滬科版初中物理《科學探究：歐姆定律》教學設計

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1、 《科學探究：歐姆定律》教學設計 內容簡析 本節(jié)主要內容有：實驗探究電流跟電壓、電阻的關系，歐姆定律的內容和公式。 探究歐姆定律的實驗，能夠培養(yǎng)學生正確使用儀器儀表（電流表、電壓表、滑動變阻器等）的能力和連接電路的能力，同時讓學生學會用儀器儀表去探索物理規(guī)律、用控制變量法研究多個因素的關系，還有利于培養(yǎng)學生的合作交流意識和處理信息的能力。所以歐姆定律及其探究過程是本節(jié)教學的重點。 對學生來說，探究歐姆定律的實驗，電路比較復雜，測量的數據較多，又要控制變量，操作起來比較麻煩，所以學生設計并進行實驗探究歐姆定律，是本章教學的難點。 目標定位 到這里，學生已經學習了電學中的三個基本物理

2、量：電流、電壓、電阻，本節(jié)首先引導學生思考電流與電壓、電阻之間的關系，讓學生先提出自己的猜想，再來設計實驗，通過實驗收集數據，最后歸納得出電流與電壓、電阻的定量關系。這樣不僅加深了學生對歐姆定律的理解，而且培養(yǎng)了學生科學探究的能力和興趣，讓學生真正學會用控制變量法進行實驗探究。具體教學目標如下： 一、知識與技能 ⑴理解歐姆定律，并能運用歐姆定律進行簡單的計算。 二、過程與方法 ⑵運用控制變量法探究電流跟電壓、電阻的關系，歸納得出歐姆定律。 三、情感態(tài)度與價值觀 ⑶體驗探究自然規(guī)律的曲折和樂趣，激發(fā)學生的好奇心，增強學習的興趣和克服困難的信心。 設計思想 如何引導學生猜想電流跟電

3、壓、電阻的數量關系，以及設計完整的實驗電路，是本節(jié)課教學的關鍵。本教案采用“模塊學習”的組織形式，通過“猜想假設”、“設計實驗1”、“設計實驗2”三個“模塊”突破教學難點。在每一個模塊中，學生圍繞老師提出的問題，通過自學、討論，交流、展示等方式，積極主動地開展活動，進行自主合作學習，從而對探究過程中的關鍵步驟有具體化、明確化的認識。 教學流程 I自主預習形成 環(huán)節(jié)一 :提出問題 觀察如右圖所示的卡通漫畫，思考如下問題：前面我們學習了三個物理量——電流、電壓、電阻。知道電壓是產生電流的原因，而電阻對電流有阻礙作用。你認為電流大小與電壓、電阻的大小有沒有關系？如果有關，可能存在什么關系？

4、請將你的想法寫下來 【設計意圖】用卡通畫的形式創(chuàng)設情景，激起學生對原有知識的再思考和感悟，從中發(fā)現(xiàn)并提出問題，確定探究課題。 環(huán)節(jié)二: 猜想假設 1.實驗觀察：按照右圖14-2-2(a)、(b)、(c)進行實驗，觀察比較不同情況下燈泡的亮度。然后，根據實驗現(xiàn)象或生活經驗，對電流跟電壓、電阻的關系提出自己的猜想。 【設計意圖】通過實驗，進行有目的、有重點的觀察，學生獲得感性體驗，為猜想電流跟電壓、電阻的關系提供幫助，避免猜想的盲目性。 環(huán)節(jié)三: 制定計劃與設計實驗 1. 探究電流大小跟電阻的關系 請思考以下問題：（1）要研究電流大小與電壓的關系，應保持哪個物理量不變？改變哪一物理量

5、？需要測出哪些物理量并加以比較？需要哪些實驗器材？能否嘗試畫出電路圖？ ⑵通過實驗數據歸納總結結論時，為了避免實驗結論的偶然性，通常需要進行采用多次實驗，獲得多組實驗數據。有哪些方法可改變定值電阻兩端的電壓和通過它的電流？。 （3）設計一個記錄實驗數據的表格。 【設計意圖】 “控制變量法”，學生在這之前已經多次運用。通過一系列問題引導學生利用控制變量的思想，將將實驗方案具體化。 2.探究電流大小跟電阻的關系 （1）可選用的實驗器材：幾只阻值不等的定值電阻（阻值已知，如5Ω、10Ω、15Ω等），電流表，電壓表，滑動變阻器，電源，開關，導線若干。 （2）探究電流大小跟電阻的關系，需要測

6、量（收集）哪些物理量？應保持哪個物理量不變？改變哪一物理量？能否嘗試畫出電路圖？ （3）實驗時，怎樣改變電阻？（且能知道電阻的大小） （4）如何保持定值電阻兩端的電壓不變？ （5）設計一個記錄實驗數據的表格。 【設計意圖】給出學生實驗器材，降低設計實驗的難度，通過問題把學生的思路不斷引向深入。 II合作展示探究 環(huán)節(jié)一: 出示交流展示內容和活動安排 1．交流你對電流跟電壓、電阻關系的猜想。 2．交流各自的設計方案，并對各種設計進行比較、評價，看哪種方案更合理。 3．小組展示學習成果，優(yōu)化探究方案（畫出電路圖）。 4．實施分組探究， 5．全班交流展示探究成果 6．學習歐姆

7、定律內容及應用。 【設計意圖】明確本節(jié)課重點內容和活動程序，引領學生小組內的討論交流、合作學習、實驗探究以及全班范圍內的展示交流活動。 環(huán)節(jié)二 :小組討論 個人預習成果 1．關于電流跟電壓、電阻關系的問題、猜想。 2．各自的設計方案，并對各種設計進行比較、評價，看哪種方案更合理。 【設計意圖】 實施小組合作學習，明確探究問題及探究方向，初步完善探及方案。 環(huán)節(jié)三 :展示交流小組合作學習成果 展示一： “猜想與假設”模塊 ——電流的大小跟電壓、電阻兩個因素有關。 ——電壓越高，電流越大；電阻越大，電流越小。 老師點撥：同學們能否更近一步，猜想出電流跟電壓電阻的數量關系呢？

8、 ——電流可能跟電壓成正比；電流可能跟電阻成反比。 【設計意圖】 由于學生思維能力有限，最初提出的猜想往往比較淺顯，教師及時引導，促進學生更深層次的思考：猜測三個物理量之間的數量關系。 展示二：“設計實驗1”模塊 保持電阻不變，探究電流跟電壓的關系 老師啟發(fā)：怎樣才能保持電阻不變？怎樣探究電流跟電壓的關系？實驗中需要測出哪些物理量？需要哪些器材？請畫出實驗電路圖。 ——用一個定值電阻作為研究對象，設法改變定值電阻兩端的電壓，觀察通過它的電流隨電壓變化而變化的情況。 ——電路圖如圖1所示。 ——電路圖如圖2所示 老師點撥：實驗中只測一組數據，能否

9、研究電流隨“電壓變化”的數量關系？為了使“發(fā)現(xiàn)”的規(guī)律具有普遍性，應該怎么辦？ ——實驗中需要多次改變電壓，獲得多組U、I數據 老師點撥：利用圖1所示的電路如何改變電壓？有什么缺點和不足？如何改進？ ——在圖1中，雖然可以用增加電池個數的方法，改變電壓獲得多組實驗數據。但是有兩個缺點：①電壓不一定是整數倍增加，會給測量及處理數據帶來麻煩，并且實驗電路必須多次改接；②在電壓增大的過程中，電路中的電流有可能超過所選的電流表的量程。在這個電路中增加一個滑動變阻器就可以解決這兩個問題。 ——用圖2所示的電路進行探究是最佳方案。 ——設計記錄實驗數據的表格如下。 實驗次數 電阻/Ω 電壓

10、/V 電流/A 1 R= Ω 2 3 【設計意圖】以問題為主線，由淺入深，層層深入，使實驗方案不斷優(yōu)化，學生的認識水平不斷提高。通過思考圖1電路的缺點，一方面加深學生對圖2中滑動變阻器作用的理解，優(yōu)化了實驗方案，同時滲透“多次實驗，能夠使實驗結論更可靠的思想”，較好地突破了教學難點。 展示三：“設計實驗2”模塊 保持電壓不變，探究電流跟阻的關系 老師點撥：在第二步實驗中，怎樣保持電壓不變？怎樣改變電阻？能否利用圖2所示的電路？ ——在圖2所示的電路中，去掉滑動變阻器，保持電池個數不變，就可以保證電壓不變；換接不同阻值的電阻，測量相應的電流即可。 老師

11、點撥：去掉滑動變阻器或保持滑片的位置不變，就可以保證電壓不變嗎？大家在隨后的實驗中，要著重觀察：換接不同阻值的電阻后，電壓表的示數是否改變？如果改變，將怎么辦？試試看，用滑動變阻器是否可以調節(jié)？ ——設計記錄實驗數據的表格如下。 實驗次數 電壓/V 電阻/Ω 電流/A 1 U= V 2 3 【設計意圖】更換不同阻值定的值電阻后，怎樣保持電壓不變”是教學難點，學生有很多錯誤的認識。對此，老師沒有硬性的講解，只是提醒學生，讓學生在實驗中，通過親身體驗認識問題，效果較好。 環(huán)節(jié)四 ：實驗探究 收集數據 根據討論優(yōu)化的探究方案，組織學生分組實驗。在研究電

12、流跟電壓的關系時，若用3節(jié)干電池作電源，可用5Ω的定值電阻，三次電壓分別為1V、2V、3V，這樣電流的變化范圍在0~0.6A，適合干電池的供電特性。若選用學生電源，三次電壓可分別為2V、4V、6V。 在研究電流跟電阻的關系時，若選用3節(jié)干電池作電源，定值電阻取5Ω、10Ω、15Ω，建議電壓保持3V，實驗中電流值將在0.6~0.2A之間。若選用學生電源，建議電壓取5~6V，電流在1.2A~0.4A為宜。 學生每2－4人為一組進行實驗操作、合作探究，教師巡視指導。鑒于學生的認知水平，在實驗中，要給學生做如下具體指導： ①提醒學生按照一定順序連接電路，注意電壓表、電流表滑動變阻器的正確使用等。

13、 ②為學生及時排除電路故障提供幫助。 ③如實記錄實驗數據。 【設計意圖】由于實驗器材較多，動手操作的“規(guī)矩”較多，再加上有些器材存在著接觸不良的情況，學生在連接電路的時候往往會遇到很大困難。老師及時的指導幫助是必要的。 環(huán)節(jié)五: 展示交流探究成果 分析教材“表一”所收集的數據，可得出結論：當電阻不變時，電流跟電壓成正比。 分析教材“表二”所收集的數據，可得出結論：當電壓不變時，電流跟電阻成反比。 【設計意圖】為便于處理數據，可使R兩端的電壓成整數倍地變化。另外，如何判斷兩個量是否成“正比”或“反比”關系，是教學難點，教學過程中老師應注意教給學生正確的判斷方法。 環(huán)節(jié)六: 歐姆定

14、律及應用 1.閱讀課本（滬科版9年級全一冊）71~72頁“歐姆定律”部分內容，自學歐姆定律及其公式。 2．寫出歐姆定律的公式變形： 3．若電路中有甲、乙兩個電阻，甲的電壓為2V，乙的電阻為10Ω。能用“2V除以10Ω”來計算電路中的電流嗎？據此你認為利用歐姆定律進行計算時應注意什么問題？ 4．由歐姆定律公式變形可知。對于此變形公式，小明認為：“導體的電阻跟它兩端的電壓成正比，跟導體中的電流成反比。”你同意他的看法嗎？說明你的理由。 【設計意圖】學習歐姆定律及應用，加深對定律的理解。 教學反思 本節(jié)課圍繞“探究電流跟電壓、電阻的關系”這個中心，把科學探究的幾個主要環(huán)節(jié)作為教學過程中

15、不同階段的主題，讓學生有目的、有針對性地開展自主學習、小組討論、全班展示交流等活動，自主提出問題、作出猜想假設、確定探究方案、動手實驗、收集數據、分析數據總結規(guī)律。整個學習過程都需要學生獨立思考、合作交流，強化了學生在探究的過程中的主體地位，讓學生把自己當作解決問題的探索者、研究者、發(fā)現(xiàn)者，促進了學生自主學習合作探究。 1.充分發(fā)揮小組討論、全班展示交流的作用。在本節(jié)課的三個模塊的教學中，都是要求學生在自主學習的基礎上，依靠學生與學生、教師之間的討論交流，把學生的思路不斷引向深入，實現(xiàn)了對教學過程的優(yōu)化提升。通過這些交流討論，一方面能展示學生的探究成果，使其成為共享資源，讓學生感受探究成功的

16、樂趣，為學生的探究活動注入新的動力。另一方面，也能為學生及時提供多種不同以點，有利于學生觀察比較、綜合分析、集思廣益。這樣，既有利于對當前所學內容的正確理解，完成所學內容的主動建構，又有利于培養(yǎng)學生競爭意識和團結協(xié)作的精神。 2.在教學中，我們不能僅僅關心如何“教會”學生記住結論，“學會” 套用公式解題，而應該更加關注學生的“學”。例如：“更換不同阻值定的值電阻后，怎樣保持電壓不變”是教學難點，學生有很多錯誤的認識。對此，我不是硬性的講解，只是提醒學生，讓學生在實驗中，通過親身體驗認識問題，突破教學難點，取得了效果較好。在今后的備課和課堂教學中，我應該多站在學生的角度分析教材、調控課堂、創(chuàng)設更多的機會，讓學生在親身體驗的平臺上，手腦并用地參與科學探究活動，能動地認識和生成科學知識，真切地體驗科學探究過程的曲折和樂趣，真正去感悟科學。