位。這里的學(xué)習(xí)目標(biāo)是指:“學(xué)生從學(xué)習(xí)的起點出發(fā),在教師的引導(dǎo)、支持和促進(jìn)下,通過自己積極、主動和創(chuàng)造性的學(xué)習(xí)能夠達(dá)成和檢測的目標(biāo)?!睂W(xué)習(xí)目標(biāo)的編寫和描述要具有針對性和可操作性。
(二)重點與難點
1.教學(xué)重點。探究實驗的操作,用數(shù)學(xué)方法正確得出實驗結(jié)論;理解歐姆定律的內(nèi)容及其表達(dá)式、變換式的意義。
2.學(xué)習(xí)難點。運用數(shù)學(xué)方法處理實驗數(shù)據(jù),建立和理解歐姆定律;運用歐姆定律解決簡單的實際問題。
解讀:以知識為本的傳統(tǒng)教學(xué)觀注重教師教的重點與難點,而以學(xué)生發(fā)展為本的新課標(biāo)教學(xué)觀,則注重學(xué)生學(xué)的重點和難點,注重探究電流和電壓、電阻關(guān)系的過程和方法,體現(xiàn)了“比結(jié)論更重要的是過程”這一新課標(biāo)理念。
(三)教學(xué)媒體
1.教師用具。投影設(shè)備、多媒體課件等。
2.學(xué)生用具。多媒體教學(xué)軟件,干電池4節(jié)、電流表、電壓表、滑動變阻器、開關(guān)各1個,阻值不同的定值電阻3只、導(dǎo)線若干。
解讀:投影設(shè)備主要用于展示各組設(shè)計的探究性實驗方案和實驗數(shù)據(jù)的處理,以利于小組間交流、溝通與提升。多媒體課件包括:演示實驗電路圖的動畫幻燈片;數(shù)據(jù)處理的表格和圖像;調(diào)光電燈工作原理。
(四)教學(xué)過程
1.復(fù)習(xí)設(shè)疑,激發(fā)探究欲望。(1)提出問題:①既然電壓是形成電流的原因,那么導(dǎo)線中的電流與兩端的電壓有何關(guān)系呢?②既然電阻對電流起阻礙作用,那么導(dǎo)體中的電流與它本身的電阻有何關(guān)系呢?(學(xué)生舉手或隨機(jī)點名回答。)(2)猜想設(shè)疑:同學(xué)們對電流與電壓、電阻的關(guān)系作了各種猜想,那么這三者究竟有怎樣的數(shù)量關(guān)系呢?點出本課主題“歐姆定律”。
解讀:①在學(xué)生猜想的過程中,教師耐心傾聽而不要急著下結(jié)論,可讓學(xué)生互評,以面向全體學(xué)生,體現(xiàn)多元評價,發(fā)揮評價的發(fā)展。②復(fù)習(xí)舊知是為了導(dǎo)入新知,引起認(rèn)知沖突,激發(fā)探究欲望,為后續(xù)的科學(xué)探究活動提供“腳手架”,體現(xiàn)了“教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的組織者”。
2.設(shè)計實驗方案,進(jìn)行實驗探究。(1)知識準(zhǔn)備:教師向?qū)W生介紹“控制變量法”,說明研究電流與電壓、電阻間的關(guān)系時,必須保持其中一個變量(例如電阻)不變,再通過改變電壓,觀察電流是如何變化的。設(shè)問:在研究電流與電阻關(guān)系時,必須保持 不變,通過改變 ,來觀察 的變化。(2)方案設(shè)計和交流:在學(xué)生了解科學(xué)實驗的設(shè)計過程(明確研究目的,確定研究方法,設(shè)計合理的實驗方案)后,通過同桌討論,利用提供的儀器,設(shè)計一個實驗方案。選派幾組學(xué)生上臺交流設(shè)計的實驗方案,教師簡單評析后,投影實驗電路圖,介紹有關(guān)儀器,特別強(qiáng)調(diào)滑動變阻器在實驗中的作用。(3)實驗探究:學(xué)生分組實驗,實踐和體驗“控制變量法”,加深對歐姆定律的感性認(rèn)識。(4)各組處理實驗數(shù)據(jù),進(jìn)行分析、歸納得出初步結(jié)論。新教材增加了利用實驗數(shù)據(jù)描繪函數(shù)圖像的方法,理解成正比、成反比的意思,體會構(gòu)建數(shù)學(xué)模型在物理研究中的運用,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。
解讀:①把教材中的教師演示實驗改為學(xué)生分組實驗,一是因為學(xué)生已初步具備做此實驗的基本技能,二是使全體學(xué)生都能動手操作,參與體驗“控制變量法”,突出學(xué)生的主體地位。②本節(jié)探究課把重點放在利用“控制變量法”設(shè)計與完善實驗方案上,以初步培養(yǎng)學(xué)生的實驗設(shè)計能力和創(chuàng)新能力。③選派小組上臺交流實驗設(shè)計方案,旨在引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維,相互取長補(bǔ)短,促進(jìn)創(chuàng)新思維。④教師在這階段應(yīng)不斷巡視、引導(dǎo),傾聽學(xué)生討論,及時給予評價和指導(dǎo),以體現(xiàn)“教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的參與者”。
3.總結(jié)交流,合作共享。(1)各組匯報實驗結(jié)果,歸納得到兩個結(jié)論:在電阻不變的情況下,導(dǎo)體中的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比。在電壓不變的情況下,導(dǎo)體中的電流跟這段導(dǎo)體的電阻成反比。(2)引導(dǎo)得到歐姆定律及其表達(dá)式。(3)強(qiáng)調(diào):歐姆定律中兩處用到“這段導(dǎo)體”,這是強(qiáng)調(diào)同一導(dǎo)體,即電流、電壓、電阻對應(yīng)同一導(dǎo)體,而且具有同時性。
解讀:這一環(huán)節(jié)以師生互動、生生互動為主。通過總結(jié)交流使學(xué)生的認(rèn)識從感性認(rèn)識向理性認(rèn)識飛躍,學(xué)生的情感在全班共享中得到升華。同時對教師的教和學(xué)生的學(xué)進(jìn)行評價反饋。這一階段將在教師的引導(dǎo)下完成,以體現(xiàn)“教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者”。
4.鞏固反饋,知識遷移?!澳M調(diào)光臺燈”的工作原理,作為實驗探究的有效補(bǔ)充。學(xué)生通過模擬實驗,學(xué)會選擇儀器、設(shè)計簡單電路、掌握工作原理,加深對常用儀器的認(rèn)識。
解讀:調(diào)光臺燈的模擬實驗,讓學(xué)生明白物理知識就在身邊,物理和生產(chǎn)生活有密切的聯(lián)系。讓學(xué)生參與學(xué)習(xí)的全過程,體現(xiàn)“一切為了學(xué)生發(fā)展”的理念。
四、感悟與反思
(一)課堂教學(xué)設(shè)計應(yīng)是一個動態(tài)生成方案
傳統(tǒng)的課堂教學(xué)設(shè)計是以教師的教和書本知識為本位,從教師的主觀判斷或經(jīng)驗出發(fā),側(cè)重于教學(xué)過程的程式化、細(xì)節(jié)化的準(zhǔn)備,這種“靜態(tài)教案”不能適應(yīng)動態(tài)生成的實際教學(xué)過程,不利于促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。新課標(biāo)理念下的課堂教學(xué)設(shè)計以學(xué)生發(fā)展為本,從學(xué)生的“現(xiàn)有發(fā)展區(qū)”出發(fā),通過對教材內(nèi)容的“二次開發(fā)”,精心設(shè)計動態(tài)生成方案,促進(jìn)學(xué)生過渡到“最近發(fā)展區(qū)”。
(二)探究性學(xué)習(xí)的真諦是做到“形散而神不散”
雖然全班分成很多小組分散進(jìn)行探究實驗,但各組都圍繞“探究電流和電壓、電阻的關(guān)系”有條不紊地進(jìn)行,看似無序?qū)嵤怯行颉T谶@中間,教師的組織、引導(dǎo)和參與十分關(guān)鍵。教師一定要遵循“組內(nèi)異質(zhì),組間同質(zhì)”的原則進(jìn)行分組,并對組內(nèi)成員的分工提出責(zé)任分工。教師一定要給小組內(nèi)每位學(xué)生分配一個角色,諸如主持人、操作者、記錄員、噪音控制者、匯報人等,使每個小組成員在各司其職中自主、合作、探究學(xué)習(xí),使每位學(xué)生都能在原有基礎(chǔ)上有所發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:北京師范大
學(xué)出版社,2011.
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關(guān)鍵詞:歐姆定律;教學(xué)設(shè)計;傳感器;DIS 線性元件;非線性元件;伏安特性;屏幕廣播
中圖分類號:G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1003-6148(2015)6-0073-6
1 教學(xué)內(nèi)容分析
(1)教材分析:“人教版”高中物理(選修3-1)第二章《恒定電流》中的第3節(jié)《歐姆定律》,教材首先回顧了初中學(xué)過的電阻的定義式及歐姆定律,然后重點闡述了導(dǎo)體的伏安特性,并分別描繪了小燈泡、半導(dǎo)體二極管的伏安特性曲線,對比了它們的導(dǎo)電性能。
(2)《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求:①觀察并嘗試識別常見的電路元器件,初步了解它們在電路中的作用;②分別描繪電爐絲、小燈泡、半導(dǎo)體二極管的I-U特性曲線,對比它們導(dǎo)電性能的特點。
2 教學(xué)對象分析
(1)學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過的電阻的測量、電壓的調(diào)節(jié)等電路的相關(guān)基礎(chǔ)知識,為本節(jié)實驗方案設(shè)計打下了基礎(chǔ);
(2)初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過的歐姆定律基礎(chǔ)知識,為歐姆定律的深化理解起了鋪墊作用;
(3)學(xué)生具備了一定的探究能力、邏輯思維能力和歸納演繹能力。
3 教學(xué)目標(biāo)
3.1 知識與技能
(1)了解線性元件及其特點;
(2)理解歐姆定律及其適用條件;
(3)了解非線性元件及其特點。
3.2 過程與方法
(1)通過親歷“導(dǎo)體伏安特性曲線”描繪的全過程,進(jìn)一步熟知科學(xué)探究的各環(huán)節(jié);
(2)通過描繪導(dǎo)體伏安特性曲線,體會圖線法在物理學(xué)中的作用;
(3)初步掌握傳感器、DIS(數(shù)字化信息系統(tǒng))的操作和使用方法。
3.3 情感態(tài)度與價值觀
(1)通過使用傳感器和DIS(數(shù)字化信息系統(tǒng)),增強(qiáng)數(shù)字化、信息化科學(xué)意識;
(2)通過與同學(xué)的討論、交流、合作,提高學(xué)生主動與他人合作的意識;
(3)通過多媒體教學(xué)網(wǎng)絡(luò)廣播系統(tǒng)共享實驗結(jié)果,享受分享和成功帶來的喜悅、提高學(xué)生合作共享意識。
4 教學(xué)重點
(1)線性元件與歐姆定律
(2)線性伏安特性曲線的理解與應(yīng)用
5 教學(xué)難點
(1)實驗方案的設(shè)計與電路連接、DIS(數(shù)字化信息系統(tǒng))的使用;
(2)非線性伏安特性曲線的理解與應(yīng)用。
6 教學(xué)策略設(shè)計
6.1 《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求
(1)觀察并嘗試識別常見的電路元器件,初步了解它們在電路中的作用;
(2)分別描繪電爐絲、小燈泡、半導(dǎo)體二極管的I-U特性曲線,對比它們導(dǎo)電性能的特點。
這是采用傳統(tǒng)的教學(xué)手段一課時不可能實現(xiàn)的教學(xué)目標(biāo)!而采用傳感器和DIS(數(shù)字化信息系統(tǒng))獲取導(dǎo)體的伏安特性曲線,利用現(xiàn)代化信息技術(shù),不僅大大提高了課堂教學(xué)效率,而且增強(qiáng)了學(xué)生數(shù)字化、信息化科學(xué)意識。
6.2 本節(jié)課設(shè)計了四個探究環(huán)節(jié)
(1)探究環(huán)節(jié)一:描繪金屬導(dǎo)體(合金絲繞成的5 Ω、10 Ω電阻)伏安特性曲線
該環(huán)節(jié)包括實驗設(shè)計、電路連接、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)的圖線法處理,得出金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線是“過原點的直線”的實驗結(jié)論。其中,包含了科學(xué)探究的“提出問題、設(shè)計實驗、數(shù)據(jù)收集、分析論證、結(jié)論評估”諸多環(huán)節(jié),使學(xué)生進(jìn)一步熟知科學(xué)探究的各環(huán)節(jié)。
(2)探究環(huán)節(jié)二:線性元件與歐姆定律
(3)探究環(huán)節(jié)三:描繪小燈泡(二極管)的伏安特性曲線
(4)探究環(huán)節(jié)四:非線性元件與非線性伏安特性曲線的理解與應(yīng)用
其中,環(huán)節(jié)一、三均采用兩組差異化的實驗器材――合金絲繞成的5 Ω與10 Ω電阻,小燈泡與二極管。這樣設(shè)計,既提高了實驗效率,又使實驗具有了普遍性。而通過尋找兩組不同曲線的異同,又能自然總結(jié)出線性元件、非線性元件的概念和特點。
6.3 本節(jié)課采用小組合作形式
使學(xué)生通過與同學(xué)的討論、交流、合作,提高學(xué)生主動與他人合作的意識;通過多媒體教學(xué)網(wǎng)絡(luò)廣播系統(tǒng)共享實驗結(jié)果,享受分享和成功帶來的喜悅,提高學(xué)生合作共享意識。
7 教學(xué)設(shè)備
25組描繪導(dǎo)體伏安特性曲線器材、“友高”數(shù)字化實驗系統(tǒng)、多媒體教學(xué)網(wǎng)絡(luò)廣播系統(tǒng)、多媒體課件展示、實物投影儀、半波全波整流、濾波線路板。
8 教學(xué)過程
引入新課
【教師】
實物投影:整流、濾波線路板,介紹元件、功能。
引入課題:該線路板為何能實現(xiàn)如此神奇的功能呢?那就要求設(shè)計者對各元件的性能非常了解,而導(dǎo)體的伏安特性就是其中一項重要的性能。
【學(xué)生】
觀察、思索、好奇、興奮。
【設(shè)計說明】
激發(fā)學(xué)生研究導(dǎo)體伏安特性的興趣。
新課教學(xué)
探究環(huán)節(jié)一:描繪金屬導(dǎo)體伏安特性曲線
(一)提出問題
【教師】
(1)今天我們就首先探究金屬導(dǎo)體(合金絲繞成的5 Ω、10 Ω電阻)的伏安特性。
(2)劃分四個研究小組,每組六臺電腦。
【學(xué)生】
熟悉小組成員,選出小組長。
【設(shè)計說明】
小組合作。
(二)設(shè)計實驗
(1)方案設(shè)計
【教師】
導(dǎo)體的伏安特性曲線――用橫軸表示電壓U,縱軸表示電流I,畫出的I-U圖線叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線。
注意解決三個問題:
①如何測量導(dǎo)體的電流、電壓?
②如何改變導(dǎo)體的電流、電壓?
③怎樣描繪導(dǎo)體的伏安特性曲線?
【學(xué)生】
分組討論:
①達(dá)到實驗?zāi)康乃璧膶嶒炂鞑模?/p>
②畫出實驗電路圖、概述實驗方案。
【設(shè)計說明】
①提高學(xué)生的實驗設(shè)計能力;
②利用學(xué)生在初中已經(jīng)學(xué)習(xí)過的電阻的測量、電壓的調(diào)節(jié)等電路的相關(guān)基礎(chǔ)知識。
(2)方案論證
【學(xué)生】
小組長說明實驗器材。
【教師】
展示實驗器材實物圖(圖1)。
【學(xué)生】
小組長投影實驗電路、簡述實驗方案。
【教師】
展示實驗電路(圖2)。
(3)方案改進(jìn)
【教師】
在數(shù)字化時代,我們利用電壓傳感器、電流傳感器替代電壓表、電流表,利用“友高”數(shù)字化實驗系統(tǒng)替代手工記錄和坐標(biāo)紙來完成此實驗探究(圖3)。
【學(xué)生】
閱讀《描繪導(dǎo)體伏安特性曲線》操作指南。
【設(shè)計說明】
采用傳感器和DIS,提高效率,完成傳統(tǒng)實驗器材不可能完成的任務(wù)。
(三)數(shù)據(jù)收集
(1)分組實驗
【學(xué)生】
分組實驗:1、2組10 Ω電阻;3、4組5 Ω電阻,同組成員相互協(xié)作。
【教師】
①指導(dǎo)學(xué)生打開軟件、實驗?zāi)0?、傳感器調(diào)零,按操作指南要求收集數(shù)據(jù)、保存實驗,暫不關(guān)閉等待分享實驗數(shù)據(jù)(圖4)。
②巡回指導(dǎo)。
④利用多媒體網(wǎng)絡(luò)廣播系統(tǒng)了解各組實驗進(jìn)度情況。
(2)成果分享
【教師】
通過廣播系統(tǒng)向全體同學(xué)展示4個小組的實驗結(jié)果。
【學(xué)生】
觀察、對比。
【設(shè)計說明】
采用兩組差異化的實驗器材,既提高了實驗效率,又使實驗具有了普遍性。而通過尋找兩組不同圖線的異同,又能自然總結(jié)出線性元件的概念。
(四)結(jié)論評估
【教師】
請分析兩圖線的異同。
【學(xué)生】
(1)兩圖線均為過原點的直線――線性元件。
(2)兩圖線的斜率不同――電阻值不相等。
探究環(huán)節(jié)二:線性元件與歐姆定律
(一)線性元件
【教師】
(1)金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線是通過坐標(biāo)原點的直線,具有這種伏安特性的元件稱為線性元件。
那么,線性元件有什么特點呢?
【學(xué)生】
觀察、思考后回答。
(2)通過同一線性元件的電流強(qiáng)度與加在導(dǎo)體兩端的電壓成正比。
【教師】
展示兩個電阻的伏安特性曲線(圖5)。
【學(xué)生】
觀察、思考后回答。
(3)電壓一定時,通過導(dǎo)體的電流強(qiáng)度與導(dǎo)體本身的電阻成反比。
【教師】
線性元件這兩大特點你聯(lián)想到哪條規(guī)律?
【學(xué)生】
齊答:歐姆定律。
【設(shè)計說明】
線性元件與歐姆定律兩知識點自然銜接。
(二)歐姆定律
【教師】
內(nèi)容:通過導(dǎo)體的電流強(qiáng)度跟加在導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體本身的電阻成反比。
適用范圍線性元件金屬導(dǎo)體電解液純電阻電路
【學(xué)生】
回顧、歸納。
【教師】
情感教育:介紹歐姆及其實驗裝置(圖6),闡述原創(chuàng)性實驗的開拓性及對科學(xué)發(fā)展的重大影響!
【學(xué)生】
好奇、興奮。
探究環(huán)節(jié)三:描繪二極管小燈泡伏安特性曲線
(一)提出問題
【教師】
下面我們分四小組、兩大組分別描繪二極管和小燈泡的伏安特性曲線。
【學(xué)生】
更換器材、連接電路(圖7)。
(二)數(shù)據(jù)收集
(1)分組實驗
【學(xué)生】
分組實驗:1、2組二極管;3、4組小燈泡,同組成員相互協(xié)作。
【教師】
①指導(dǎo)學(xué)生打開軟件、實驗?zāi)0?、傳感器調(diào)零,按操作指南要求收集數(shù)據(jù)、保存實驗,暫不關(guān)閉等待分享實驗數(shù)據(jù)。
②巡回指導(dǎo)。
③利用多媒體網(wǎng)絡(luò)廣播系統(tǒng)了解各組實驗進(jìn)度情況。
(2)成果分享
【教師】
通過廣播系統(tǒng)向全體同學(xué)展示4個小組實驗結(jié)果。
【學(xué)生】
觀察、對比。
【設(shè)計說明】
采用兩組差異化的實驗器材,提高了實驗效率,而通過尋找兩組不同圖線的異同,又能自然總結(jié)出非線性元件的概念。
(三)結(jié)論評估
【教師】
請分析兩圖線的異同(圖8)。
【學(xué)生】
(1)兩圖線均為曲線――二極管為非線性元件。
(2)兩圖線的彎曲方向不同――二極管的電阻隨電壓升高而減?。绘u絲的電阻隨電壓升高而增大。
(四)知識點辨析
【教師】
鎢絲(小燈泡燈絲)屬于金屬導(dǎo)體,但其伏安特性曲線為何呈現(xiàn)曲線?(圖9)
【學(xué)生】
因為燈絲溫度變化范圍過大。
【教師】
動畫:手工繪制鎢絲伏安特性曲線。
可以看出:曲線起始端溫度變化很小,呈現(xiàn)線性。
探究環(huán)節(jié)四:非線性元件
(一)非線性元件的概念
【教師】
(1)氣態(tài)導(dǎo)體和二極管的伏安特性曲線不是直線,這種元件稱為非線性元件。
(2)對非線性元件,歐姆定律不適用。
(3)非線性元件的電阻除了由材料本身決定外,還與加在其兩端的電壓有關(guān)。
【學(xué)生】
觀察、思考。
【設(shè)計說明】
實驗與知識點自然銜接。
(二)非線性伏安曲線的理解與應(yīng)用
(1)跟蹤練習(xí)――非線性伏安曲線的理解
【教師】
①小燈泡通電后其電流I隨所加電壓U變化的圖線如圖10所示,P為圖線上一點,PN為圖線在P點的切線,PQ為U軸的垂線,PM為I軸的垂線,則下列說法中正確的是( )
(2)拓展練習(xí)――非線性伏安曲線的應(yīng)用
【教師】
②一小燈泡的伏安特性曲線如圖11所示,將該燈泡與一個R=6 Ω的定值電阻串聯(lián),接入輸出電壓U=3 V的恒壓電源,如圖12所示,試求通過小燈泡的電流強(qiáng)度。
【學(xué)生】
解析:在小燈泡的伏安特性曲線中做出U=3-6I 的圖線(圖13)。
從兩圖線的交點求出通過小燈泡的電流強(qiáng)度為I = 0.22 A。
【設(shè)計說明】
拓展學(xué)生解題思路,增強(qiáng)學(xué)生圖線法解決問題的意識!
課堂小結(jié)
【教師】
引導(dǎo)學(xué)生回顧、歸納總結(jié)。
知識小結(jié):線性元件、歐姆定律、非線性元件。
方法小結(jié):實驗探究、圖線法、數(shù)字化。
【設(shè)計說明】
比知識更重要的是方法!
作業(yè)布置
【教師】
(1)課本P48頁2、3、4題。
(2)請你設(shè)計一套描繪二極管完整伏安特性曲線(含正、反向電壓)的方案。
(3)網(wǎng)上查閱歐姆定律的發(fā)現(xiàn)歷程。
【設(shè)計說明】
三道作業(yè)分別對應(yīng)“知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀”三維目標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
[1]張金權(quán).DIS數(shù)字實驗系統(tǒng)與物理探究教學(xué)整合的策略[J].物理教學(xué)探討,2013,(11):56.
電壓和電阻
電壓
作用:電壓是使電路形成電流的原因
常用單位以及換算:千伏,毫伏,微伏1kv=1000v1v=1000mv1mv=1000uv
電壓的測量——電壓表
1讀數(shù):看清量程,弄清每大格和每小格表示電壓數(shù)
2接法:并聯(lián)在被測電路兩端,使標(biāo)有﹣號的接線柱接電源的負(fù)極,標(biāo)有﹢號的接線柱接電源的正極,被測電壓不超過電壓表的量程
串聯(lián),并聯(lián)電路電壓的規(guī)律
串聯(lián)電路中總電壓等于各部分電路
中分電壓之和
并聯(lián)電路中各支路兩端電壓都相等
電阻
電阻的意義:一切導(dǎo)體都具有阻礙電流作用的性質(zhì),不同的導(dǎo)體對電流阻礙作用不同
單位:歐姆ω,其他常用的單位:兆歐mω、千歐kω1mω=1000klω=1000000ω
影響電阻大小的因素:長度、材料、橫截面積、溫度
半導(dǎo)體、超導(dǎo)體的特點:半導(dǎo)體隨慰藉條件的改變它的電阻也改變(壓敏電阻、光敏電阻等)
變阻器
原理:改變接入電路中電阻絲的長度來改變電路中的電阻
構(gòu)造:支架、電阻絲、瓷筒、金屬棒等
使用方法:“一上一下”
第七章知識總結(jié)與能力整合
本章直接從研究電流與電壓,電阻的關(guān)系切入,引導(dǎo)學(xué)生探究電流與電壓,電阻之間的關(guān)系,得出重要的電學(xué)定律——歐姆定律,并進(jìn)一步運用歐姆定律進(jìn)行簡單的電學(xué)定量計算,得出電阻串聯(lián),電阻并聯(lián)的關(guān)系,以歐姆定律為理論基礎(chǔ),運用相應(yīng)的實驗器材設(shè)計實驗測量小燈泡的電阻,運用歐姆定律分析了一些與安全用電有關(guān)的現(xiàn)象,認(rèn)識斷路和短路現(xiàn)象,加深對歐姆定律的理解,提高了學(xué)生運用知識解決實際問題的能力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性
歐姆定律
電阻上的電流跟電壓的關(guān)系:導(dǎo)體中通過的電流與這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比
內(nèi)容:導(dǎo)體中通過的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比,與電阻成反比
表達(dá)式:i=u/r
應(yīng)用求電流,電壓,電阻
測量小燈泡的電阻
原理:r=u/i
方法:伏安法測電阻
注意:小燈泡的電阻太小會隨燈絲溫度的升高而增大
安全用電
電壓越高越危險
斷路,短路的認(rèn)識
注意防雷,正確使用避雷針
第八章知識總結(jié)與能力整合
本章是在學(xué)習(xí)歐姆定律長的基礎(chǔ)上,吧對于電學(xué)的研究擴(kuò)展到電能和電功率,是初中物理的重點章節(jié)之一,也是難點之一,本章學(xué)習(xí)的主要目標(biāo)是讓學(xué)生了解電能和電功率的概念,知道焦耳定律以及與電功率有關(guān)的安全用電方面的問題,整章教材的結(jié)構(gòu)是圍繞電能的概念展開的。
電功率
電能
電能的獲得:電能是由自然界中各種其他形式的能轉(zhuǎn)化而來的,是由電源(發(fā)電機(jī)、電池等)提供的
單位:焦耳j、千瓦時kw•h,千瓦時在日常生活中也叫度
1kw•h=1度=3.6*10^6j
電能表
作用:用來測量用電器在一段時間內(nèi)消耗的電能
測量方法:電能表的計數(shù)器上前后兩次讀數(shù)之差
表盤上參數(shù)的含義:例如,2500rews/kw•h表示每消耗1kw•h的電能,電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)2500轉(zhuǎn)
電功
實質(zhì):電流做功德過程實質(zhì)上就是電能轉(zhuǎn)化成其他形式能的過程,有多少電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能,電流就做了多少功。
單位:與電能的單位一樣,都是焦耳j
計算:w=p•t
電功率
物理意義:表示消耗電能的快慢,符號用p表示
定義:一個用電器功率的大小等于它在1秒內(nèi)所消耗的電能,用公式p=w/t表示
單位:瓦特w、千瓦kw,1kw=10^3w(1w=1j/1s=1j/s)
千瓦時的來世:1千瓦時是功率為1kw的用電器使用1h所消耗的電能,1kw•h=1kw*1h
額定電壓及額定功率:用電器正常工作時的電壓叫做額定電壓,用電器在額定電壓下的功率叫用電器的額定功率。一般來說,在用電器銘牌上標(biāo)明的電壓和電功率就是這個用電器的額定電壓和額定功率
測量:原理(p=ui),器材,電路圖
電流的熱效應(yīng)
電流的熱效應(yīng):電流通過道題是,電能要轉(zhuǎn)化成熱,這種現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng),任何導(dǎo)體中有電流通過時,道題都要發(fā)熱
焦耳定律的內(nèi)容及表達(dá)式:q=i^2rt
電熱的利用和防止
電功率和安全用電
電功率與電流的關(guān)系:根據(jù)公式p=ui得i=p/u可知,由于家庭電路中的電壓時一定的,即為220v,所以用電器功率越大,電路中的電流i就越大,為了安全用電,應(yīng)注意不要讓干路中的電流超過家里供電線路和電能表所允許的最大電流值
保險絲
特點:保險絲是用鉛銻合金制作的,電阻率大而熔點低
作用:電路中的電流超過允許值時,保險絲能自動熔斷而自動切斷電路,以保證電路的安全。家庭電路中千萬不能用銅絲、鐵絲代替保險絲
第九章知識總結(jié)與能力整合
本章從生活中常見的磁現(xiàn)象出發(fā),介紹磁的一些基本知識,通過各種探究活動讓學(xué)生感受到特殊物質(zhì)“磁場”的存在,并探究“電生磁”和“磁生電”的辯證關(guān)系,了解電和磁的內(nèi)在關(guān)系。通過探究活動了解物理學(xué)家研究問題的方法,獲取先關(guān)信息并掌握相關(guān)知識。
電和磁
磁現(xiàn)象
磁性:吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)
磁體吸鐵性指向性:指向南北方向
磁極
磁體上磁性最強(qiáng)的部分叫磁極
磁極:南極s、北極n,任何磁體都有兩個磁極
作用規(guī)律:同名磁極互相排斥,異名磁極互相吸引
磁場
存在于
磁體周圍空間
電流周圍空間
1電流的磁效應(yīng)——奧斯特飾演
2通電螺線管(1)磁場與條形磁鐵相似
(2)極性與電流方向有關(guān)
(3)應(yīng)用:電磁鐵(影響因素應(yīng)用:電磁繼電器、揚(yáng)聲器)
最基本性質(zhì)
1對放入其中磁體有力的作用
2對放入其中電流有力的作用——電動機(jī)原理及能量轉(zhuǎn)化
方向規(guī)定:物理學(xué)中,把小磁針靜止時北極所指的方向規(guī)定為該點的磁場方向
描述——磁感線
特點:閉合曲線,在此題的外部從n極到s極,內(nèi)部從s極到n極,磁感線不想交
功能:磁感線能反映磁場的強(qiáng)弱,密的地方磁場強(qiáng),疏的地方磁場弱
磁生電
電磁感應(yīng)現(xiàn)象:只有當(dāng)閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時,電路中才會產(chǎn)生電流,這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象,得到的電流叫感應(yīng)電流
應(yīng)用:發(fā)電機(jī)
原理:電磁感應(yīng)
能量轉(zhuǎn)化:機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能
補(bǔ)充發(fā)動機(jī)能量轉(zhuǎn)化是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
第十章知識總結(jié)與能力整合
本章主要講述電磁波以及信息的傳播。
信息傳播
固定電話
結(jié)構(gòu)及原理:用簡單的電話是由話筒和聽筒組成。其基本原理:利用電流把信息傳到遠(yuǎn)方。過程是振動——變化的電流——振動
電話交換機(jī):一般電話之間是通過交換機(jī)來轉(zhuǎn)換的??梢蕴岣呔€路利用率
模擬通信:信息電流的變化情況與聲音的變化情況一樣,這種信號叫模擬信號,使用模擬信號的通信方式叫模擬通信
數(shù)字通信:信號使用不同的符號的不同組合來表示,這種信號叫數(shù)字信號,使用數(shù)字信號的通信方式叫數(shù)字通信。數(shù)字信號形成簡單,抗干擾力強(qiáng),失真小。
電磁波
產(chǎn)生:迅速變化的電流產(chǎn)生電磁波
傳播:電磁波可以在真空中傳播,傳播速度與光一樣
電磁波的波速、伯成河頻率
應(yīng)用:廣播、電視、移動電話、通信
越來越寬的信息之旅
微波通信:用微波來傳遞信息的通信方式就是微波通信。微薄的波長在10m到1mm之間,頻率為30mhz到3*10^5mhz之間
衛(wèi)星通信:是借助地球同步通信衛(wèi)星來傳遞信息的,衛(wèi)星通信可以克服微波不能沿著地球表面?zhèn)鞑サ牟蛔悖ㄎ⒉ㄖ荒苎刂本€傳播)
光纖通信:通過光導(dǎo)纖維來傳遞信息叫光纖通信。光纖通信的特點是攜帶的信息量大
網(wǎng)絡(luò)通信:是通過計算機(jī)來完成的,其主要形式是電子郵件
高中物理教學(xué)工作總結(jié)