探究歐姆定律的教學設計

1、探究歐姆定律的教學設計執(zhí)教老師：鄧國強學校：南昌縣向塘第二中學學科：初中物理教材版本冊數(shù)：滬科粵教版九年級物理上冊課題：第十四章探究歐姆定律第14.2節(jié)探究歐姆定律上課時間：2013年12月28日一、教學內(nèi)容分析前面學習了電學中的三個基本物理量：電流、電壓和電阻，本節(jié)通過科學探究，研究電流與電壓、電阻之間的定量關系，建立電學中重要的基本規(guī)律歐姆定律。本節(jié)主要由“實驗探究電流與電壓、電阻的關系”和“歐姆定律的內(nèi)容和公式”兩部分組成。本節(jié)重視過程與方法、情感態(tài)度與價值觀的教育，首先從學生學過的知識和熟悉的電學現(xiàn)象出發(fā)，引導學生思考電流與電壓、電阻之間的關系，利用控制變量法設計實驗，進行實驗，收集數(shù)

2、據(jù)，最后歸納出電流與電壓、電阻的定量關系。這樣不僅加深了學生對歐姆定律的理解，而且可以培養(yǎng)學生科學探究的能力和興趣，讓學生進一步熟悉電流表、電壓表、滑動變阻器的使用方法，真正學會用控制變量法進行實驗探究。然后通過例題的學習，學會運用歐姆定律進行簡單的計算，培養(yǎng)學生解決問題的能力。本節(jié)最后利用“信息瀏覽”對物理學家歐姆的科學研究進行了介紹，加強對學生科學精神的教育，培養(yǎng)學生好奇心和執(zhí)著的探究精神。歐姆定律是電學的重要規(guī)律，是本章教學的重點。把探究電流與電阻、電壓的關系和歐姆定律內(nèi)容安排在一節(jié)，從探究實驗到得出結(jié)論，水到渠成，使學生的學習有整體感，并為電功、電功率、焦耳定律的學習打下基礎。二、教學

3、目標1、知識與技能（1）理解歐姆定律2、過程與方法（2）通過實驗，利用控制變量法探究電流與電壓、電阻的關系，歸納得出歐姆定律。3、情感態(tài)度與價值觀（3）體驗探究自然規(guī)律的曲折過程和科學發(fā)現(xiàn)的喜悅，保持對科學探究的好奇心，增強學習物理的興趣和克服困難的信心。三、教學重點、難點1、教學重點：歐姆定律及其探究過程。2、教學難點：學生設計并進行實驗探究歐姆定律。四、學情分析學生在前面學習了電學中的三個基本物理量：電流、電壓和電阻，已經(jīng)知道電流表、電壓表和滑動變阻器的使用，經(jīng)歷過多次科學探究，具備了初步的科學探究能力，為探究歐姆定律打下了基礎。由于滑動變阻器的使用就是前一節(jié)學習的內(nèi)容，內(nèi)容不容易忘記，但

4、操作可能不熟練，將會影響探究實驗的進行。用控制變量法設計并進行實驗，讓學生探究電流與電阻、電壓之間的關系，涉及的物理量比較多，使用的器材也比較多，實驗過程既要更換定值電阻，又要調(diào)節(jié)滑動變阻器，還要測量多組實驗數(shù)據(jù)，對學生而言有一些難度。學生由感性認識向理性認識的轉(zhuǎn)化能力較弱，同時在實驗過程中的交流以及對實驗結(jié)果評估的能力也比較弱。五、教學策略選擇與設計本節(jié)屬科學探究型課。課時：1學時，也可以兩部分內(nèi)容各用1學時，若用兩課時，歐姆定律的應用可增加一些例題。教學設計按照“提問引導探究結(jié)論應用”的思路展開，先讓學生經(jīng)歷完整的科學探究過程，運用控制變量法探究電流跟電壓、電阻的關系，通過對實驗數(shù)據(jù)的分析

5、論證，得出歐姆定律，并進行簡單的計算。從生活走向物理，通過日常生活中的一些現(xiàn)象引導學生作出猜想。通過歐姆定律的探究和理解來解決實際問題，體現(xiàn)從物理走向社會。六、教學器材教具：計算機多媒體教學系統(tǒng)。學具：電源（干電池4節(jié)）、電壓表、電流表、定值電阻（5、10、15）、滑動變阻器（50）、開關、燈泡、導線。以上器材每組一套。七、教學過程（一）創(chuàng)設情境，導入新課投影電路：教師：閉合開關燈能亮嗎？缺少了什么？學生：不能。沒有電源。教師：電源有什么作用呢？學生：為電路提供電壓。教師：有了電源提供的電壓，電路中才可能有電流。你能想到什么？學生：電壓是形成電流的原因。電流與電壓有關系。電流與電壓有什么關系？

6、教師：想想看，電阻對電流有什么作用？學生：阻礙作用。教師：。電阻對電流有阻礙作用。你又能想到什么？學生：電阻對電流有影響。電流與電阻有關系。電流與電阻有什么關系？教師：同學們的想法很好。那么電流與電壓、電阻有怎樣的關系呢？這節(jié)課我們就來探究這個問題。板書“一、探究I與U、R的關系”（二）進行新課1、猜想與假設教師：生活中有沒有遇到這樣的現(xiàn)象：有時我們會發(fā)現(xiàn)家中的燈泡突然變暗，這種情況下人們會說些什么？學生：爸爸會說電壓太低了。教師：現(xiàn)在我們來再現(xiàn)一下這一現(xiàn)象。讓學生按照投影的電路圖進行實驗，觀察比較不同情況下燈泡的亮度。然后，根據(jù)實驗現(xiàn)象和生活經(jīng)驗，對電流與電壓的關系作出猜想。投影電路圖：圖1

7、：電源一節(jié)干電池 圖2：電源多節(jié)干電池 學生實驗和討論后提出以下猜想：學生：電源串聯(lián)的電池越多，這個燈泡就越亮。因此，電壓越高，燈泡就越亮，電流越大。引導學生進步猜想：電流與電壓可能成正比。教師：同學們家里有沒有調(diào)光燈。教師展示調(diào)光臺燈并演示。教師：有誰能設計一個調(diào)節(jié)燈泡亮度的調(diào)光電路?請畫出電路圖。學生討論后畫出電路圖，選擇有代表性的投放到屏幕上：教師：現(xiàn)在請同學們利用桌上的器材，按照電路圖連接電路。試試看，看能不能調(diào)節(jié)燈泡亮度。學生操作，教師巡視輔導，引導學生分析。教師：燈泡亮度為什么會變化？學生：調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電路中的電阻發(fā)生的改變。教師：燈泡亮度隨電阻怎樣改變？學生：電阻大時，燈泡

8、暗。教師：電阻大，燈泡暗時，電流是大還是??？電流與電阻有什么關系？學生猜想：電阻越大，電流越小。引導學生進一步猜想：電流可能與電阻成反比。2、設計實驗教師提問啟發(fā)學生：“實踐是檢驗真理的唯一標準”。同學們的猜想是否正確，還需要通過實驗來驗證。那么，怎樣通過實驗來探究電流與電壓、電阻的關系呢？學生討論、交流。教師：在探究滑動摩擦力與壓力大小、接觸面的粗糙程度的關系時，我們用了什么實驗方法？引導學生說出實驗方法：我們采用了控制變量法。教師：我們在探究電流與電壓、電阻的關系時，應用什么實驗方法？學生：控制變量法。板書：“控制變量法”教師：在探究電流與電壓、電阻的關系時，變量是哪些？學生：電流、電壓、

9、電阻。教師：探究電流與電壓的關系時，我們應怎樣用控制變量法來研究？也就是說我們在實驗中應控制哪些變量不變？哪些變量改變呢？學生：探究電流與電壓的關系，應保持電阻不變，改變電壓值，觀察電流的變化情況。教師：我們對于電流與電壓可能成正比的猜想怎樣說才更合理？學生歸納猜想1：電阻不變，電流與電壓成正比。板書：“1、電阻不變，電流與電壓成正比。”教師：探究電流與電阻的關系時，我們應怎樣用控制變量法來研究？也就是說我們在實驗中應控制哪些變量不變？哪些變量改變呢？學生：探究電流與電阻的關系時，應保持電壓不變，改變電阻值，觀察電流的變化情況。教師：我們對于電流與電阻可能成反比的猜想怎樣說才更合理？學生歸納猜

10、想2：電壓不變，電流與電阻成反比。板書：“2、電壓不變，電流與電阻成反比?！苯處煟褐懒藢嶒灧椒ê?，我們來設計實驗方案，逐一探究電流與電壓、電阻的關系，驗證我們前面的兩個猜想。設計實驗1：保持電阻不變，研究電流隨電壓的變化情況。教師：猜想1:保持電阻不變，電流可能與電壓成正比。怎樣保持電阻不變？怎樣探究電流與電壓是否成正比的關系？引導學生回答。學生：選一個定值電阻器，并改變定值電阻兩端的電壓。學生：選用一個小燈泡。教師：選用小燈泡可以嗎？為什么不用小燈泡做實驗？通過影響導體電阻大小的因素說明：小燈泡電阻受溫度影響，不穩(wěn)定，會發(fā)生改變。我們還是采納其他同學的建議，選用定值電阻器來做實驗。教師：實

11、驗中需要測出哪些物理量？需要哪些器材？要求學生畫出實驗電路圖。投影學生畫的電路圖1：（如果學生沒有設計出該電路，我們也可以事先準備）引導學生分析，該電路圖存在的不足之處。教師：按該電路圖進行實驗，能測出幾組電壓值與電流值？是否能驗證電流與電壓成正比的關系？學生：只能測出一組。不能驗證。教師：為了“發(fā)現(xiàn)”規(guī)律，使結(jié)論更可靠，應該怎么辦？引導學生回答：改變電壓，測出不同電壓下的電流值。應多測幾組。教師：怎樣改變電壓呢？學生：可以增加電池的節(jié)數(shù)的方法，改變電壓。教師：通過改變電池的節(jié)數(shù)的方法可以改變電壓，但這種方法有什么不足呢？引導學生回答：實驗電路要多次改接。電壓值比較固定，影響結(jié)論的可靠性。教師

12、：還有什么方法可以改變定值電阻兩端的電壓？（注：如果學生想不到，教師可以復習滑動變阻器的作用。）引導學生回答：只要在電路中串聯(lián)一個滑動變阻器。投影展示學生設計的電路圖2：并請同學幫助畫到黑板上 （如果沒有也可播放出已設計好的電路圖）教師：某同學設計的實驗電路圖，你同意他的實驗方案嗎？在電路中接入滑動變阻器的作用是什么？學生回答。引導學生分析該電路還有什么“缺陷”， 認識實驗誤差來源：電流表外接，電流值測出來偏大。教師：設計好了實驗方案，進行實驗時，我們要把驗驗數(shù)據(jù)記錄下來，能否設計一個實驗記錄表格？學生設計實驗表格（如下表所示）。選幾個同學的用實物投影機投影出來。實驗次數(shù)電阻R/電壓U/V電流

13、I/A1234教師：電流與電阻又有什么關系呢？我們繼續(xù)來設計實驗。設計實驗2：保持電壓不變，研究電流隨電阻的變化情況。教師：我們的猜想2是：電壓不變，電流與電阻成反比。為了驗證此猜想，利用控制變量法，保持電壓不變，改變電阻值，觀察電流的變化情況。那么，在實驗中怎樣保持電壓不變，又怎樣改變電阻呢？能否利用前面我們設計好的電路圖呢？學生討論、交流。學生：可以利用。教師：怎樣改變原來定值電阻的阻值呢？可不可以換接一個滑動變阻器來代替原來的定值電阻呢？引導學生回答：滑動變阻器可以改變電阻大小，但滑動變阻器不能讀數(shù)。教師：那應該怎么辦？學生：換接不同阻值的電阻。教師：換接了電阻，改變了電阻大小，電阻兩端

14、的電壓會不會改變？引導學生得出：滑動變阻器可以通過改變電阻來改變電壓，換接電阻，電阻的阻值也改變，電阻兩端的電壓也會改變。教師：換接了電阻，我們希望電阻兩端的電壓改變嗎？電阻兩端的電壓可以改變嗎？學生：不可以。教師：換接了電阻，又如何控制電壓不變呢？學生：去掉滑動變阻器，用同一個電源。學生：調(diào)節(jié)滑動變阻器，改變電阻，從而改變電壓，使定值電阻兩端的電壓保持不變。教師：去掉滑動變阻器，用同一個電源，可以保證電壓保持不變嗎？還是用滑動變阻器來保證電壓不變呢？同學們在隨后進行的實驗中注意驗證觀察。實驗中換接電阻后，應注意觀察電壓表的示數(shù)是否改變？如果改變，該怎么辦？教師：下面請同學們按照我們設計好的方

15、案和電路圖來進行實驗，并設計實驗數(shù)據(jù)記錄表格，記錄實驗中得到的電阻值和電流值。3、進行實驗，收集數(shù)據(jù)完成探究電流與電壓、電阻的關系實物圖連接（如下圖），學生分組實驗，教師巡視指導。（1）在一個實驗電路中，同時使用電壓表和電流表，對學生來說這是第一次，如果學生大面積操作困難，教師可以通過仿真動畫或?qū)嵨锿队?，輔導學生按照一定順序連接電路，如果發(fā)現(xiàn)電路故障及時提供幫助。（2）強調(diào)注意儀器使用的規(guī)范性，應注意電壓表、電流表、滑動變阻器的正確使用方法，在連接電路時，應該給予具體的指導。（3）提醒學生注意：在測量過程中，電路閉合時間不能太長，讀取數(shù)據(jù)后要斷開電路，以防通電時間過長，電阻發(fā)熱給測量帶來誤差。

16、（4）在研電流與電壓的關系時，調(diào)節(jié)滑動變阻器，盡量使電阻R兩端電壓成整數(shù)倍變化，讀出各種不同電壓下電流表的示數(shù)。并提醒學生如實記錄實驗數(shù)據(jù)。如果課堂時間較緊，可以分組各完成一個實驗。4、分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論實驗結(jié)束后，用投影展示實驗數(shù)據(jù)，并引導學生分析歸納實驗結(jié)論。教師：通過實驗數(shù)據(jù)，我們可以發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？學生：電壓增大時，電流也增大。教師：說具體些。學生：電壓增大幾倍時，電流也跟著增大幾倍。教師：這一組同學測出的電壓與電流的比值有什么特點？學生：電壓與電流的比值相等。電壓與電流的比值不變。教師：根據(jù)你們學過的數(shù)學知識，說明了電流與電壓有什么關系？學生：成正比。教師：有條件嗎？在什么條件下電流與

17、電壓才成正比？學生：電阻不變。歸納：在電阻不變的情況，導體中的電流跟這段導體兩端的電壓成正比。投影第二個實驗學生記錄的數(shù)據(jù)。教師：電流與電阻又有什么關系呢？觀察第二個實驗得出的數(shù)據(jù)，你們又發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？學生：電阻增大時，電流增小。學生：電阻增大到原來的幾倍時，電流減小到原來的幾分之一。引導學生分析回答：每次的電阻與電流的乘積相等。電阻與電流的乘積不變。教師：電流與電阻有什么關系呢？學生：電壓不變時，電流與電阻成反比。教師：我們前面的猜想對不對？能否驗證我們的猜想。學生：能驗證。5、評估交流組織學生根據(jù)探究體驗，說出實驗探究過程中遇到的問題和困難，以及有什么收獲。6、完成填空，引出歐姆定律。學生

18、閱讀課本內(nèi)容并完成下列填空。（1）根據(jù)我們得出的實驗結(jié)論，完成下列填空。介紹歐姆定律的內(nèi)容：一段導體中的電流，跟這段導體兩端的電壓成_關系，跟這段導體的電阻成_關系。板書：“二、歐姆定律（1）歐姆定律的內(nèi)容”教師：早在1826年，德國的物理學家歐姆就研究發(fā)現(xiàn)了電流與電壓、電阻的關系。人們?yōu)榱思o念他的偉大發(fā)現(xiàn)，把這一規(guī)律叫歐姆定律。（2）公式： 板書“（2）公式：” 公式中的I、U、R的單位分別為A、V、。公式中的I、U、R應是同一段導體上的電流、電壓和電阻。例題1：某數(shù)控機床照明燈的電壓是36V，它正常工作時燈的電阻是54。通過照明燈的電流是多少？例題2：一電路里有一個電壓表并聯(lián)在一個阻值為3

19、的電阻兩端時，電壓表示數(shù)為2.1V。能不能用量程為0.6A的電流表測量通過這個電阻的電流？讓學生演板后，大家來評判。（3）歐姆定律公式變形式：U=IR；板書：“（3）歐姆定律公式變形式：U=IR；”想一想：有人認為，公式跟公式在形式上相似，所以可把電阻R說成跟電壓成正比，跟電流成反比。你認為這種說法對嗎？為什么？由此引導學生分析歐姆定律公式變形式的作用及意義。課堂練習：有一只電阻，阻值為125，最多可通過2A的電流，能否把它接在220V的電源上使用？讓學生演板后，大家來評判。（三）課堂小結(jié)。教師：本節(jié)課你學到了什么？讓學生談談。（四）布置作業(yè)。八、板書設計一、探究I與U、R的關系 控制變量法1

20、、電阻不變，電流與電壓成正比。2、電壓不變，電流與電阻成反比。二、歐姆定律（1）歐姆定律的內(nèi)容：（2）公式： （3）歐姆定律公式變形式：U=IR；九、教學反思1、成功之處：(1)提出問題，通過日常生活中的現(xiàn)象引出猜想，能從生活走向物理，然后通過探究得到了歐姆定律，用于解決實際問題，體現(xiàn)了從物理走向社會。(2)實驗探究“電流與哪些因素有關”按照科學探究的程序，提供了猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集數(shù)據(jù)、分析與論證探究環(huán)節(jié)，讓學生較完整地體驗對一個問題進行科學探究的全過程。進一步熟悉“變量控制法”。 通過實驗探究電流與電壓、電阻的關系分析總結(jié)出歐姆定律，進一步熟悉電流表、電壓表、滑動

21、變阻器的使用方法。(3)通過對學生的電路圖和實驗數(shù)據(jù)的展示，使學生具有成功感。讓學生動手操作，興趣更濃，提高了學生的學習物理的積極性。(4)通過實驗過程中對實驗數(shù)據(jù)的收集與處理，培養(yǎng)學生的科學態(tài)度。借助教材，現(xiàn)在的學生“衣來伸手，飯來張口”，不知道前人探究的艱辛。通過歐姆研究事跡的介紹，對學生進行科學精神的教育，培養(yǎng)學生好奇心和執(zhí)著的探究精神，提高學生的學習興趣，促進學生素質(zhì)的全面提高。2、存在的問題：(1)加強滑動變阻器的使用。通過教學實踐發(fā)現(xiàn)學生對于滑動變阻的使用和作用不是很熟悉，不能熟練的操作。從生活走向物理，利用調(diào)光燈發(fā)現(xiàn)電阻與電流有關系，學生操作起來有些困難，用時較長，課時比較吃緊。

22、(2)加強科學探究實驗的組織，注意拓寬學生的思路。在實驗過程中，有的學生沒有注意實驗的目的，在那里隨意玩弄實驗器材。應組織好電流與電阻、電壓關系的科學探究實驗，可以先探究完一個實驗，讓學生獲得經(jīng)驗，再完成第二次探究內(nèi)容?？梢宰寣W生把實驗數(shù)據(jù)繪成圖像，用圖象法分析實驗數(shù)據(jù)得出實驗結(jié)論和對實驗結(jié)果的評估。(3)加強練習，學以致用。學生知道歐姆定律的內(nèi)容、表達式和變換式容易，運用歐姆定律分析解決簡單的電路問題困難，讓學生多接觸一些題型，把握知識的運用方法。(4)正確處理好預設與生成的關系。課堂情況瞬息萬變，我們要引導好、把握好、利用好學生的靈感，要隨機應變，掌控課堂的發(fā)展方向。比如不用滑動變阻器，通

23、過電源的干電池數(shù)量不變能不能保證定值電阻器更換后的電壓不變，可能涉及到電源內(nèi)阻問題，對于學生沒有學到的知識內(nèi)容，可以只提一下，不用解釋，暫時擱置，便于課堂教學的順利進行。附學案：一、探究I與U、R的關系1、猜想：寫出你的猜想。2、設計實驗：畫出實驗電路圖3、進行實驗：畫出實驗記錄表，并把實驗數(shù)據(jù)記錄下來。4、實驗結(jié)論：二、歐姆定律1、歐姆定律的內(nèi)容：根據(jù)我們得出的實驗結(jié)論，完成下列填空。一段導體中的電流，跟這段導體兩端的電壓成_關系，跟這段導體的電阻成_關系。2、寫出歐姆定律的公式：例題1：某數(shù)控機床照明燈的電壓是36V，它正常工作時燈的電阻是54。通過照明燈的電流是多少？例題2：一電路里有一個電壓表并聯(lián)在一個阻值為3的電阻兩端時，電壓表示數(shù)為2.1V。能不能用量程為0.6A的電流表測量通過這個電阻的電流？3、寫出歐姆定律的變形公式：課堂練習：有一只電阻，阻值為125，最多可通過2A的電流，能否把它接在220V的電源上使用？練習