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一、教學(xué)目標(biāo):
(一)知識與技能
(1)理解歐姆定律及其變換式的物理意義。
(2)會利用歐姆定律分析解決簡單電路的有關(guān)問題。
(二)過程與方法
(1)初步掌握利用探索性實驗研究物理問題,并歸納得出物理規(guī)律的一般方法,培養(yǎng)學(xué)生依據(jù)實驗事實分析推理、歸納得出物理規(guī)律的能力以及利用物理規(guī)律解釋同類物理現(xiàn)象的能力。
(2)初步學(xué)會在實驗探究的基礎(chǔ)上交流討論,互相合作。
(三)情感態(tài)度與價值觀
結(jié)合歐姆當(dāng)年研究電流、電壓和電阻三者關(guān)系的簡史,培養(yǎng)學(xué)生刻苦鉆研、大膽探索的科學(xué)精神,同時讓學(xué)生在自我實現(xiàn)中增強(qiáng)成功體會。
二、教學(xué)重點:
歐姆定律所揭示的物理意義及其數(shù)學(xué)表達(dá)式。
三、教學(xué)難點:
歐姆定律的實驗設(shè)計及學(xué)生對實驗數(shù)據(jù)的分析、歸納以及結(jié)論的得出。
四、教學(xué)器材:
調(diào)光燈、小燈泡、電池組、滑動變阻器、電流表、電壓表、阻值分別為5Ω、10Ω、15Ω的電阻器各一個、導(dǎo)線數(shù)根等。
五、教學(xué)過程:
(一)巧設(shè)情景,提出問題
教師演示:調(diào)光燈調(diào)節(jié),燈時亮?xí)r暗。
師:燈時亮?xí)r暗說明什么?
生:電路中的電流有大有小。
師:電路中電流的大小由哪些因素決定?
(二)激勵猜想,活化思維
鼓勵學(xué)生大膽猜測:假如你是歷史上第一個研究電流大小的人,你猜電流的大小究竟由哪些因素決定呢?
學(xué)生分組討論,教師適當(dāng)提示。學(xué)生聯(lián)系上一章內(nèi)容,猜想:電流與電壓的大小有關(guān),因為電壓是形成電流的原因;可能電流與導(dǎo)體的電阻有關(guān),因為電阻對電流有阻礙作用。教師針對學(xué)生的回答,給予肯定。最后根據(jù)猜想師生共同得到結(jié)論:電路中的電流與電壓、電阻兩者有關(guān)。
過渡:到底有怎樣的關(guān)系呢?
“創(chuàng)設(shè)情景———提出問題———猜想”這兩步引起學(xué)生極大的興趣,學(xué)生注意力高度集中,急切盼望問題的解決,產(chǎn)生主動探索的動機(jī)。
(三)質(zhì)疑聚思,設(shè)計實驗
用投影儀打出思考題:
(1)根據(jù)研究電阻大小影響因素的方法,本問題應(yīng)采用什么方法研究?
(2)選擇使用哪些器材?
(3)該實驗應(yīng)分幾步,具體步驟怎樣?
學(xué)生激烈討論,明確本問題的研究方法:必須設(shè)法控制其中一個量不變,才能研究另外兩個物理量之間的變化關(guān)系,即控制變量法。
學(xué)生討論:提出本實驗必須分兩步來完成:第一步,保持R不變,研究I與U的關(guān)系。第二步,保持U不變,研究I與R的關(guān)系。對于第一步,調(diào)節(jié)U(用電壓表測),觀察I(用電流表測),且電壓的調(diào)節(jié)可通過改變電池節(jié)數(shù)來實現(xiàn)(阻值為R的電阻直接接在電源兩端),或者通過電阻R與滑動變阻器串聯(lián),移動變阻器滑片來實現(xiàn)。
師生共同討論:通過改變滑動變阻器的滑片改變電阻兩端的電壓比通過改變電池節(jié)數(shù)來實現(xiàn)要好。
學(xué)生紛紛要求在黑板上設(shè)計實驗電路圖。請一名同學(xué)上黑板畫,其他同學(xué)在下面自己設(shè)計。
學(xué)生討論:對于第二步,要研究I與R的關(guān)系,首先要改變圖中R的值,可用5Ω、10Ω、15Ω的電阻。要保持U不變,可調(diào)節(jié)滑片P的位置,使電壓表示數(shù)不變。
師生共同討論:要完成以上實驗,還必須測量相關(guān)數(shù)據(jù)。
(四)分組合作,深入探究
在此環(huán)節(jié)中,學(xué)生以兩人為一個小組,像科學(xué)家那樣興趣盎然地開始按擬定的方案實驗,邊做邊想邊記。教師巡視,注意他們設(shè)計是否合理,儀器使用是否得當(dāng),數(shù)據(jù)記錄是否正確,作個別輔導(dǎo)。
學(xué)生在教師的指導(dǎo)下,自覺、主動地和教師、教材、同學(xué)、教具相互作用,進(jìn)行信息交流,自我調(diào)節(jié),形成了一種和諧親密、積極參與的教學(xué)氣氛和一個思維活躍、鼓勵創(chuàng)新的環(huán)境。學(xué)生的思維在開放、發(fā)散中漲落,在求異、探索中又趨于有序,這培養(yǎng)了學(xué)生的獨立操作能力,發(fā)展了學(xué)生的思維能力、創(chuàng)造能力。
(五)綜合分析,歸納總結(jié)
學(xué)生匯報:實驗完畢后,分別推出代表匯報實驗的數(shù)據(jù),下面是兩組學(xué)生的實驗記錄和結(jié)論(出示投影)。
學(xué)生討論:從表一知電阻一定時,電流跟電壓成正比;從表二可知,電壓一定時,電流跟電阻成反比。
師:同學(xué)們總結(jié)的很好,現(xiàn)在我們用了幾十分鐘研究得出了這個電學(xué)規(guī)律。然而這一規(guī)律是德國物理學(xué)家歐姆在1827年用實驗方法研究得出的,為此歐姆花費(fèi)了10年心血。為了紀(jì)念他的偉大發(fā)現(xiàn),這一規(guī)律被命名為歐姆定律。今天,當(dāng)我們一起學(xué)習(xí)這一規(guī)律時,每名同學(xué)都能從他身上學(xué)到一點精神———堅持不懈地從事科學(xué)研究。
板書:歐姆定律
內(nèi)容:一段導(dǎo)體中的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟這段導(dǎo)體的電阻成反比。
數(shù)學(xué)表達(dá)式:I=U/R
公式變形
(1)U=IR用于計算導(dǎo)體兩端的電壓。
(2)R=U/I用于計算和測量電阻。
(六)鞏固練習(xí),強(qiáng)化理解
出示例題:
(1)對歐姆定律理解的題。例如用上述實驗記錄表中某一行的數(shù)據(jù)編制一道習(xí)題。
(2)對公式R=U/I的理解的題。使學(xué)生明確:同一導(dǎo)體,電壓增加幾倍,電流也增加幾倍,它們的比值不變;R與I、U無關(guān),導(dǎo)體的電阻等于導(dǎo)體兩端電壓與通過導(dǎo)體的電流的比值。
課堂教學(xué)小結(jié)與延展:
(1)讓學(xué)生回顧本課的探究過程:發(fā)現(xiàn)問題→進(jìn)行猜想→探索研究→得出結(jié)論→指導(dǎo)實踐,指明這是研究物理的基本思路。物理教學(xué)中應(yīng)注意滲透科學(xué)研究方法,同時也應(yīng)進(jìn)行學(xué)法指導(dǎo)和辯證唯物主義教育。
(2)鼓勵學(xué)生課后總結(jié):“我們現(xiàn)在學(xué)到的物理有哪些地方也用到了這種探究方法?你能找出多少處?”布置課后作業(yè)讓學(xué)生自己尋找,讓課雖完而學(xué)未完。
點評:這是根據(jù)新課程理念而設(shè)計的一節(jié)規(guī)律探究課。這節(jié)課在設(shè)計時改教師演示實驗為學(xué)生探索實驗,讓學(xué)生經(jīng)歷探索,體驗成功,讓學(xué)生成為課堂的主人,真正參與到學(xué)習(xí)中。通過教師的有效指導(dǎo)和學(xué)生的異質(zhì)互補(bǔ),使學(xué)生學(xué)會自主學(xué)習(xí)、探索學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)。它改變了過去過分強(qiáng)調(diào)知識傳承的傾向,讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程,學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法,培養(yǎng)探索精神、實踐能力以及創(chuàng)新意識。在這節(jié)課中,教師還注重對學(xué)生創(chuàng)新思維品質(zhì)的培養(yǎng),讓學(xué)生提出問題,培養(yǎng)他們收集、整理、分析信息進(jìn)而解決問題的能力。同時這節(jié)課還能關(guān)注每一個學(xué)生,關(guān)注每一個學(xué)生的情感。在師生共同營造的和諧、民主的學(xué)習(xí)氛圍中,學(xué)生感受到知識的美好和力量,感受到老師的真誠,從而受到鼓舞而信心倍增,從而獲得積極、愉快、成功的體驗。