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1、探究电流与电压、电阻的关系教学设计教 材：北师大版物理九年级第十二章第一节执教者：陕西省宝鸡市新建路中学张 若 杨【学习任务分析】基础教育课程改革的目标之一是“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力”。 物理课程标准明确指出科学探究既是学生的学习方式，也是学生学习的内容。为了体现新课程注重科学探究、倡导学习方式多样化的基本理念，本课以课堂为阵地，以知识为载体，以小组探究活动为教学组织形式，力图实现“知识与技能过程与方法情感态度价值观”的三维教学目标。
2、教师在引领学生探究物理知识的过程中，让学生学习科学探究的方法，体验科学探究的经历，感受科学探究的乐趣，最大限度地发展学生的创新思维和实践能力。本课学习的内容包含两大部分：一是欧姆定律；二是科学探究的过程和方法。欧姆定律是电学中的基本定律，是学生进一步学习电学知识的基础，也是初中物理学习的重点物理规律之一，理解欧姆定律并能进行简单计算是课程标准提出的教学要求，把握新旧知识的联系和建立物理规律的事实依据，学习研究物理问题的方法，应该是本课知识技能目标和过程方法目标的教学重点。一方面，要深刻理解欧姆定律的物理意义，就必须将原来分散学习的电流、电压、电阻等概念综合起来，把研究它们的关系作为主题，用联系
3、的观点引导学生研究新课题，用合作、探究的学习方式激发学生新的求知欲与钻研志趣，在探究中经历物理规律建立的过程，从物理意义上理解公式中所表示的物理量之间的数量关系，而不是从纯数学的角度加以理解。例如，对于欧姆定律的表达方式：I=U/R,应当理解为，公式表达了电流的强弱决定于加在导体两端电压的大小和导体本身电阻的大小，即导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比，公式中的I、 U、 R 三个物理量是相对同一导体而言，公式变换得到的R=U/I,不能只从纯数学角度理解为“电阻与电压成反比”。另一方面，由于物理规律本身，总是以一定的物理事实为依据的，因此，理解欧姆定律必须在认识、分析和研究有
4、关物理事实的基础上进行，利用实验归纳法，把实验数据通过思维加工和数学加工，分析、概括出文字结论或定律公式，成功开展实验探究是深刻理解欧姆定律的保证，探究中能把一个多因素的问题转变为多个单因素问题，即会用“控制变量法”研究科学问题既是本课的重点之一，也是本课的难点之一。利用怎样的探究方案研究电流与电压、电流与电阻之间的定量关系是本课的最大难点，这表现在三个方面。难点1：实验所用器材较多。除了同时使用电流表、电压表之外，还会用到滑动变阻器（部分学生设计的实验方案可能不用滑动变阻器，例如：在研究电流与电压的关系时，采用增加串联电池组节数的方法等）。 实际教学中，当学习变阻器时，我增加了 “探究：利用
5、滑动变阻器调节灯泡的亮度”探究实验，有效地突破了利用滑动变阻器调节电路的难点。难点2：探究课题涉及的物理量较多。难点3：探究目标是各物理量之间的定量关系。突破多因素问题转变成多个单因素问题的难点，是在前面学习“决定电阻大小因素”等探究经历的基础上，通过教师的启发和引导促使学生制定出探究方案。在分析论证过程，如有必要，可提示学生对收集到的数据先算出U2/U1、U3/U2,再算出1切1、I3/I2,或先算出R2/R1、R3/R1,再算出I2/I1、I3/I1,然后比较、归纳出探究结论。【学习者分析】本课是学生学习完电路、电流、电压、电阻等概念之后，通过探究方式定量研究I 与U、I 与 R 的关系。
6、之前，学生已经知道电路中电流是电荷定向移动形成的，也知道电压是形成电流的原因，并学会使用电流表测电流、使用电压表测电压，同时，通过实验探究知道影响金属导体电阻的因素，进一步体会了“控制变量法”研究物理问题的思想。经过一年多的物理学习，学生已经具备初步的实验探究能力，以小组合作探究的方式学习欧姆定律，既符合学生在知识技能方面的实际水平，实现本课三维教学目标，还能让学生在探究活动中领悟科学研究的方法。初中学生学习物理的兴趣主要是直接兴趣，其特点是：新奇、具体、操作、实践。我校学生在八年级物理学习中主要表现出操作兴趣，即只对操作对象本身感兴趣，而忽视对事物本质的认识，进入九年级学习后，则主要表现出因
7、果认识的兴趣，即兴趣中心由了解怎样改变现象发展为进一步探究现象变化的原因，渴望理解它的物理实质。针对学生兴趣相对集中、兴趣与目标有一定联系、直接兴趣与间接兴趣同时起作用的心理特点，最大限度地激发学生的学习兴趣，利用学生探究中的好奇心、求知欲和求成欲，使学生的学习自始至终都在兴趣盎然的情况下进行，本课在教学中采用观察思考和实验探究的学习方式，不仅是物理学科本身特点的需要，也是适应学生的学习心理、培养学习兴趣的需要，同时也是物理规律教学和学习的需要，利用多媒体课件和实物投影等教学手段，不仅提高了课堂效率，丰富了课堂内容，也活跃了课堂气氛，激发了学生课堂学习的热情。【教学目标】1、知识技能：(1)通
8、过实验探究，了解导体中电流与电压、电阻的关系；(2)理解欧姆定律，并能利用欧姆定律进行简单的计算；(3)会使用电压表和电流表测量同一导体两端的电压和通过导体的电流。(4)会用滑动变阻器调节电路中的电流和导体两端的电压。2、过程与方法：(1)经历探究过程，体验提出问题、猜想与假设、设计实验方案、收集证据、分析论证等科 学探究要素；(2)通过制定计划与设计实验方案，加深理解“控制变量”的研究方法；3、情感、态度和价值观：(1)在收集数据过程中，体验坚忍不拔的科学精神，养成实事求是的科学态度，；(2)在探究活动过程中，经历协作和交流，养成与人团结共事的品格。【主要教学方法】：本课教法采用启发式和指导
9、探究发现法。通过对学生已有知识的分析引伸，设计层次性和启发性的问题，找到学生新旧知识之间的“固定点”，为学习活动搭建起“脚手架”，从学生认知发展规律和实际知识水平出发，充分调动学生学习的自觉性和主动性。本课学法采用学生自主探究发现法学习。课堂时间的60%都留给了学生设计实验和收集证据，为充分进行探究赢得了时间。课堂教学进程及结构如下：创提猜设进分交小反设出想计行析流馈情问.假1方实论结一结练境题设案验证论习【教学器材】1、教具：计算机多媒体课件、实物投影仪2、学具：干电池15X4 节=60 节电流表15个电压表15个滑动变阻器15个开关15个定值电阻器5Q、10Q、15Q各15个导线若干【教学
10、过程】：教学过程教师活动学生活动设计说明启发设 问，创 设导语设疑：前面我们学习了电路中三个重 要的物理量I、U、R,请大家思考： 问题1、电流是怎样形成的？ 问题2、导体中原本无规则运动的自 由电荷为什么会定向移动形成电流 呢？问题3、电压在电路中起什么作用？ 猜想电流的大小与电压大小后无关 系？如果有，可能是什么关系？（诱 导学生回忆旧知识，启发学生思考新 问题）问题4、什么叫电阻？问题5、电阻在电路中对电流后什么 影响？电流的大小与电阻大小后龙 关系？如果有，可能是什么关系？教师提出问题后，给学生留后足 够的思考、回答、讨论问题的时间。学生逐个思考教师提出 的问题并试着回答，对其中不 能
11、独立回答的问题可以在小 组内讨论。将已有 知识作为课 程资源，寻 找新旧知识 之间的“固 定点”，在学 生的“最近 发展区”搭 建起“脚手 架”。提出问题教师提出问题：猜想电流与电 压、电阻之间的定量关系可能是什 么？设疑诱思，点出本节课题“探究 电流与电压、电阻的关系”。学生思考问题，明确探究 方向和课题。问题由 教师提出， 给学生指明 猜想和研究 的方向。猜想假设教师引导学生先根据已有知识 和经验推测电流与电压、电阻的定性 关系，再鼓励他们大胆猜想电流与电 压、电阻的定量关系。教师组织学习小组成员交流讨 论猜想。教师对学生猜想的逻辑严密性 不做过多要求。学生以小组为单位展开 交流讨论，每人
12、陈述自己的猜 想及理由。小组内部经过讨论后，由 小组发言人在全班交流本组 的猜想预测。小组1:电流大小等于电压与 电阻之和。小组2:电流大小等于电压与 电阻的乘积值。小组3:电流与电压成正比， 电流与电阻成反比。小组4:电流大小等于电压与 电阻之差。小组5:教师以 “引导者” “组织者” 角色参与在 探究活动 中，体现学 生的主体 性。“猜想” 的开放性不 仅给学生思 维提供了广 阔的空间， 而且把学生 带入一个主 动学习、主 动探究的空 问。提出检 验猜想 证伪的 途径- 实验探 究同学们陈述了各自不尽相同的 猜想及其理由，因为大家猜想的依据 是建立在推测的基础上，所以猜想出 的物理量间关系
13、未必可靠。我们怎样才准确得知自己的 猜想是否止确呢？在教师启发引导下，学生 提出利用实验检验猜想真伪 的途径。强化利 用实验手段 研究物理问 题的思想意 识。制定计启发引导：教师：探究电流与电压、电阻的学生：用电流表可以测量设置的定量关系，必须要测量电流、电压和电流大小，用电压表可以测量问题发挥电阻三个物理量的大小，用什么仪器电压的大小，但是电阻大小不“脚手架”来测量它们呢？会测量。的作用，使教帅：/、会测量电阻的大小/、要学生在教师紧，老师给你们提供三个已知阻值的创设的问题定值电阻，它们的阻值已经标在上情境中，思面，大家可以看见它们的阻值分别是维能力得到5Q、10Q、15Q0培养和提教师：大
14、家刚才猜想电流的大小高，同时体同时受电压、电阻两个因素影响，诸验科学研究如这样一个物理量同时受多个因素学生：思考后想到“控制的方法。影响的问题，怎么才得出每个因素变量法”研究多因素问题。如何影响该物理量的可靠结论呢？在实验研究时要注意什么？教师：怎样研究电压对电流是学生：保持电阻不变，让否有影晌？以及电压影晌电流的定电压改变，观察记录电流的数量关系是什么？值，即可分析比较得出结论。教师：怎样研究电阻对电流是否同理也可以研究电流与电阻有影响？以及电阻影响电流的定量的定量关系。关系是什么？教师：根据实验探究的目的和研究方法，利用实验台上的仪器，设计学生分组制定实验计划，一个实验方案，同时设计出记录
15、实验设计实验方案和记录数据的数据的表格，然后小组讨论完善实验表格。方案，由小组发言人通过实物投影仪部分小组发言人利用实把宝贵在全班交流本组的实验方案。物投影仪向全班介绍本组实的课程资源验方案。“时间”留小组5发言：给学生，允小组6发百：许学生个性划与设 计实验万案进行实验引导学生利用“控制变量法”研 究多因素问题，即研究电流与电压、 电阻的关系，是通过保持其中一个量 不变，让另一个量改变，观察并记录 电流与另一个量的数值，即可分析比 较得出结论。对学生的实验方案作简单分析 和评价，不同方案只要能完成实验目 的均给予鼓励和表扬。对使用滑动变 阻器的方案要特别强调滑动变阻器 在实验中的作用。教师利
16、用多媒体课件出示可供 参考的实验方案图。小组7发言：小组8发百：学生按照老师建议，修订 完善头驳方案。张扬，米用 可以达到实 验目的的不 同方案，增 强学生的学 习兴趣和信 心。学生分组实验，体验”控让学生制变量法”，感悟欧姆定律。经历科学探究过程，体验科学研究的方法，感悟知识产生将收集的数据填写在自的原因和发己设计的表格中。展的过程。教师巡视发现学生实验中存在 的问题，给予及时的帮助和指导。分析论 证，交 流结论教师：现在请几个小组发言人在 实物投影仪上出示实验数据并进行 分析论证。小组交流实验探究结论，教师给 予及时的调控矫正，还可在学生分析 遇阻时给予适当的指导。归纳概括欧姆定律内容。说
17、明：值得引起注意的是，欧姆 定律表述中三次用到“导体”，这是 在强调三个物理量的“同一性”。小组发言人出示实验数 据，并分析论证。表1:研究电流与电压的关系通过师 生互动、生 生互动的方 式，对学生 掌握知识情 况和参与探 究活动的态 度及效果进 行反馈。使 学生认识从 感性向理性 飞跃，学生 情感在互动 中得到开 华。电压(V)电路(A)结论：表2:研究电流与电阻的关系电阻(Q)电流(A)结论：本课小、结教师用多媒体投影仪小结本节课内容和教学目标。提问：1、欧姆定律的内容是什么？2、列举出至少两个我们曾经采用过 “控制变量法”进行的探究实验。学生思考并回答。小结本 课的知识点 和科学方 法，
18、明确学 习目标。反馈练习1、有一个导体，当它两端的电压为 4V时，通过它的电流为0. 8A,那 么当它两端的电压为8V时，则通过 它的电流为A,这个导体的电阻为Q。学生思考并解答教师提 出的问题。学生用 所学知识和 方法解决实 际问题。【教学媒体运用】本次活动以小组合作探究为学习和教学组织的形式，力争通过探究构建三维目标的课堂 教学。恰当选择和运用教学媒体，不仅能极大调动学生兴趣，还能为探究活动的充分进行从 时间上提供可能性。本课教学媒体选择遵循科学、辅助、互动、有效的原则，既有传统的大 屏幕实物投影仪，也有计算机多媒体辅助教学（CAI）课件。利用PowerPoint制作的计算机多媒体课件，作
19、为认知工具来创设情景，从设问唤醒原有 认知结构的知识来同化当前新知识到出示探究实验的参考方案和进行协作学习和会话交流， 媒体给学生提供一种开放的、探索式的学习环境，提高课堂教学效率。小组发言人利用大屏 幕实物投影仪将本组的探究方案和实验数据清晰展现，在全班同学面前进行分析论证，充分 发挥学生主动性，遵循以学生为中心的学习理论，学生借助教师的帮助最终实现知识的意义 建构，达成教学目标，保证了教学效果。【形成性评价】为了引导教学正确、完善地进行，在教学过程中设计对学生学习结果和教师教学效果采取 形成性评价，以便为教学提供频繁的反馈信息，依据反馈信息按照需要采取适当的修订措施 调整教学。例如，教学过
20、程中发现学生对 R=U/I理解不正确，近一半学生得出 R与U成正比 例的错误结论。教师依据此信息反馈，马上采取补救措施，首先指出电阻是导体本身的性质， 与两端所加电压无关，然后强调欧姆定律中各物理量间关系的物理意义。发现实验中部分学 生对“控制变量” 思想没有理解，导致错误的实验操作和结论出现，教学过程中都会伴有针 对性训练。1、某同学在探究“电流与电压、电阻的关系”时，根据收集到的数据画出了如下图所示的图 象，下列结论与图象相符的是（）IA、电阻一定时，电流随着电压的增大而增大；B、电阻一定时，电压随着电流的增大而增大；C、电压一定时，电流随着电阻的增大而减小；口RD、电压一定时，电阻随着电流的增大而减小；2、某同学按照如图电路研究通过导体的电流跟导体电阻的关系，电源电压保持不变，他不断 改变电阻箱R的阻值，测得相应的电流如下表数据，分析表中数据可知：电流与电阻 反比（填“成”或“不成”），这与欧姆定律 （填“相符”或“不相符”），其原因是9