《電流與電壓和電阻的關系》教學設計

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《電流與電壓和電阻的關系》教學設計 　 【教材教法】 　本節(jié)課“探究電流跟電壓、電阻的關系”是一個完整的科學探究過程，讓學生經(jīng)歷科學的探究，學習科學猜想、設計實驗、設計實驗表格、分析論證、感悟科學方法。因此這節(jié)課無論在知識學習上還是在培養(yǎng)學生運用知識解決實際問題的能力上都具有十分重要的作用。通過經(jīng)歷此次探究活動，使學生認識電流、電壓和電阻的關系外，為下一節(jié)順理成章得得出歐姆定律，并繼續(xù)學習電學更深入的知識做好鋪墊。 　教材雖只要求學生探究“電阻上的電流跟兩端電壓的關系”，但實際上卻包含兩個內(nèi)容：一是導體上的電流跟兩端電壓的關系；一是導體上的電流跟導體電阻的關系。對這兩方面可以只開展電流跟電壓關系的研究，但要使用不同的電阻多次測量，在對數(shù)據(jù)更深入地分析后，得出電流跟電阻的關系。這樣可以降低實驗探究的難度，培養(yǎng)學生分析問題解決問題的能力。 【學情分析】 學生之前已經(jīng)經(jīng)歷過完整的科學探究過程，因此本節(jié)課的教學思路和教學流程學生不會感到陌生。本實驗中要同時應用到電流表、電壓表和滑動變阻器，并利用滑動變阻器來改變或穩(wěn)定部分電路兩端的電壓，對學生動手能力有一定的要求；同時還要應用到控制變量法和圖像法等研究方法，綜合性強。 本實驗是學生第一次同時使用電壓表和電流表，教師要給予充分的指導，可將使用電壓表和電流表，以及連接電路的注意事項通過課件展示出來，指導學生實驗。 　二、教學目標： 　1、知識與技能 　①通過實驗探究電流、電壓和電阻的關系； ?、跁瑫r使用電壓表和電流表測量一段導體兩端的電壓和其中的電流； ?、蹠褂没瑒幼冏杵鞲淖儾糠蛛娐穬啥说碾妷?。 　2、過程和方法 ?、偻ㄟ^探究過程，進一步體會科學探究方法； ?、隗w會用“控制變量法”的研究方法研究物理規(guī)律的思路，學習用圖像研究物理問題； ?、弁ㄟ^實驗、分析和探索的過程，提高根據(jù)實驗數(shù)據(jù)歸納物理規(guī)律的能力。 　3、情感態(tài)度與價值觀 　①在收集、處理數(shù)據(jù)的過程中培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度； ?、谕ㄟ^探究，揭示物理規(guī)律，使學生獲得探索未知世界的樂趣； ?、壑匾晫W生對物流規(guī)律的客觀性、普遍性和科學性的認識，注意學生科學世界觀的形成。 　三、教學重點、難點 　教學重點：通過經(jīng)歷完整的實驗探究，認識電流、電壓和電阻的關系。 　教學難點：運用控制變量法開展實驗和對實驗數(shù)據(jù)進行分析得到結論。 　【教學過程】 　　一、復習提問： 　電流是怎樣形成的？形成電流的原因是什么？什么是電阻？學生以舉手的形式回答問題。 　?。ㄟ@部分問題是學生已經(jīng)有了感性的認識，大部分學生回答得很正確，即使有少數(shù)同學回答錯誤也沒有關系，學生之間會進行糾正。） 　　二、新課引入： 　　1．同學們都使用過臺燈，當我們調(diào)節(jié)臺燈旋鈕的時候，臺燈的亮度會發(fā)生改變，這是為什么？學生觀察并思考 　　（這是生活中常見的現(xiàn)象，使學生感覺到物理來源于生活。） 　　2．演示：出示調(diào)光臺燈開開關，并轉動旋鈕，讓學生觀察臺燈亮度的變化。 　　3．提出問題：燈泡逐漸變亮（或變暗），說明了通過燈泡的電流是怎樣變化？ 　　學生回答：電流逐漸變大（或變?。? 　　4．請同學們完成下列實驗： 　 （1）把2．5V小燈泡和演示用電流表串聯(lián)，分別跟一節(jié)干電池和兩節(jié)干電池組成電路。閉合開關，觀察先后兩次電流表示數(shù)及小燈泡的亮度。分析實驗現(xiàn)象，大膽猜想電流的變化可能跟什么有關？ 　　學生動手實驗，根據(jù)實驗現(xiàn)象，猜想：串聯(lián)干電池時，燈泡較亮，電流較大。由此可猜想：所加電壓越高，電流會越大。 　?。?）分別把2．5V和6．3V小燈泡跟兩節(jié)干電池和演示電流表組成電路。閉合開關，觀察先后兩次電流表的示數(shù)和小燈泡的亮度。分析實驗現(xiàn)象，大膽猜想電流的變化可能跟什么有關？ 　　學生動手實驗，根據(jù)實驗現(xiàn)象，猜想：6．3V小燈泡較暗，電流較小。燈泡不同，其電阻值一般不同。由此可猜想：導體電阻越大，電流就越小。 　　對于同學們的猜想不論對錯，教師都應認真對待，但應該注意：猜想不是瞎猜、亂猜。 　　（應該引導學生在原有知識的基礎上有根據(jù)，符合邏輯進行猜想。所以在這里設計實驗，讓學生通過實驗猜想。） 　　實驗告訴我們：通過導體的電流的大小跟導體兩端的電壓和導體的電阻這兩個因素有關。電流與電壓、電阻之間的有什么樣的定量關系呢？這就是我們這節(jié)課要探究的課題。（板書：探究電阻上的電流跟兩端電壓的關系） 　　三、實驗探究 　　1．提出問題：電流與電壓、電阻有什么定量關系？ 　　2．猜想與假設： 　　分析導體兩端的電壓越大，通過的電流就越大，猜測電流可能與電壓成正比；導體的電阻越小，通過的電流就越大，猜測電流可能與電阻成反比。 　　3．設計實驗： 　　猜想的正確與否需要通過實驗來驗證。 　　（1）電流可能受電壓和電流兩個因素的影響，如果兩個因素同時變化（如在改變電壓的同時，也改變電阻），能否判斷流變化是誰引起的嗎？我們應該用什么方法進行探究？ 　?。▽W生思考后回答：不能；控制變量法。） 　　（2）這個實驗應如何設計呢？與我們之前學習的哪個實驗和相似？ 　　學生思考討論，設計實驗方案，確定實驗方法：先讓電阻保持不變，改變電壓，觀察電流隨電壓變化的情況：保持電壓不變，改變電阻，觀察電流隨電阻變化的情況。與《探究決定電阻大小的因素》實驗很相似。 　　（設計實驗部分是一個難點，教師要進行引導，不要輕易否定學生的想法，在設計過程中教師可以提出啟發(fā)性的問題，讓學生自我發(fā)現(xiàn)問題。） 　?。?）探究電阻一定時，電流跟電壓之間的關系。 　　A．請同學們討論，這個實驗需要哪些器材？它們的作用各是什么？怎樣才能改變電阻兩端的電壓？畫出電路圖。 　　學生思考、討論，匯報所需的實驗器材及它們的作用，畫出電路圖。并且簡單陳述自己的實驗操作過程。 　　B．教師分析歸納總結學生的改變電阻兩端電壓的方法和實驗電路，提出的異議，引導學生確定最佳實驗方案，板書合理的器材選擇、電路圖、數(shù)據(jù)記錄方法、操作過程。 （學生根據(jù)老師提出的異議，討論實驗的改進方案，并修正器材、電路圖、數(shù)據(jù)記錄方法、操作方法。） 　　4．進行實驗 　　教師活動：提醒學生注意以下幾個問題（課件展示） 　　①連接電路時，開關應處于 狀態(tài)。 　?、诨瑒幼冏杵鞯幕幱谧柚?位置。 　　③注意認清電壓表、電流表的 接線柱。 　?、茈妷罕砹砍踢x V，電流表量程選 A。 　　⑤閉合開關前，應 電路，確認無誤后方可進行實驗。 　?、迣嶒炛校]合開關后，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使R兩端的電壓成整數(shù)倍地變化（如1V、2V、3V），讀出每次加在R上的電壓值和電流值，并填入下列表格中。 表一 R =R1=30Ω 電壓U（V） 電流I（A） 表二 R =R2=20Ω 電壓U（V） 電流I（A） 表三 R =R3=10Ω 電壓U（V） 電流I（A） 　?。?）學生分組實驗，教師巡視指導，幫助困難學生。 ?。?）改變定值電阻阻值，按照上述步驟再測一組數(shù)據(jù)。（如果時間允許可以用多個定值電阻實驗） 　　5．分析和論證 　　方案一： 　　選取阻值相同卻有不同電壓的數(shù)據(jù)集中展示，便于橫向比較，得出電流與電壓的關系；選取阻值不同卻有相同電壓的數(shù)據(jù)集中展示，便于縱向比較，得出電流與電阻的關系。 　　提出問題： 　?、烹娏髋c電壓這兩個物理量，哪個量隨著哪個量變化？ 　?、品治霰硪唬ɑ虮矶傻贸鍪裁唇Y論？你是怎么分析出來的？ 　?、沁@個結論是建立在控制哪個物理量不變的基礎上得出的？ 　?、扔腥说贸鲞@樣的結論“在電阻不變時，導體兩端的電壓與通過導體的電流成正比”，你同意他的說法嗎？ 　　⑸進一步分析實驗數(shù)據(jù)。分析表一、表二和表三的同一列，可得出什么結論？你是怎么分析出來的？這個結論是建立在控制哪個物理量不變的基礎上得出的？ 　?、孰娏髋c電阻這兩個物理量，哪個量隨著哪個量變化？ 　?、擞腥说贸鲞@樣的結論“在電壓不變時，導體的電阻與通過導體的電流成反比”。這種說法正確嗎？ 　?。ㄍㄟ^分析上述問題，使學生明確物理量之間客觀的因果關系，并學會概括、表述這種因果關系；深刻理解正、反比的實際含義；明確物理規(guī)律成立的條件。） 　　結論：在電阻不變時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比；在導體兩端的電壓不變時，通過導體的電流與導體的電阻成反比。 　　方案二： 　　利用圖像法進行數(shù)據(jù)處理。要求各組同學在得到實驗數(shù)據(jù)之后，以電壓為縱坐標、電流為橫坐標，畫出同一定值電阻的U—I關系圖象。以電流為縱坐標、電阻為橫坐標，畫出同一電壓下的I—R關系圖象。選取不同定值電阻和不同固定電壓的幾組圖像集中展示，從圖像的相似性上說明規(guī)律的客觀性和普遍性。 　　提出問題： 　?、沤?jīng)過描點、連線后，分別得到的是一條什么線？ 　?、七@兩條線分別與數(shù)學上所學習的哪種函數(shù)圖像相同？ 　?、呛瘮?shù)中的y、x分別對應圖像中的哪個物理量？ 　?、饶隳芾盟鶎W習的函數(shù)知識，分別得出圖像中的直線的函數(shù)表達式嗎？ 　?。▽W生將數(shù)學工具應用到物理中得出兩個關系式，難度較大，教師要做好指導。特別是兩式中的常數(shù)項k值大小與物理量之間的關系。） 　　結論：在電阻不變時，通過導體的電流與導體兩端的電壓成正比；在導體兩端的電壓不變時，通過導體的電流與導體的電阻成反比。 　　6．評估： 　　要求學生對自己的探究活動進行回顧、反思，思考在探究過程中產(chǎn)生的一些問題： 　?、拍悴捎玫膶嶒灧桨?，能方便地調(diào)節(jié)定值電阻兩端的電壓嗎？ 　?、颇愕玫降膶嶒灁?shù)據(jù)都嚴格符合我們得出的結論嗎？不符合的原因是什么？ 　?、菍嶒灝a(chǎn)生誤差的原因都有哪些？如何盡量減小誤差？ 　　⑷你都弄懂了哪些問題？還有哪些問題不清楚？ 　　（通過學生交流和教師的點撥，使學生明確使用儀表中存在這一定的誤差，導線自身存在一定的電阻。但是，從實驗數(shù)據(jù)整體上看，還是能得出實驗結論的。） 　　7．交流： 　　生生間和師生間的交流與合作貫穿于整個實驗探究的各個環(huán)節(jié)中，包括個人想法的交流、實驗方案的交流、實驗結果的交流、設計方案的合作、實驗操作的合作等。為了激發(fā)學生的探究熱情，教師應對學生的表現(xiàn)給予積極的評價。在實驗結束后，也可以相互交換探究報告，交流時不應只是探究結論的交流，更重要的是探究過程的交流。 　　【板書設計】 　　 第一節(jié)探究電阻上的電流跟兩端的電壓的關系 1、方法：控制變量法 2、結論： 在電阻一定時，導體中的電流與導體兩端的電壓成正比。 在電壓一定時，導體中的電流與導體的電阻成反比。 【教后反思】 在《電流跟電壓電阻的關系》一節(jié)的教學中，我采取了探究的方式。通過這一節(jié)的教學，使我深受啟發(fā)。 在以往的教學中，我常常采取講授式的方法進行教學，在我的思想深處一直認為 教師講的要比學生說的明白。但是通過本節(jié)課的教學，使我真正體會到了學生經(jīng)歷探究過程的重要性。 本節(jié)課主要研究了電流跟電壓的關系及電流跟電阻的關系。在研究電流跟電壓的關系時，首先，我讓學生設計了電路圖，學生發(fā)言非常積極勇躍，爭先恐后地上黑板畫圖，學生畫出了如下的五種圖形，我沒有想到學生思維如此開闊。接著，我和學生一起分析采用哪個圖更合適，學生各抒已見，氣氛非?；钴S。最終經(jīng)過交流討論選第五個圖為研究電流跟電壓之間的關系的電路圖。 由于有了以上的看法，在研究電流跟電阻的關系時，學生自然就會設計了。通過本節(jié)課的教學，學生不僅了解了自己的成功失敗之處，更親自體驗了設計探究的過程。傳統(tǒng)式教法訓練出來的學生，知識牢固，基礎扎實，演繹能力和邏輯思維能力都比較強。但傳統(tǒng)式教法有許多局限性：它雖然能為多數(shù)學生學習提供方便，但在培養(yǎng)學 生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力方面有很大的不足。好比走路，傳統(tǒng)的某些教法不僅給學生指出路，而且還要扶著學生走，抱著學生走，看起來學生雖然走過許多路，但并 沒有學會自己走路，一旦老師放手，讓學生找路，就常常變得不知所措。實踐證明，我們的學生會考試，考分很高，但是在科研課題和實際問題面前，往往表現(xiàn)出信 心和勇氣不足，獨立工作能力不強，這種狀態(tài)和創(chuàng)造性、開拓性是格格不入的。而現(xiàn)代教學法則恰恰在培養(yǎng)人的獨立工作能力上顯示出其優(yōu)點，它放手讓學生自己走路，開始可能會跌跤，但跤跌得多了，學生自然使學會了走路。 總之，新課程標準要求我們要改變舊的思想，培養(yǎng)新的意識，只有具有全新思想的教師，才能培養(yǎng)出具有創(chuàng)造思維的學生，轉變觀念，是我們唯一的選擇。