_欧姆定律_教学设计案例分析.pdf

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1、第 28 卷总第38 2期2010 年第 6 期(上半月)物理教学探讨 JournalofP hysiesT eaeh i ng V ol.28N o.38 2 (S)6.2010.67?欧姆定律?教学设计案例分析易其顺广西民族师范学院物理与信息技术系,广西省 崇左市 532200摘要:本设计通过简单的小实验 引入新课.通过师生讨论确定实验设计方案,接着学生在教师指导下完成探究实验,最后 分析 实验数据得 出结论.关键词:欧姆定律;教 学设计;实验探 究中图分类号:G 633.7文献标识码:A文章编号:1003 一 6148(2010)6(S?一 0067 一 41教学 目标(l)知识与技能:

2、会用实验 的方法探究 电流与 电压!电阻的关 系;理解欧姆定律的内容!公 式;#培养学生的观察!实验能力和分析概括能力(2)过程与方法:通过实验探究学习研究物理 问题 常用的方法 一一 控制变量法(3)情感!态度与价值观:通过实验探究,激发学生 的学习兴趣 培养学生实事求是的科学态度;认真谨慎的习惯 2教学重点欧姆定律的内容和公式;通过实验使学生知道导体中电流与电压!电阻的关系 3教学难点理解欧姆定律内容;弄清变形公式含义 4教学过程?l)通过实验引入主题师:上新课之前,我们先来做个实验,按如图1(a)所示的电路接好线,告诉学生观察,然后闭合开关,电珠亮 了起来 (电池盒 1 里面只有一节电池

3、,电池盒 2 里面有三节电池,两个 电池盒的外表完全相同,且看不见内部 )师:前面我们学了电阻,电阻的作用是什么?生:阻碍电流 师:现在我把变阻器的阻值调大一些,然后用电池盒 2 代替电池盒 1,如图 1(b)所示,你们说电珠变暗还是变亮?电池盒 1电池盒 2一一+一一+生:暗一些 师:为什么?生:因为电阻变大了,所 以电流就变小了 师:好,那我们现在来看看,是不是这样 呢?闭合开关,电珠变得更亮(学生感到很奇怪)师:明明增大电阻,为什么电珠反倒更亮呢?电珠更亮说明什么呢?生:电流变大 活泼 学生通过对 演示实验 的探究,分析 得出闭合铝环能够运动是因为产生了感应 电流,从而受到安培力的作用,

4、为了要找出判断感应 电流方向的规律和方法,进而引导学生通过实验探究得出了与感应电流方向有关的因素,最后碍出楞次定律,并让学 生进一步理解定律 的 内容,学会用它解决实际问题 这样在观察现象,发现问题,探究问题,得 出结论 的过程中,激发学 生强烈 的求知欲,并让学 生进一步认识到物理知识在实践中的重要作用,体会到应用所学知识去认识未知世界的喜悦,产生对物理学习的浓厚兴趣 讨论!合作探究的学习方式激发了学生学习的主动性 在教师引导下教师与学生!学生与学生相互讨论合作探究,使教 师与学生!学生与学生之间面对 面在一起学习,增进彼此亲近感,学生的主动性受到了激发,使每个学生都能获得成就感 另外,教师

5、只起引导作用,把绝大部分讲话时间让给学生,因此,在这种探究性学习中,学生思考!讨论!发言的机会比传统物理课堂多得多 整个课堂气氛很轻松!热烈,突出了学生的主体地位,调动了学生学习的自主性和创新性思维(栏 目编 释张正 严)V ol.28N o.382 (S)6.2010.68物理教学Journal ofP hysi es探讨T eaehing第 28 卷总第 382 期2010 年第 6 期(上半月)师:是什么引起电流变大?大家看看电路跟刚才有什么不 同?(展示电池盒 )生:电源换 了 师:电源换 了为什么电珠就变亮呢?生:换 了电源后电压可能变大 师:不错,其实在电池盒 1 里只有一节电池,

6、而在电池盒2 里有 3 节电池 (展示 电池盒内部 )电池节数增加 了,电压就变大了 师:好 了,那么 电路里 面的电流由哪些 因素决定呢?生:电压和电阻 师:好,接下来我们就来研究电流与电阻,电流与电压之间的关 系.(2)确定研究思路师:既然电流与电阻和 电压都有关,那么我们现在要研究 电流与电阻的关系,对电压应该如何处理?生:保持电压值不变 师:那具体的实验方法怎么做?生:控制电压不变,改变电阻阻值 师:很好,这就是控制变量法 当我们碰到两个以上的影响因素时,就应采用控制变量法一个一个来研究 师:那怎样改变电阻阻值?生:采用变阻器 生:使用不同的定值 电阻 师:虽然有两种方法,但从方便角度

7、考虑,建议用不同电阻阻值 比较好,而且要成比例的增加如 sn!10n!15n 师:同理,如果 要研究 电流与电压的关系就要保持电阻值不变,改变电压,那么改变电压有哪些方法?生:增加 电池节数 师:除了这个之外还有其它方法没有?师:还可以根据 串联电路 的分压特点,用 一个滑动变阻器与定值电阻串联,调节滑动变阻器的阻值可以改变定值电阻两端 的电压 教师巡视指导师:接好电路之后,再设计表格来记 录实验数据 探究电流和电压的关系表一R sn实实验次数数电压/V V V电流/A A A 1 1 1 1 1lO O O2 2 2 2 2 2 2 25 5 51 1 1 3 3 3 3 31 1 10.2

8、 2 2师:各组根据刚才记录的数据进行分析,得出规律,最后总结出结论,并写在表格旁边的空白处 表一数据规律:电阻不变时,导体两端 电压增大 2 倍,电流也增大 2 倍;导体两端电压增大 3倍,电流也增大 3 倍 表一结论:在电阻不变 的情况下,导体两端的电流与导体两端的电压成正 比 探究电流与电阻的关系表二U=10V实实验次数数电阻/O O O电流/A A A 1 1 1 1 1飞 0 0 01 1 1 2 2 2 2 25 5 52 2 23 3 3%:两种方法哪种比较好?:第二种:好 现在 各组 开生师师始根据 刚才选定 的方 法设计电路,并 利用桌面上的仪器连接电路 图(如图2 所示)(

9、3)实验探究师:各组根据刚才记录的数据进行分析,得出规律,最后总结 出结论 并写在表格旁边的空白处 表二数据规律:电压不变时,导体 两端 电阻增大 2 倍,电流就减小 2 倍;导体两端电阻增 大 3倍,电流也减小 3 倍 表二结论:在电压不变的情况下,导体两端的电流与导体的电阻成反比 师:综合这两个结论我们可以得出:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比 这就是我们今天要学的著 名的欧姆定律(板书)师:接下来我们一起来 探究它 的表达式,刚才从表二 中我们得出什么结论?生:导体的电流与导体的电阻成反比 师:可以用什么样 的式子来表达?生:I 二 k/R 师:可以写成 k I R

10、,我们现在看表 二的数据,在U 一IOV 不 变 的情 况 下,当R 一IOn 时,第 28 卷总第 3 8 2 期2010 年 第 6 期(上半 月)物理教学探讨 Jo urnalo fP hy si esT eaehi ng V o l.28N o.382 (S)6.2010.69I=IA,则此时的 k 为多少?生:k=10 师:当 R sn 时,I 一 ZA,则此时的 k 为多少?生:k=10 师:当 R 一 2.sn 时,了一 4A,则此时的 k 为多少?生:k 二 10 从这里你们发现什么问题?生:k=U 师:很好 那 么就有 J U/R 师:同理,刚才从表一中我们得出什么结论?生:

11、导体的电流与导体两端的电压成正 比 师:可以用什么样的式子来表达?生:I=&从 师:可以写 成 k I/U,我们现在看表二 的数据,在 R sn 不变的情况下,当U 二 1 0 V 时,I 一 ZA,则此时的 k 为多少?生:k 二 0.2 师:当 U 一 SV 时,I IA,则此时的 k 为多少?生:k 二 0.2 师:当 U IV 时,I 0.ZA,则此时的 k 为多少?生:k=0.2 从这里你们又发现什么问题?生:k 二 l/R 师:很好 那么就有 I=U/R,从两种情况都得到同一个式子,这个式子就是欧姆定律的表达式(4)课堂练习 1电流和电压成正 比 (判断对错)师:这句话对吗?生:对

12、 师:肯定吗?生:肯定 师,那好,有两个 电路,第一个 电路 中电压为U 电流为 I,另一个电路 中电压为 认 电流为 JZ,那么 J:与 U 成正比吗?生:不成 师:那刚才那句话对吗?生:不对 师:为什么不对?生:不在同一个电路 师:对 了,欧姆定 律中的电流 I!电压 U!电阻R 三个量针对同一段导体同一时刻的物理量 师:欧姆定律的公式可以变形为;U 一 I R和R=U/I(5)课堂练习 2由R 一 U/I 知,电路中的电压越大,电阻也越大 (判断对错)师:这个说法对还是不对?多数学生:对 师:肯定吗?多数学生:肯定 师:既然大家这么肯定,那么我也很肯定的告诉大家这是错误的 学生议论纷纷,

13、有几个想要和老师论理 师:大家不要 急,我们 先来看 看式 子 R二U/I,如果 U 增大两倍,而 I 不变,则 R 变不变?生:变 师:如果 U 增大了两倍,而 I也增大了两倍,则 R 变不变?生:不变 师:好,如果电路中电压增大了两倍,电流会怎么变?生:也变为两倍 师:不错,那电阻还变吗?生:不变 师:其实 R U/I只是电阻的量度式,决定电阻大小的是材料!温度等 电阻就好 比自来水管一样,水压(电压)大时,水 流(电流)就急一些,水压(电压)小时,水流(电流)就慢一些,不管急还是慢,水管的性质(电阻)没有改变 师:你们还有什么问题吗?生:没有 师:那好,我们再看另 一个问题 由R U/I

14、知,电路中的电流越大,电阻也越小(这个说法对吗?生:不对 (异口同声)(6)总结&7)布置作业5案例分析欧姆定律的内容和公式是本节重点 理解欧姆定律中电流 入电压 U!电阻 R 的同一性是本节难点 本节课教学 目标要求通过实验探究,归纳总结 出欧姆定律,让学生领悟科 学探究的方法,体验科学探究的乐趣,形成尊重事实!探究真理的科学态度,培养学生分析解决问题的能力 因此,本案例采用探究教学策略 在探究过程 中通 V ol.28N o.382 (S)6.20 10.70物理教学探讨 JournalofP hysi esT eaehi ng第 28 卷总第 38 2期2010 年第 6 期(上半月)过

15、适 时引导!恰当点拨,利用实物电路使 学生达到理解欧姆定律的 目的 整节课突 出以下几点:(l)体现科 学探 究 学 习 了电路基 础 知识后,学生产生了浓厚 的兴趣,学生有较强 的好奇心和求知欲,他们 渴望 自己动手进行科学探究,体验成 功的乐趣 但对于 U!了!R 三者关 系知之甚少,规律性知识的概括往往 以偏概全 初中三年级学生的思维方式逐 步由形象思维 向抽象思维过渡,教学 中让学 生 自主设 计研究 问题的方案,是发展学生思维 的有效途径 根据学生 的这些特点,教学方法应该采用在 讲授 中探究,在探究 中加强引导的策略 在本课 中,教师先通过演示实验将奇怪的现象呈现给学生,激发学生的

16、好奇心和求知欲,进而引导学生思考并 提出猜想,接着又引导学生明确实验方法,让学生经历探究过程,真正成为课堂的主人,真正参与到学习中(2)激发学生兴趣 在 引人课题 时,通过一个巧妙的实验来创设情境,接着鼓励学生大胆猜测电流的大小究竟由哪些因素决定 学生通过分组讨论,教师做适当的提示,以及联系 以前学过的内容,猜想出可能与电压和导体的电阻的大小有关 这个环节从创设 情境 到提 出问题 到猜 想,引起了学生的兴趣,集中了学生的注意力(3)强调科学方法 的学习 科学方法的培养也是物理教学的一个 目标之一 控制变量是本节课隐含的一个重要的科学方法,因此让学生在学习的过程中学会运用控制变量 的方法是本节

17、课的主要内容之一 在学生提 出猜想之后,教 师并没有直接向学生介绍控制变量的方法,而是引导学生经过思考后发现:当面对多个变 量时,应该一个一个来进行研究,而要一个一个研究就必须保持其他变量不变,这就是控制变量的方法(4)让学生探究得出欧姆定律的表达式 一般的教学 中,当学生探究得 出 导体 的电流与导体两端 的 电压 成正 比,与 导体 的 电阻成 反 比(时,教师就直接搬 出欧姆定律的表 达式 这表面上看起来似乎是顺理成章的事 可是,只要你真正把 自己放在学生的角度!沿着学生思维的路径去琢磨,就拿发现这里面隐藏着一道学生思维难以 跨 越 的 坎 沪什 么 这么 说 呢,从 逻 辑的 角 度

18、来说,这样 的思维过程不够严谨,比如说,A 与B 有关 系,A 与 C 有关系,能推出 B 与 C 有关系吗?更明显一点,若 A 和B 是朋友,A 和C 也是朋友,能推得出 B 和C 也是朋友吗?显然不能 同样,仅从导体的电流与导体两端 的电压成正 比,与导 体的电阻成反 比(是不能推 出电压与电阻有 关 系的 如果教师不顾学生思维上的困难,而直 接般出欧姆定律 的公式,实际就是硬要把它们放进一个式子里,人为地在它们之间建立某种联 系 这样的教学学生就会感到不解,甚至困惑 因此 欧姆定律公式的得 出应该让学生经历一段 思维过程 应该给学生架设思维的台阶,否则他们将很难跨越这道坎 本案例 中,教

19、师在引导学生得 出欧姆定律后,并没有 马上搬 出欧姆定律 的公式,而是带领学生从 电流与电压成正 比(和 电流与电阻成反 比(出发,引 出比 例 常数;然 后又引导学生分析实验数据,结果发现 比例常数与控制变量有着某种关系,从而得 出欧姆定律 的公式 这样 的教学虽然 比传统 的教学多花了几分钟 的时间,但是就在这几分钟的时间里让学生经历 了欧姆定律公式的得 出所必须的思维过程 更重要的是,在这种注重学生理解过程的教学 中,公式并不是老师硬塞给他们的,而是他们经过亲 自探究发现的(5)注重挖掘和利用学生的 错误(资源 本案例中教师注重利用学生容易出错的地方来设计课堂练习,让学生出现错误,然后利

20、用错误来促进学生理解 其实学生的错误不 可能单独依靠正面的示范和反复练习得 以纠正的,必须经过一个 自我否定的过程,而 自我否定的过程又 以自我反省,特别是内在的概念 冲突作 为必要 的前提 本案例,教师根据这样的思想,针对学生普遍对欧姆定律存在 忽略电流!电压!电阻的同一性(而设计 了 电流和电压成正 比(判断对错 的课堂练习,针对学生普遍对欧姆定律的变形公式错误理解而设计 了由 R=U/I知,电路 中的电压越大,电阻也越大 (判断对错)%的课堂练习 通过设计这种引发概 念冲突的向题来促进 学生的 自我反省,接着意识到 自己概念 的不足,最后错 误的概念得 到纠正 这样深人学生心灵的教学,会让学生刻骨铭心(6)利用形象类 比化解难点 当学生得 出欧姆定律公式后,往往有些 同学会从公式 去理 解,认为 电阻与电压成正 比!与电流成反 比(,从而把决定式和量度式 混淆起来 为了解决这 个难点,本案例采用 了 水 压!水 管!水流(形 象地类比电路中电压!电阻和 电流(栏 目编样张正严)