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1、《探究—電流與電壓、電阻的關(guān)系》說課
一、教材分析
《探究—電流與電壓、電阻的關(guān)系》是北師大版義務(wù)教育課程標準實驗教科書九年級物理第十二章第一節(jié)內(nèi)容,是得出電路中最重要的電學規(guī)律之一的歐姆定律的前提。這三個物理量的關(guān)系是在學習了電流、電壓、電阻等概念以及電壓表、電流表、滑動變阻器使用方法之后的進一步深入,從而使學生的知識結(jié)構(gòu)更具有系統(tǒng)性。這節(jié)課要體現(xiàn)出探究性學習與科學方法的滲透,重視科學探究過程,讓學生在探究過程中體驗方法、學習方法,得出歐姆定律的大概過程。
通過本節(jié)課學習,主要是為了讓學生掌握同一電路中電學的三個基本物理量之間的關(guān)系,進一步了解運用“控制變量法”研究多個變量間的關(guān)系的實
2、驗方法,為進一步學習電學知識打下基礎(chǔ)。
二、教學目標
1、知識與技能
①通過實驗探究,認識影響電流大小的因素;
②知道導體中的電流與電壓、電阻的關(guān)系。
③培養(yǎng)學生依據(jù)實驗事實,探索、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,使學生接受科學思維方法的訓練;
④培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新精神。
2、過程與方法
①通過探究過程進一步體會猜想與假設(shè)、設(shè)計實驗、分析論證、評估等探究要素;
②通過制定研究方案進一步體會“控制變量”這一重要的研究方法。
③初步掌握利用探究性實驗研究物理問題,并歸納得出規(guī)律的一般研究方法;
3、情感、態(tài)度與價值觀
①在數(shù)據(jù)
3、收集的過程中形成實事求是的科學態(tài)度;
②通過探究,揭示隱藏的物理規(guī)律,感受探索的樂趣;
③在與小組成員合作完成實驗的過程中,加強與他人的協(xié)同、合作能力。
三、 教學重點和難點
重點:
①引導學生發(fā)現(xiàn)電流與電壓和電阻的關(guān)系;
②電流和電壓、電阻間的定量關(guān)系的實驗設(shè)計。
難點:
①電流和電壓、電阻間的定量關(guān)系的實驗設(shè)計及學生對實驗數(shù)據(jù)的分析、歸納并得出結(jié)論;
②實驗器材多,實驗注意點多,動手能力要求較高;
③出現(xiàn)故障的可能性較大,學生很難同步;
④各組實驗數(shù)據(jù)存在差異,與教師期待的數(shù)據(jù)略有出入。
四、學生情況分析
學習本節(jié)之前學生已經(jīng)學習了解了電流、電壓、電阻的
4、概念,并且知道了電流表、電壓表以及滑動變阻器的使用方法,具備了探究電流與電壓、電阻關(guān)系的基本知識和基本技能,為本節(jié)學習打下基礎(chǔ)。但是學生對電流、電壓及電阻的關(guān)系沒有具體完整的認識,需要具體的形象材料來輔助了解。
五、教學方法
依據(jù)本節(jié)課的知識結(jié)構(gòu)特點、教學目標和學生實際,確定本節(jié)課為“探究式”課型。即用演示實驗、學生實驗、學生觀察、師生討論、探究發(fā)現(xiàn)、分析推理為主的多邊教學。通過引導和啟發(fā)學生理解和掌握物理探究方法,激發(fā)學生探究和發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的動機和興趣,為學生學習物理而創(chuàng)造理想的情境。通過學生實驗,激發(fā)學生學習的興趣
5、,培養(yǎng)學生的實驗能力和創(chuàng)新精神。
六、學法指導
結(jié)合教材、教育和教學的特點,主要采用“探究學習”的方法。即讓學生通過自己發(fā)現(xiàn)物理問題、探究實驗過程,以獲取知識并發(fā)展探究能力的一種學習方式。在探究學習中,學生的主要任務(wù)不是接受和記憶現(xiàn)成的知識,而是參與知識的發(fā)現(xiàn)過程;教師的主要任務(wù)也不是向?qū)W生傳授現(xiàn)成的知識,而是為學生探究并發(fā)現(xiàn)知識營造情境、創(chuàng)造條件、提供指導和進行評價。
七、 教學手段及器材
多媒體教學系統(tǒng)和多媒體教學軟件,
八、教學過程設(shè)計
1、提出問題,啟動思維,知識鋪墊,導入新課
①教師問:電壓的作用是什么?
學生答:電壓是形成電流的必要條件。
②教師問:電阻
6、表示什么?
學生答:電阻表示導體對電流有阻礙作用。
教師問:那么電流與電壓、電阻有什么關(guān)系?、
(學生積極思考)
設(shè)計意圖:利用學生已經(jīng)有的一些關(guān)于電流與電壓、電阻的關(guān)系定性認識電流與電壓、電阻的關(guān)系。
2、大膽猜想,活化思維,主動探究,形成假設(shè)
在學生積極思考的過程中,引導他們大膽假設(shè):
①電壓是形成電流的必要條件,學生猜想:電壓越高,電流可能越大。
②電阻表示導體對電流有阻礙作用,學生猜想:電阻越大,電流可能越小。學生通過對有關(guān)概念的理解,說出了猜想的理由,教師給予肯定。
教師:牛頓曾說過“沒有大膽的猜想,就不會有偉大的發(fā)現(xiàn)?!蹦銈冇羞@樣的表現(xiàn)很好,但猜想是否正確,必須經(jīng)
7、過實驗的檢驗。
設(shè)計意圖:引導學生合理猜想,引出探究課題,培養(yǎng)發(fā)散思維和主動參與教學的意識,并鼓勵學生增強學生的探索熱情。
3、實驗演示,巧設(shè)情景,定量分析,發(fā)展猜想
①演示一:不同電壓使同一燈泡發(fā)光。將額定電壓為3.8伏的小燈泡與滑動變阻器串聯(lián)在6伏的電路中,電壓表與小燈泡并聯(lián),移動滑片,觀察電壓表示數(shù)變化及小燈泡亮度變化。現(xiàn)象:電壓升高,燈泡變亮,即通過燈絲的電流變大。
通過實驗,進一步猜想:電流與電壓成正比嗎?
②演示二:相同電壓使不同電阻的燈泡發(fā)光。把25瓦和100瓦兩只照明燈(可說明25瓦燈泡的電阻比100瓦的燈泡的電阻大)并聯(lián)在照明電路中,觀察發(fā)光情況?,F(xiàn)象:一明一暗,1
8、00瓦的燈亮,即電阻小的電流大。
通過實驗,進一步猜想:電流與電阻成反比嗎?
設(shè)計意圖:引導學生合理猜想,引出探究課題,視頻展示臺投視演示,突出效果。
4、學生主體,實驗研究,定量探究
以上猜想是否能成立,需經(jīng)過探索性的定量實驗的驗證??茖W發(fā)展史表明,大部分物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)是先有科學猜想,后設(shè)計實驗驗證的。
⑴小組討論,設(shè)計實驗
①研究方法。引導學生回憶研究“電阻大小與導體材料、長度和橫截面積有關(guān)”的實驗方法,啟發(fā)學生思考:要研究電流與電壓、電阻兩個因素的關(guān)系時,應(yīng)該怎么辦?
學生討論后回答:本實驗必須分兩步來完成。第一步,保持電阻不變,研究電流與電壓的關(guān)系;第二步,保持電壓不變,
9、研究電流與電阻的關(guān)系。最后將兩次實驗結(jié)論綜合起來,就能得出電流與電壓、電阻的關(guān)系。
教師強調(diào)指出:這種研究方法叫“控制變量法”,是科學研究中被廣泛采用的一種方法。教師啟發(fā):針對以上兩個方案,如何設(shè)計實驗,需要哪些實驗器材,需要測哪些物理量?
設(shè)計意圖:學會用控制變量法探究問題。
②電路設(shè)計。教師首先畫出一個電阻R,啟發(fā)學生思考:要組成一個簡單電路,需哪些電路器件;要知道電阻R兩端的電壓和通過電阻R的電流,需用什么儀器測量,怎么連接?如何改變加在電阻R兩端的電壓呢?引導學生逐步完善電路,并讓學生畫出完整的電路圖(如圖所示)。教師用實物投影展示學生設(shè)計的實驗電路圖。
設(shè)計意圖:通過對學生設(shè)
10、計的肯定,激發(fā)學生學習欲望,且為學生給出了一個正確的示范。
讓學生討論:對于第一步,調(diào)節(jié)U(用電壓表測)觀察I(用電流表測),并且電壓的調(diào)節(jié)可通過改變電池的節(jié)數(shù)來實現(xiàn)(電阻R直接接在電源兩端),或者通過電阻R與滑動變阻器串聯(lián)(上圖),移動滑片來實現(xiàn)。
師生共同討論:方法一可行,但電壓不一定是整數(shù)倍增加,顯然給測量帶來麻煩,并且實驗電路必須多次改接:方法二因為變阻器的作用可改變電路中的電流,由此可以肯定移動滑片,電阻兩端的電壓一定要變化,這種方法只需要連接一次電路,通過連續(xù)改變滑片的位置,就可以改變電阻兩端的電壓,比方法一好。
繼續(xù)讓學生討論:對于第二步,要研究I與R的關(guān)系,首先要改變上圖
11、中R的值(提供5歐、10歐、20歐的定值電阻),要保持R兩端的電壓不變,同樣可調(diào)節(jié)滑片的位置,這樣就保證了當改變電阻R的大小時,通過調(diào)節(jié)R′的滑片位置,使電壓表示數(shù)不變,觀察電流表示數(shù)的變化。
教師強調(diào):要得到一個規(guī)律,至少需要幾組數(shù)據(jù)?
學生:3組。
教師:好,我們在實驗中必須收集3組數(shù)據(jù)才能進行總結(jié)分析。
③表格設(shè)計。啟發(fā)學生:要完成以上實驗,還必須測量相關(guān)數(shù)據(jù),并把數(shù)據(jù)填入表格。那么如何設(shè)計表格呢?思考后讓學生畫出有關(guān)表格(如圖)。教師用實物投影展示學生的表格。
R=___Ω U=___ V
實驗
次序
12、電阻R/Ω
電流I/A
①
②
③
實驗
次序
電壓U/V
電流I/A
①
②
③
表一 表二
設(shè)計意圖:通過對學生設(shè)計的肯定,激發(fā)學生學習欲望,且為學生給出了一個正確的示范。
⑵團結(jié)協(xié)作,進行實驗,收集數(shù)據(jù)
①實驗操作。依照電路圖,指導學生選擇器材,連接電路,擬定實驗步驟,動手實驗,記錄實驗數(shù)據(jù)。
教師:實驗中,注意以下問題(展示幻燈片:1、連接電路時,開關(guān)要 ;2、閉合開
13、關(guān)前,滑動變阻器的滑片滑到 位置)。1、2、3、4小組研究保持電阻不變,電流與電壓的關(guān)系,即保持R不變,調(diào)節(jié)R′,使R兩端的電壓成整數(shù)倍增加,測出通過R的電流,記錄每次的電壓值和電流值。5、6、7、8小組研究保持電壓不變,電流與電阻的關(guān)系,即改變R的阻值,先后用5歐、10歐、20歐的電阻接入,調(diào)節(jié)R′,保持R兩端的電壓不變,記錄每次的電阻值和相應(yīng)的電流值。開始實驗,數(shù)據(jù)記在設(shè)計的表格中。
在學生實驗過程中,教師邊巡視邊指導。鼓勵速度快的學生完成另外一實驗,達到因材施教。
設(shè)計意圖:對實驗的總結(jié),為學生的成功探究奠定基礎(chǔ),并讓學生體驗團結(jié)合作學習。
⑶小組匯報,分析歸納,系統(tǒng)總結(jié),得
14、出結(jié)論
分析比較以上實驗數(shù)據(jù),組織討論,系統(tǒng)總結(jié),歸納實驗結(jié)論。
讓學生分析表一,并得出:電流隨電壓的增大而增大,且電壓增大幾倍,電流也增大幾倍。結(jié)論1:當電阻一定時,電流與電壓成正比。
教師強調(diào):電阻不變是前提,電壓變化是“因”,電流變化是“果”。
讓學生分析表二,并得出:電流隨電阻增大而減小,且電阻增大到幾倍,電流就減小到幾分之一。結(jié)論2:當電壓一定時,電流與電阻成反比。
教師強調(diào):電壓不變是前提,電阻不變是“因”,電流變化是“果”。
教師:同樣探究這個問題的小組,是否也發(fā)現(xiàn)了這樣的規(guī)律?如果有的小組有不同結(jié)論,與其他同學交流一下,找找原因。(學生間短暫交流)
教師:當然,實
15、驗誤差也會造成實驗數(shù)據(jù)有差異,不一定能得到嚴格相等的比例關(guān)系。在實驗中,我們要尊重事實、實事求是地記錄和分析數(shù)據(jù)。
設(shè)計意圖:讓學生學會交流,激發(fā)學生交流的欲望讓學生思維發(fā)生碰撞,取長補短,培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度。
5、鞏固練習,加深理解,提高能力,評估收獲
⑴、在研究歐姆定律的實驗中,我們先保持 不變,得出導體中的電流強度跟這段導體兩端的電壓關(guān)系;然后保持 不變,得出導體中的電流強度跟這段導體電阻的關(guān)系。
⑵、某同學在探究電壓和電流的關(guān)系時,記錄了如下表的實驗數(shù)據(jù),但有兩處忘記填寫,請你替他補上,
電壓U/V
4
6
10
電流I/A
0.5
1
16、1.25
⑶、在研究電流與電壓、電阻關(guān)系時,通過移動滑動變阻器的滑片來 導體兩端電壓。當研究電流與電阻關(guān)系時,用不同阻值接入電路,每次都通過移動滑動變阻器上的滑片來 導體兩端電壓值(選填“改變”、“維持”)。
⑷、如圖是小明同學在探究電流跟電壓關(guān)系后,根據(jù)數(shù)據(jù)畫出的U—I圖象,由圖象可知,R1和R2的大小關(guān)系是( )
A、R1>R2 B、R1<R2
C、R1=R2 D、無法判斷
⑸某一導體兩端電壓為UV時,電流為IA,那么,當它兩端的電壓增至4UV時,通過它的電流為 。
6、小結(jié)并布置作業(yè)
教師強調(diào):“猜想——實驗——再猜想——再實驗——歸納總結(jié)”的探究問題的方法的重要性。
作業(yè):P.76 2;寫一篇“電流”自傳。
寫出本節(jié)的實驗報告。