《閉合電路歐姆定律》說課教學(xué)設(shè)計(jì)

1、閉合電路歐姆定律說課教學(xué)設(shè)計(jì) 廣水市一中高二年級(jí) 汪元課題選擇背景 隨著普通高中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)的大力推進(jìn)，必然引起一場(chǎng)學(xué)習(xí)物理方式的深刻變革。新課標(biāo)指出：“高中物理課程有助于學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)基本的物理知識(shí)與技能；體驗(yàn)科學(xué)探究過程，了解科學(xué)研究方法；增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，發(fā)展探索自然、理解自然的興趣與熱情；認(rèn)識(shí)物理學(xué)對(duì)科技的進(jìn)步”。如何構(gòu)建具有探究性的學(xué)習(xí)、問題式的教學(xué)、合作化的課堂”的課堂教學(xué)方式，使學(xué)生能真正了解自然科學(xué)探究的含義，是每一位物理老師的責(zé)任。隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，借助網(wǎng)絡(luò)環(huán)境開展物理教學(xué)，可以將傳統(tǒng)教學(xué)和現(xiàn)代信息技術(shù)有效結(jié)合起來，建構(gòu)適合學(xué)習(xí)活動(dòng)開展的 “ 探究式學(xué)習(xí)模式 ” ，利用網(wǎng)

2、絡(luò)資源豐富、可共享、互動(dòng)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，結(jié)合物理學(xué)科自身特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，使學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，帶著物理問題，提出假設(shè)與猜想，并對(duì)問題進(jìn)行探索、分析、研究，最后基于問題解決的方式，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)的探究、創(chuàng)新意識(shí)和綜合實(shí)踐能力。教材及教學(xué)對(duì)象分析 （一）教材內(nèi)容及教學(xué)對(duì)象分析：閉合電路歐姆定律是高中物理第二冊(cè)（必修加選修）第十四章第六節(jié)的內(nèi)容。其主要教學(xué)內(nèi)容有兩部分：電動(dòng)勢(shì)和閉合電路歐姆定律。1 、學(xué)生接受電動(dòng)勢(shì)這個(gè)概念是掌握閉合電路歐姆定律的關(guān)鍵和基礎(chǔ)但是電動(dòng)勢(shì)這個(gè)概念比較抽象，涉及的知識(shí)面較廣，要使學(xué)生全面、深刻地理解它是有困難的新教材考慮到學(xué)生的接受能力和滿足后續(xù)知識(shí)的需要，簡化了電動(dòng)勢(shì)的教學(xué)，其基本內(nèi)

3、容有下列兩方面：一個(gè)是電源電動(dòng)勢(shì)是由電源本身的性質(zhì)決定的，它表征了電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)另一個(gè)是電源電動(dòng)勢(shì)的值可用電壓表測(cè)出 電源電動(dòng)勢(shì)等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓；在閉合電路里，電源電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電壓之和教材提出電動(dòng)勢(shì)這個(gè)概念，但沒有給電動(dòng)勢(shì)下定義，只是講它 “ 等于 ” 什么。2 、路端電壓 U 與外電阻 R 的關(guān)系，是一個(gè)難點(diǎn)演示實(shí)驗(yàn)由學(xué)生自己通過仿真實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)并指導(dǎo)學(xué)生得出規(guī)律，使學(xué)生有明確的感性認(rèn)識(shí)，同時(shí)這也更大程度的提高了高二學(xué)生的邏輯推理能力。（二）教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析： 1 、重點(diǎn)： 閉合電路歐姆定律的內(nèi)容及 U 隨 R 變化的規(guī)律 2 、難點(diǎn)：（ 1 ）、

4、應(yīng)用閉合電路歐姆定律討論電路中的路端電壓、電流強(qiáng)度隨外電阻變化的關(guān)系（ 2 ）、 應(yīng)用定律解決簡單的實(shí)際問題 學(xué)習(xí)目標(biāo)： （一）知識(shí)目標(biāo)1 、知道電動(dòng)勢(shì)的定義2 、理解閉合電路歐姆定律的公式，理解各物理量及公式的物理意義，并能熟練地用來解決有關(guān)的電路問題3 、知道電源的電動(dòng)勢(shì)等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓，電源的電動(dòng)勢(shì)等于內(nèi)、外電路上電勢(shì)降落之和4 、理解路端電壓與電流 ( 或外電阻 ) 的關(guān)系，知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá)，并能用來分析、計(jì)算有關(guān)問題5 、理解閉合電路的功率表達(dá)式6 、理解閉合電路中能量轉(zhuǎn)化的情況（二）能力目標(biāo)1 、培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題能力，會(huì)用閉合電路歐姆定律分析外

5、電壓隨外電阻變化規(guī)律2 、理解路端電壓與電流（或外電阻）的關(guān)系，知道這種關(guān)系的公式表達(dá)和圖線表達(dá)，并能用來分析、計(jì)算有關(guān)問題3 、通過用公式、圖像分析外電壓隨外電阻改變規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生用多種方式分析問題能力（三）情感目標(biāo)1 、通過外電阻改變引起電流、電壓的變化，樹立學(xué)生普遍聯(lián)系觀點(diǎn)2 、通過分析外電壓變化原因，了解內(nèi)因與外因關(guān)系3 、通過對(duì)閉合電路的分析計(jì)算，培養(yǎng)學(xué)生能量守恒思想4 、知道用能量的觀點(diǎn)說明電動(dòng)勢(shì)的意義設(shè)計(jì)思路 本課一改傳統(tǒng)由教師做演示實(shí)驗(yàn)，得出數(shù)據(jù)學(xué)生分析并討論出規(guī)律的教法，而是以“課前自學(xué)提出問題通過仿真實(shí)驗(yàn)自主探究 協(xié)作交流探究本質(zhì) 總結(jié)規(guī)律解決問題” 為指導(dǎo)，課節(jié)內(nèi)容以網(wǎng)頁

6、的形式呈現(xiàn)在學(xué)生面前，通過學(xué)生帶著問題自學(xué)，根據(jù)自己的知識(shí)水平層次進(jìn)入不同的網(wǎng)頁進(jìn)行自主探究。同時(shí)亦使老師做到真正將課堂還給學(xué)生。具體設(shè)計(jì)思路： 1 、通過一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)給學(xué)生留下一個(gè)疑問，學(xué)生自己在做仿真實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，思考教師提出的幾個(gè)問題。 2 、引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)電路。 3 、提出目的，學(xué)生自己通過仿真實(shí)驗(yàn)，通過改變外電阻阻值、內(nèi)電阻阻值和電源電動(dòng)勢(shì)，記錄電流等數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)記錄在表格中，通過對(duì)數(shù)據(jù)分析探究什么是閉合電路的歐姆定律。 4 、學(xué)生利用閉合電路的歐姆定律來解釋演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 5 、對(duì)知識(shí)的一種拓展和應(yīng)用。教學(xué)過程 （一） 設(shè)定猜想、實(shí)驗(yàn)論證，激發(fā)學(xué)生興趣，引入新課向?qū)W生展示平時(shí)生活中常用

7、的 1 號(hào)、 3 號(hào)、 5 號(hào)干電池、蓄電池、電源，干電池上注明 1.5V ，蓄電池上標(biāo)明 2.0V ，電源上標(biāo)明 15V ，用伏特表測(cè)電池兩側(cè)可以直接測(cè)出分別為 1.5V 、 2.0V 、 15V ，再出示一個(gè)普通手電筒上的小燈泡。實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)：將小燈泡與 2.0V 的蓄電池相接，請(qǐng)學(xué)生觀察燈的亮度正常發(fā)光，已很亮。提問：如果將這個(gè)燈泡與標(biāo)明為 15V 的電源相接，我們可以猜想一下，小燈泡會(huì)怎樣？學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)可能會(huì)回答：小燈會(huì)被燒毀，或即使不燒毀也會(huì)比接 3V 電源時(shí)亮得多，也有可能和接 2.0V 的一樣。演示實(shí)驗(yàn)：將小燈接在 15V 電源上，結(jié)果是：小燈與 15V 電源相接時(shí)不但沒有燒

8、毀，亮度反而比接 2.0V 電源時(shí)暗一些。與學(xué)生猜想結(jié)果大相徑庭。要圓滿解釋上述現(xiàn)象就要用到本節(jié)課將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容閉合電路的歐姆定律。請(qǐng)同學(xué)們?cè)诜抡鎸?shí)驗(yàn)中觀察剛才演示實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，思考：電燈亮度不同主要是因?yàn)槟膫€(gè)或哪些物理量不同 ? 這種現(xiàn)象是怎樣產(chǎn)生的？（二）、新課教學(xué)1 、電動(dòng)勢(shì)（ 1 ）電動(dòng)勢(shì) ：我們發(fā)現(xiàn)干電池、蓄電池等兩端的電壓是不相同的，其實(shí)這兩端電壓是由電源本身的性質(zhì)決定，同種電源兩極間電壓相同，不同種電源兩極間電壓不同。我們引入電動(dòng)勢(shì)這個(gè)概念來表征電源的這種特性。（ 2 ）電動(dòng)勢(shì) E 的物理意義 ：是描述電源把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量。其值等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間

9、的電壓。2 、閉合電路的歐姆定律（ 1 ）認(rèn)識(shí)電路 ：引導(dǎo)學(xué)生觀察教學(xué)網(wǎng)頁中的實(shí)驗(yàn)電路，了解閉合電路和分電路；內(nèi)電路和外電路。知道電源外部電流流向和電源內(nèi)部電流流向。（ 2 ）閉合電路歐姆定律： 學(xué)生在仿真實(shí)驗(yàn)中，可以在電阻元件上單擊右鍵，選擇“屬性”改變電阻值，閉合開關(guān)，將電動(dòng)勢(shì)、電流和電阻關(guān)系記錄在下表中，物理量 電源電動(dòng)勢(shì) E （ V ） 電流 I （ A ） 外電阻 R （ ） 內(nèi)電阻 r （ ） 關(guān)系3 、路端電壓 U 跟負(fù)載 R 的關(guān)系（ 1 ）、演示實(shí)驗(yàn)中電燈亮與暗的實(shí)質(zhì)是什么？ 電燈作為負(fù)載（即用電器），其亮度主要看加在負(fù)載上的“有效”電壓即路端電壓 U ，在負(fù)載正常工作情況下

10、， U 大，則燈的亮度高， U 小，則亮度低。而如圖所示，將電燈換成可變電阻 R ，改變外電路 R ，路端電壓 U 跟負(fù)載 R 有什么關(guān)系呢？（ 2 ）、分析討論 U 隨 R 變化的規(guī)律 對(duì)于同一個(gè)電源，一般情況下其電動(dòng)勢(shì) E 和內(nèi)阻 r 是不變的，當(dāng)外電阻 R 變化的時(shí)候，請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)閉合電路歐姆定律： I=E/(R+r) ，引導(dǎo)學(xué)生從理論上來討論 U 的變化規(guī)律。當(dāng) R 增大時(shí)，有 I 減小， I 、 R 都是變量，在沒有給出 I 、 R 具體數(shù)據(jù)的情況下，單純利用部分電路的歐姆定律 U=IR 來判斷 U 的變化是很困難的。但在閉合電路中，內(nèi)、外電壓通過關(guān)系式 E U U 是聯(lián)系在一起的，

11、而 E 是常量。因?yàn)?U I r （ r 為常量），我們發(fā)現(xiàn) U 的變化是很容易判定的，完全可以先判定 U 的變化，再根據(jù) E U U 進(jìn)而確定 U 的變化。 仿真實(shí)驗(yàn)：在仿真實(shí)驗(yàn)下進(jìn)行測(cè)試，驗(yàn)證上述推論的正確性。根據(jù)表格進(jìn)行探究。物理量 （ 3 ）、討論兩種特殊情況 短路： R 0 ， I ， U E ， U 0 說明：短路時(shí)電流取決于 E 、 r ，一般情況下 r 很小，故短路時(shí)電流很大，由于電流的熱效應(yīng)，常會(huì)燒壞電源甚至引起火災(zāi)。 仿真實(shí)驗(yàn)：演示短路時(shí)保險(xiǎn)絲熔斷的現(xiàn)象及如何排除故障，恢復(fù)電路的正常工作。 斷路： R ， I 0 ， U 0 ， U E 伏特表測(cè)電動(dòng)勢(shì)的原理，主要是伏特表內(nèi)

12、阻大，測(cè)出的數(shù)據(jù)略小于 E 。（三）探究演示實(shí)驗(yàn)中燈泡亮度不同的實(shí)質(zhì) 根據(jù)閉合電路歐姆定律，電源本身具有內(nèi)阻，其電路中電流 I E/(R+r), 所以，當(dāng)閉合電路電源電動(dòng)勢(shì)大的時(shí)候，由于 r 值的不同，兩個(gè)電路的 I 不一定相同，也不一定是 E 大的電流就大，所以出現(xiàn)燈泡亮度不同的現(xiàn)象。學(xué)生可以通過在實(shí)驗(yàn)里添加伏特表和電流表進(jìn)行測(cè)量，并利用閉合電路的歐姆定律可以計(jì)算出這兩個(gè)不同電源 6V 和 12V 的內(nèi)阻 r 是多少，從而可以知道這兩個(gè)電路中流過相同燈泡的電流 I 的大小。教學(xué)反思 本課在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下開展教學(xué)活動(dòng)，有其利的一面也有其弊的一面，如何指引學(xué)生一起完成這節(jié)課，需要注意以下幾個(gè)方面： 1 、明確教學(xué)目的任務(wù)，掌握物理思維特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生思維能力。本課重點(diǎn)即定律的內(nèi)容不是老師強(qiáng)加到學(xué)生腦中，而是通過學(xué)生自主的探究，在一定思考和推理情況下學(xué)到知識(shí)，因此教師設(shè)計(jì)教學(xué)一定要符合高中學(xué)生的思維能力，通過“猜想實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”嚴(yán)密的科學(xué)探究方法，培養(yǎng)學(xué)生能力。 2 、本課教學(xué)中用到較多的仿真實(shí)驗(yàn)，具有安全性和可操 作性，避免了實(shí)際操作中的用電安全問題。安全的仿真實(shí)驗(yàn)可充分發(fā)掘?qū)W生的好動(dòng)性、探知性，用學(xué)生特有探究角度去思考問題，有效地發(fā)揮學(xué)生的個(gè)性，并使學(xué)生的創(chuàng)新能力得到拓展。同時(shí)通過仿真實(shí)驗(yàn)的