欧姆定律优秀教学设计
文学网整理的欧姆定律优秀教学设计(精选6篇),供大家参考,希望能给您提供帮助。
欧姆定律优秀教学设计 篇1
教材分析
欧姆定律是电学中的基本规律,对于学习电路和深入理解电学知识至关重要。本次课程将重点介绍欧姆定律,内容逻辑性强且具有一定的理论性。学生需要通过实验来验证并理解欧姆定律,其中实验方法和欧姆定律是最关键的两个方面。欧姆定律的含义将在学生进行实验过程中逐渐领悟,其形式简单明了,因此并非难点而是重点。然而,学生掌握实验方法既是重点又是难点。这个实验的难度较高,主要集中在实验设计、数据记录以及数据分析等方面。由于实验难度较大,学生可能会犯错误,因此评估实验结果和进行交流沟通也显得十分重要。在这些方面,教师的引导和协助不可或缺,因此本节课将采用启发式综合教学法来进行教学。
教学目标
知识与技能
①使学生会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和其中的电流。
②通过实验认识电流、电压和电阻的'关系。
③会观察、收集实验中的数据并对数据进行分析。
过程与方法
①根据已有的知识猜测未知的知识。
②经历欧姆定律的发现过程并掌握实验的思路、方法。
③能对自己的实验结果进行评估,找到成功和失败的原因。
情感、态度与价值观
①让学生用联系的观点看待周围的事物并能设计实验方案证实自己的猜测。
②培养学生大胆猜想,小心求证,形成严谨的科学精神。
重点与难点
重点:掌握实验方法;理解欧姆定律。
难点:设计实验过程;实验数据的分析;实验结果的评估。
教学方法
启发式综合教学法。
教学准备
教具:投影仪、投影片。
学具:电源、开关、导线、定值电阻(5Ω、10Ω)、滑动变阻器、电压表和电流表。
板书设计
已学的电学物理量:电流I、电压U、电阻R。
猜测三者之间的关系:I=UR、I=U/R、I=U-R。
实验所需器材:电源、开关、导线、电阻、电流表、电压表、滑动变阻器。
欧姆定律优秀教学设计
作为一位杰出的老师,就不得不需要编写教学设计,教学设计是把教学原理转化为教学材料和教学活动的计划。你知道什么样的教学设计才能切实有效地帮助到我们吗?以下是小编收集整理的欧姆定律优秀教学设计,仅供参考,欢迎大家阅读。
欧姆定律优秀教学设计 篇2
教材分析
欧姆定律是电学中的基本定律,是进一步学习电学知识和分析电路的基础,是本章的重点。本次课的逻辑性、理论性很强,重点是学生要通过自己的实验得出欧姆定律,最关键的是两个方面:一个是实验方法,另一个就是欧姆定律。欧姆定律的含义主要是学生在实验的过程中逐渐理解,而且定律的形式很简单,所以是重点而不是难点。学生对实验方法的掌握既是重点也是难点,这个实验难度比较大,主要在实验的设计、数据的记录以及数据的分析方面。由于实验的难度比较大,学生出现错误的可能性也比较大,所以实验的评估和交流也比较重要。这些方面都需要教师的引导和协助,所以这次课采用启发式综合教学法。
教学目标
知识与技能
①使学生会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和其中的电流。
②通过实验认识电流、电压和电阻的关系。
③会观察、收集实验中的数据并对数据进行分析。
过程与方法
①根据已有的知识猜测未知的知识。
②经历欧姆定律的发现过程并掌握实验的思路、方法。
③能对自己的实验结果进行评估,找到成功和失败的.原因。
情感、态度与价值观
①让学生用联系的观点看待周围的事物并能设计实验方案证实自己的猜测。
②培养学生大胆猜想,小心求证,形成严谨的科学精神。
重点与难点
重点:掌握实验方法;理解欧姆定律。
难点:设计实验过程;实验数据的分析;实验结果的评估。
教学方法
启发式综合教学法。
教学准备
教具:投影仪、投影片。
学具:电源、开关、导线、定值电阻(5Ω、10Ω)、滑动变阻器、电压表和电流表。
板书设计
已学的电学物理量:电流I、电压U、电阻R。
猜测三者之间的关系:I=UR、I=U/R、I=U—R、……
实验所需器材:电源、开关、导线、电阻、电流表、电压表、滑动变阻器。
实验电路图:见图—10
记录表格:
结论:(欧姆定律)
教学设计
教师活动
学生活动
说明
复习提问
①我们学过的电学部分的物理量有哪些?
②他们之间有联系吗?
③一段导体两端的电压越高,通过它的电流如何变化?当导体的电阻越大,通过它的电流如何变化?
学生以举手的形式回答问题,并将自己的想法写在学案上。
这部分问题学生以前已经有了感性的认识,大部分学生回答得很正确,即使有少数同学回答错误也没有关系,学生之间会进行纠正。
导入新课
提问:电压增大,电流也随着增大,但是你知道电流增大了多少吗?
让学生猜测电流I、电压U、电阻R之间的关系式。
学生大胆猜想。
不论对错,教师都应认真对待,但应该注意:猜想不是瞎猜、乱猜,不是公式越多越好,应该引导学生在原有知识的基础上有根据,符合逻辑进行猜想。同时可将所有学生的猜想写在黑板上,这对其他的同学有启发作用。
进行新课
一、设计实验
让学生阐述自己进行实验的初步构想。
①器材。
②电路。
③操作。
对学生的实验方法提出异议,促使学生思索实验的改进。
锁定实验方案,板书合理的器材选择、电路图、数据记录方法、操作过程。
学生按照学案的过程,补充实验器材,画电路图,并且简单陈述自己的实验操作过程。
学生根据老师提出的异议,讨论实验的改进方案,并修正器材、电路图、操作方法。
设计实验部分是一个难点,教师要进行引导,不要轻易否定学生的想法,在设计过程中教师可以提出启发性的问题,让学生自我发现问题。
二、进行实验
教师巡视指导,帮助困难学生。
学生以小组为单位进行实验。
实验数据之间的关系非常明显,要让学生从分析数据的过程中感受欧姆定律发现的逻辑过程,传授学生控制变量法。
三、分析论证
传授学生观察数据的方法,投影问题,让学生通过观察数据找到问题的答案,最终得到结论。
学生根据教师投影出的问题观察数据,在回答问题的过程中发现规律。
四、评估交流
让学生讨论在实验中遇到的问题以及自己对问题的看法和解决办法,教师引领回答几个大家普遍遇到的问题。
学生小组内讨论。
使学生意识到共同讨论可以发现自己的不足,借鉴别人的经验。
巩固练习
扩展记录表格,让学生补充。
投影一道与生活有关的题目。
学生补充表格。
学生在作业本上完成。
这个练习很简单,但能使学生沿着前面的思维惯性走下去,强化学生对欧姆定律的认识。
这一道练习主要是让学生了解欧姆定律在生活中的应用。
课堂小结
让学生归纳这节课学到的知识,回顾实验的设计和操作过程,既强化了知识又锻炼了学生归纳整理知识的能力。
学生归纳。
让学生意识到课堂回顾的重要性,并培养学生归纳整理的能力,对提高学生的自学能力有重要作用
欧姆定律优秀教学设计 篇3
一、教学目标
1.知识与技能:
(1)了解伏安法测电阻的原理,会用伏安法测电阻,加深对电阻概念的理解。
(2)能正确画出伏安法测电阻的电路图,并按电路图连接实物电路。
(3)学会正确选择电压表量程,并用试触法确定电流表的量程。
(4)理解小电灯的电阻随温度的升高而增大。
2.过程与方法:
设计实验电路图,并且比较各个电路图的优缺点,从而确定本实验用哪个电路图。
3.情感、态度与价值观:
激发学生积极参与实验的热情,产生探测未知电阻阻值的欲望,积极动手操作,培养学生严肃认真、实事求是做好实验的科学态度,感受用物理知识成功解决问题的喜悦。
二、设计思路
用伏安法测电阻属于欧姆定律变换式的具体应用,对于加深学生欧姆定律和电阻概念的理解有重要作用,同时又给学生提供了综合使用初中常用电学器材的机会,有利于提高学生的实验操作能力。本节课分为四个部分:第一部分提出“如何测量一个定值电阻的阻值”问题后,由学生设计实验,通过交流和讨论发现,应该用有滑动变阻器的电路图进行实验,好处是可以通过多次测量求平均值的方法来减小误差,在此基础上进一步思考并设计出实验表格;第二部分准备需要哪些器材,了解实连接图如何连接,并根据实物图说出实验中的注意点,为下面的实验做好准备;第三部分开展实验,先进行定值电阻阻值的测量,对实验数据进行分析,讨论为什么电阻两端的电压变了,通过它的电流也变了,电阻几乎没变?第四部分,仿一仿,开展实验测量小电灯的电阻的'测量,讨论为什么小灯泡阻值变化比较大?从而分析出小电灯不需要求平均值。两个实验进行对比,加深学生对电阻概念的理解。
三、教学重点、难点
1、教学重点:能够设计电路和表格。
2、难点:分析出灯丝电阻受温度的影响。
四、实验器材:
每组配备干电池两节,电压表、电流表、滑动变阻器、开关各1件,待测电阻一只(5欧或10欧,其电阻值用不透明白胶布粘封,并标以Rx字样。要求学生暂不揭开。),导线若干条,小灯泡(2.5V)。
五、教学过程
(一)引入新课
(“忆一忆”)
师:前面我们学习了电学中的一条什么重要规律?欧姆定律的表达式如何写?(学生回答略)
(“想一想”)
师:怎样利用欧姆定律测量导体的电阻?引出本节。 板书:(第四节 欧姆定律的应用 测电阻)
(二)进行新课
(“动一动”)
1、设计实验
(1)测量电阻的方法
师:同学们说说看,你准备如何测量电阻的阻值?
板书:(一)测未知电阻Rx
答:用电压表测电阻两端的电压,用电流表测通过它的电流。
(2)问:实验的原理是什么? 板书:实验原理
答:根据欧姆定律的变形公式计算出它的电阻。 板书:R=u/I
(3)问:根据同学所说的方法,你们能否设计出实验电路图? 板书:实验电路
学生设计,教师巡视,选择具有代表性的几张电路图实物投影,师生共同评价。
师:这是同学们设计的电路图,我们一起来分析一下,哪幅电路图更好一些,好在哪里。(提醒:实验中总是有误差的,为了减小误差,我们应该怎么办?联系前面学的一个重要的器材,如何改进?) 投影正确的实验电路图
(“考一考”)
师:滑动变阻器起到什么作用?
学生回答,投影:
①改变待测电阻两端的电压和通过它的电流,多次测量取平均植,减小误差。
②保护电路
(“探一探”)
2、实验准备
(1)需要哪些实验器材?板书:实验器材
电源(干电池2节)、电流表、待测电阻R 、滑动变阻器、开关、电压表、导线若干 (投影)
检查和认识自己小组的实验器材。注意认清哪个元件是待测定值电阻Rx。
(2)设计表格 板书:设计表格
提醒:要测哪些物理量?计算什么?表格需要几列几行?
学生设计,教师巡视,实物投影并作出评价,强调表格的规范,并让学生完善自己设计的表格。
问:三次测量的平均值放哪里?
引导学生在表格后加一列平均值,为了计算方便,可以调节电路中的电流为整
数值(投影完整的实验表格)
实验次数 电压
U/ V 电流
I/ A 电阻
R/ Ω 电阻平均值
R/ Ω
(3)连接实物图(根据所设计的电路图连接)
师:请一位同学到屏幕上将电路图连成实物图,其他同学在下面观察是否正确,若有错误的地方,请同学们纠正。
(4)实验注意点 板书:实验注意点
师:请同学们说一说,实验中要注意哪些方面?
学生要进行讨论,师生共同总结实验的注意事项:
(1)连接电路时开关应该断开
(2)滑动变阻器应该一上一下接,实验前将阻值调到最大处
(3)电流表,电压表的量程选择 (投影)
(4)这个实验需要哪些步骤?
板书:实验步骤
学生回答,教师小结:
①按电路图连接电路。连接电路时开关应是断开状态。
滑动变阻器的滑片要放在最大电阻值位置。电压表和电流表的正负接线柱要连接正确。电压表使用0~3伏量程,电流表用试触法确定量程。
②检查电路连接无误后,闭合开关;调节滑动变阻器的滑片,改变电路中的电流,观察电流的示数为0.1A,0.2A,0.25A时电压表的示数记录在表格中。
③根据记录的三组实验数据分别算出未知电阻的三个值。为了减小误差,算出电阻的平均值,作为被测电阻的阻值。
④实验要求:积极动手,按要求操作,记录数据、计算结果要实事求是。实验完毕要整理好仪器。
以上内容,边讲边投影
(“做一做”)
3、实验探究(伏安法测电阻)
教师巡视,指出学生在操作中有问题的地方
(“比一比”)
哪个小组的实验规范 准确 迅速
4、分析与讨论
实物投影学生的测量结果。揭开定值电阻Rx上的封条,核对自己测试结果的正确性。
思考:你测量的电阻值为什么和定值电阻上标出的数值不完全相同?
答:由于实验电路和仪表造成的误差。
(“议一议”)
分析:1、为什么电阻两端的电压变了,通过它的电流也变了,电阻几乎没变?
电阻是导体本身的一种性质,不随电压和电流的变化而变化。
(“仿一仿”)
小电灯也有电阻,将待测电阻R换成小电灯,仿照刚才的实验测小电灯的电阻。
注意:加在小电灯两端的电压不要超过小电灯上所标注的电压
实验时,观察小电灯的亮度并用手摸一摸它的温度
板书:(二)测小电灯的电阻
汇报测小电灯的实验数据和实验结果,然后带领学生进行分析:
2、为什么小灯泡阻值变化比较大?
这似乎与刚才的实验结论优点矛盾,谁来分析一下这是什么原因呢?
小电灯的灯丝是利用电流的热效应进行工作的,电灯越亮,灯丝的温度就越高,电阻随温度的升高而增大。
(有的材料受温度影响较大,有的几乎部首影响)
问:对于小电灯的灯丝,他的电阻随温度的升高而增大,那么求出小电灯阻值的平均值是否有意义?表格中还有必要写平均值吗?
师生共同得出结论
检查仪器是否收拾好,按要求摆放。
(三)课堂小结
(“谈一谈”)
师:这节课有哪些收获?
师:通过这节课,我们懂得了如何去测量一个未知电阻的阻值和小电灯的电阻,并且根据所测出的实验数据机进行分析比较,得出了电阻是导体本身的一种性质,它会随温度的升高而增大。
(四)布置作业 :完成本节实验报告。
(五)说明:本节实验要引导学生按实验的目的,完成电路设计、器材选用、实验步骤、设计表格等项要求,以培养学生的实验能力。
(六)板书设计
欧姆定律的应用
(一)测未知电阻Rx
1、原理:欧姆定律的变形式:R=u/I
2、电路图
3、实验器材
4、设计表格
5、实验注意点
6、实验步骤
(二)测小电灯的电阻
方法:伏安法测电阻
欧姆定律优秀教学设计 篇4
教学目的
1.理解欧姆定律的内容及其表达式的物理意义,了解定律中各量的单位;
2.能较熟练地运用欧姆定律分析解决有关的简单问题;
3.知道什么叫伏安法;
4.培养运用物理公式解答物理问题的习惯和能力。
教具
写有课堂练习题的小黑板(或幻灯片)。
教学过程
1.复习提问 引入新课
教师:上节课我们通过实验得出了导体中的电流跟它两端的电压和它的电阻的关系,请一位同学叙述一下这个关系(抽中等学生或差等生不看书回答)。大家认为他说得对吗?(不足之处由学生订正)上节课我们曾经把这个关系用数学式子表示出来,请一位同学回答是怎样表示的?(学生回答教师板书)
板书:R一定时,I1/I2=U1/U2 (1)
U一定时,I1/I2=R2/R1 (2)
教师:我们这节课要学习的就是将这些关系综合起来,得出的一个电学的基本规律,即欧姆定律.
板书:欧姆定律
2.新课教学
教师:欧姆定律的内容是什么呢?让大家阅读课本,请一位同学朗读欧姆定律的内容,教师板书.
板书:导体中的电流,跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比.
教师:欧姆定律的内容中好像比上节实验得出的关系少设了一点什么,你们发现了没有?(在说到“正比”或“反比”时,没有说“在电阻一定的情况下”或“电压不变的情况下”)这是否意味着“导体中的电流跟它两端的电压成正比”不需要保持电阻不变这个条件了呢?不是的.只有电阻一定时,导体中的电流才会跟它两端电压成正比.同样,也只有电压不变时,导体中的电流才会跟它的电阻成反比.定律作了简明的叙述,但暗含了这两个条件.这是对定律应注意的一个方面.另一方面,定律没有指明“正比”、“反比”所应满足的条件,还意味着它能适用于电压、电阻同时都变化时,电流应如何变的情形,这种情形在以后的学习中将会遇到.其次欧姆定律中说到的电流、电压、电阻都是属于同一段导体的.在后面将欧姆定律用于串联电路和并联电路时,注意到这一点是很必要的.欧姆定律的内容可以用公式来表述,请大家看看课本上是怎样表述的(学生看书,教师板书)
现在请大家解答下面两个问题.(出示小黑板或幻灯片.请两个学生在黑板上解答,教师巡视指导.两个问题均有两种解法.例如①,可以先用欧姆定律解出电阻值,再用欧姆定律解电流值;也可以直接用前面比例式(1)求解.)
问题①一个定值电阻两端的电压是0.25伏时,流过它的电流是0.13安.如果流过它的电流变为0.91安,此时它两端的电压多大?
问题②一个电阻箱接在电压不变的电源上.把它的电阻调到350欧时,流过它的电流是21毫安.若再调节电阻箱,使流过它的电流变为126毫安,此时电阻箱的电阻应是多大?
教师:在解答问题①时,除了黑板上的解法外,有同学还用了另一种解法(教师板书出来)大家看都对吗?(学生答)欧姆定律是一个普遍适用的定律.但在涉及只求两个量的变化关系的问题中,直接用比例式解通常要简捷些.
3.让大家阅读“想想议议”中提出的问题,议论一下.(学生阅读,分组议论)
教师:为什么安培表不能直接接到电源两极上去?(学生回答,教师订正)伏特表接到电源两极上为什么不会被烧毁?(学生回答,教师订正)
4.小结
教师:这节课我们在实验得出的规律的基础上概括总结出了欧姆定律.刚才大家看到,应用欧姆定律,不仅可以定量计算各种电学问题,而且还能简单明了地解释像安培表为什么不能直接接到电源两极上这类物理问题.今后学习中我们将会接触到这一电学基本规律的广泛应用.今天的复习任务首先是把定律的物理意义真正理解清楚.在作业中一定要注意解答的书写格式,养成简明、正确表达的好习惯.
5.布置作业
(1)工厂中车床照明灯采用36伏的安全电压,某车床照明灯工作时灯丝电阻是32欧,求通过灯丝的电流.
(2)一段导体两端电压是2伏时,导体中的电流是0.5安,如果电压增大到3伏,导体中的电流多大?
(3)电压保持不变,当接电阻为242欧的灯泡时,电路中的电流为0.91安,如改接电阻为165欧的电烙铁,电路中的电流是多大?
设想、体会
1.本课题教学设计的关键之一是处理好第一节的实验规律和欧姆定律的关系,使学生易于理解欧姆定律的内容和公式的物理意义.特别是欧姆定律的公式为什么那样表达,是初中物理教学中的一个难点.采用根据实验结果写出,再令=1的办法引出,超出初中学生的数学知识水平,是不可取的;直接把公式抬出来,不说明它为什么综合概括了实验规律,就急急忙忙用公式去解题的办法,给学生理解公式的物理意义留下悬案,也是不妥当的.本教案设计的基本思路是,从实验规律出发,引出定律内容,再把定律的结论与实验的结论对比理解,说明定律既概括了实验的结果,又比实验结论更具有普遍性.在引出公式后,由公式导出两个实验的结论,说明公式也的确是实验结论的概括.这样,学生对定律的内容和公式的物理意义就有了切实的理解.对课文开头提出的欧姆定律是“实验结果综合起来”的才会有真切的体会。这样做的前提是在本章第一节的教学中,先通过实例运用学生在小学和中学数学学习中已较熟悉的'比例知识导出本教案中的(1)(2)两式,根据第一节的内容和课时实际,不难做到.培养学生理解运用数学表达物理规律和应用数学解决物理问题的能力是本章的一个重要特点。上述设计和课堂练习题的设计都有利于这种能力的培养.
2.本课题的另一重点教学目标是初步培养学生应用欧姆定律解题的能力。“掌握欧姆定律”的教学要求是本章以至电学学完后的最终要求.这节课只应是既简单又基础的应用。由于学生已经较长时间没有涉及到用公式进行定量计算,在这一节课对解题加以强调是非常必要的.教案中采取学生先阅读课文例题,再一起概括小结解题思路方法;在本课小结中再次强调,对学生提出要求等措施来实现.
3.由于采用了学生阅读课文的措施,这不仅有力地发挥学生在学习中的主体作用,而且也减少了教师的重复板书,节约了一些教学时间,有条件加两个课堂练习题。这两个练习题的目的不仅在于强调在涉及物理量的变化关系时,可以用比例法巧解,而且也再一次强化了欧姆定律与实验所得的规律的一致性的认识。但对U、I、R三个量同时变的问题,仅在教师阐明定律的意义时提及,在练习题中没有涉及,留待后续学习中去深化,以免加大学习的难度。
4.定律中的U、I、R是对同一导体而言,在本节课只需提醒学生注意就可以了。不必去讲不同导体的U、I、R要用下标区别的问题。待学习电阻的串联时,有了这种需要再提出来,才能收到事半功倍的效果。
欧姆定律优秀教学设计 篇5
一、教学任务分析
拓展型课程中的"电源"和"闭合电路欧姆定律"是基础型课程中部分电路知识的深入学习,是"电路"一章中的重要概念。它不仅包括了电流、电阻、电压和电动势等物理量的探讨,还通过详细介绍电池供电原理和非静电力做功等内容,强调了闭合电路中能量转化和能量守恒的规律。这些内容旨在加深对电路运作原理的理解,为进一步的学习和应用奠定基础。
“电源”和“闭合电路欧姆定律”涉及到的概念比较抽象且较多,例如电动势、外电压、内电压、外电阻、内电阻等等,学生学习这些概念都会面临一定的困难。要建立对闭合电路欧姆定律的理解,学生不仅需要具备进行实验并获取数据的操作能力,还需要具备对数据进行理性分析的能力。
让学生亲身体验电池的魅力,通过制作水果电池,让他们深刻感受物理与日常生活的密切联系。这样不仅可以消除他们对电池的神秘感,还能激发他们对发明创造的热情。因此,他们将有机会体验到成功带来的喜悦,或是失败给予的宝贵经验。
本节课通过对教材内容的合理整合,探究活动的科学设计,较好地达成了学习目标。
二、学习目标
1.知识与技能
(1)知道电源电动势及内阻概念,知道化学电池的工作原理。
(2)理解闭合电路欧姆定律。
(3)通过实验操作,培养动手实验能力。
2.过程与方法
(1)经历实验观察、猜想、验证等过程,感受科学探究的一般方法。
(2)通过对实验数据的分析、归纳,经历物理规律的发现过程。
3.情感、态度和价值观
(1)通过科学探究过程,培养严谨求真的科学态度。
(2)通过对化学电池结构的认识,增强 环保 意识。
(3)观看“神六”、“核电站”等图片,领略我国电能领域取得的巨大的成就,激发爱国主义的热情。
三、教学重点
电动势概念的建立,探究电源内阻和闭合电路欧姆定律。
四、教学难点
通过实验数据分析,得出电源有内阻以及闭合电路欧姆定律。
五、教学资源
1.实验器材:电压、电流传感器、DIS数据采集器等,水果及铜丝、锌丝等。
2.信息技术:自制FLASH课件。
3.使用教材:上海市现行高级中学课本《物理》拓展型课程I第二册(试用本)(华东师范大学出版社。
六、设计思路
在教学中,我们通常按照高中物理教材提供的内容次序设计教学计划,包括“电源电动势”和“闭合电路欧姆定律”两个章节。在教学内容上,我们首先介绍非静电力做功的概念,然后引入电动势的概念,强调电动势是将其他形式的能量转化为电能的能力。接着,我们通过实验得到电源的内外电压之和来确定电源的电动势,并借助欧姆定律来推导闭合电路欧姆定律。在教学次序上,我们先讲解电源电动势,然后再介绍闭合电路欧姆定律。
由于人们对事物的认识是逐渐深入的过程,在不同阶段有着不同的认知水平。学生对电动势概念的理解也需要一个逐步提高的过程,不能一蹴而就。因此,我们在研究了“电动势”和“闭合电路欧姆定律”两个知识点后,将教材内容进行了有机整合,设计出了两个循环渐进的教学过程。
电动势的概念对于理解闭合电路中的欧姆定律至关重要。然而,电动势的概念相对抽象,需要涉及广泛的知识面,学生往往难以全面深刻地理解。在电动势教学的第一阶段,我们首先指出电源的电动势是由电源本身的特性决定的,它的数值等于电源未接入电路时两极间的电压,可以通过电压表直接测量。在第二阶段,我们进一步强调电动势是衡量电源将其他形式能量转化为电能能力的物理量,电源的电动势和电路断开时电源两极间的电压具有相同的数值和单位,但它们的物理含义是不同的。
在第二个双循环中,我们针对闭合电路的欧姆定律展开了教学。首先,通过进行多组电流和电阻的实验数据,让学生自己探究并发现电源具有内阻的存在,并进一步推导出闭合电路的欧姆定律。这种方法改变了传统教学中先研究电源的特性,等所有概念都解决之后再去研究电路中电流规律的方式。接着,在第二个循环中,我们以作业的`形式给予学生一系列问题,然后引导他们通过自主学习和合作学习的方式,从能量的角度来研究电源的特性。考虑到本节课的探究方法与教材中不同,我们在作业中设计了一个题目:“简述闭合电路欧姆定律的建立过程”。通过这个题目,我们引导学生阅读教材,并学习到另一种经典的研究方法,即通过探究电动势与电源内、外电压的关系来得出闭合电路欧姆定律。
本节课的教学设计主要侧重于介绍和讲解“电源”和“闭合电路欧姆定律”第一循环的相关知识。为此,我们将课题定名为“电源及闭合电路欧姆定律”。教学时间预计为1个课时。
七、教学流程
八、教学过程
(一)情景──回顾历史、引入课题
视频:神舟6号遨游太空。让学生思考电池翼板的作用。
图片:科学家伽伐尼。介绍伽法尼发现电的过程。
图片:伏打照片展示了一位科学家正在研究伏打电池。现在让我们一起来了解伏打电池以及它的工作原理。伏打电池是一种常见的原始电池,由意大利化学家亚历山大·伏打于1800年发明。伏打电池由两个不同金属板(通常是锌和铜)浸泡在电解质溶液中构成。电解质溶液通常是硫酸或盐酸。当这两个金属接触时,就会产生电化学反应。锌会氧化并释放出电子,而铜则会接受这些电子。这个过程导致电子在电路中流动,从而产生了电流。具体来说,锌金属在电解质中发生氧化反应,离开了锌离子(Zn2+)。这些锌离子通过电解质溶液中的离子运动,沿着电路中的导线向正极铜板移动。与此同时,在正极铜板上,铜离子(Cu2+)被电子还原,形成了固体的铜金属。这个过程可以用以下的化学方程式来表示:在负极(锌板):Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e^-在正极(铜板):Cu2+(aq) + 2e^- → Cu(s)这种氧化还原反应释放的电子通过外部电路流动,从而产生了电流,使得伏打电池可以为其他设备提供电能。总结起来,伏打电池的工作原理是基于金属之间的氧化还原反应。锌金属在负极上氧化,释放出电子,而正极上的铜离子则被还原,形成了固体的铜金属。这些电子通过外部电路流动,产生了电流,使得伏打电池能够提供电能给其他设备使用。
实物:不同类型化学电池。解剖化学电池内部结构,指出废旧电池给人体和环境带来的危害。
制作:自制水果电池。在不同水果中插入锌丝和铜丝,并测量其两丝间的电压。
图片:核电站、三峡。简要介绍我国电力发展情况。
(二)探究──建构概念、建立规律
探究一:影响端电压的因素
师:下面我们以干电池为例来研究电源。如图1所示,我们构建了一个电路,由干电池和电阻箱组成。为了确保大家理解一致,我们先介绍两个概念。我们把电源两端的电压称为“端电压”,而将电源外部连接的电阻称为“外电阻”。在图1的电路中,电源的端电压实际上就是外电阻上的电压。
师:请大家按图1连接电路,测量电源的端电压,完成下表,并讲一讲你的发现。
电阻箱电阻R
断路
电源端电压U
生:我们发现外电阻R越大,电源端电压U越大,说明端电压与外电阻有关。
生:不同的电源在外电阻相同的情况下U是不同的,说明端电压还与电源有关。
生:电路断开时的端电压仅由电源本身决定。
师:当电路断开时,电源的两极间的电压由电源本身决定。不同的电池在电路断开时能够维持两节电池间电压的能力是不同的。为了描述电源的这种特性,物理学引入了电动势的概念。电源的电动势被定义为电源没有连接到电路时两极间的电压。电动势通常用符号E表示,并以伏特为单位。
师:请大家测量课桌上干电池的电动势。
探究二:闭合电路的电流
师:在图1所示的电路中,如果电源的电动势和电阻是已知的,那么,电路中的电流可以通过应用欧姆定律来计算。根据欧姆定律,电流等于电动势除以电阻。因此,电流可以通过将电动势除以电阻来得到。
生:我的猜测是:I=E/R
师:这样的猜测对不对呢?电池的电动势刚才大家已经测量过,下面请大家再测量一下,不同外电阻时电路中的电流,完成下表,最后看看我们的猜测是否正确?
电阻箱电阻R
电路中电流I
生:通过实验,我们发现电流I
师:那么,电流与电动势和外电阻之间关系存在怎样的关系呢?请大家再猜测一下。
生:分母再大一点就行了,我的猜测是,可能是电源内部有电阻。
师:假设我们的猜测是正确的,我们可以将电源内部的电阻称为内阻,并用r表示。根据这个假设,电路中的电流可以表示为:I=E/(R+r)。现在让我们利用实验数据和我们所学的数学知识来寻找r的大小,并检查上述关系是否在误差范围内成立。
生:通过对每组数据代入公式I=E/(Rr)进行计算,发现每次求得的电源内阻r大约为2.3欧姆,这表明电源内部确实存在内阻。同时,根据该公式可知电路中的电流应满足I=E/(Rr)。
生:我是用图像法处理实验数据的。先画出I―R图像,发现图线是曲线,后来将I=E/(R+r)写成R=E/I―r形式,看出电阻R与电流倒数1/I成线性关系。如果I=E/(R+r)成立,那么,通过实验数据画出的R―1/I图像应该是直线,结果利用实验数据作出的图线如图2所示,这就说明了关系式I=E/(R+r)是正确的,而图线的截距为―2.344,说明电源的内阻为2.334欧姆。
师:通过上述分析,我们得出I=E/(R+r)是成立的结论,而且利用图像还得到了电源的内阻。
师:这个规律最早是由欧姆发现的,我们将其称为闭合电路欧姆定律,以区别于初中所学的欧姆定律。闭合电路欧姆定律的表达式为I=E/(Rr),其中涉及到整个闭合电路中的电源、电阻等元件。而初中学习的欧姆定律表达式为I=U/R,只涉及到电路中的一个部分。因此,我们将I=U/R又称为部分电路欧姆定律。
(三)应用──联系实际、解释实验
题目:探究实验表明,闭合电路中的外电阻越大,电路中的电流越小,电源的端电压越大。请解释之。
解答:根据闭合电路欧姆定律I=E/(R+r)可知,当外电阻R变大时,电路中的电流I必将变小;将I=E/(R+r)代入到U=IR得,U=E/(1+r/R),所以,当外电阻R变大时,电源的端电压U变大。
九、作业设计
本节课在作业设计上,力求使作业能够联系社会,联系生活、联系环境,甚至跳出物理学科本位,同时通过问题设计引导学生有目的地进行自主学习。
自主学习:电子为什么能在电源的内部从正极运动到负极?
自主学习:电动势与电压的区别和联系有哪些?用能量的观点解释电动势的物理意义。
开阔视野:简述课本中闭合电路欧姆定律的建立过程。
拓展研究:课堂实验数据的再研究。
(1)画出U―R、I―R、U―I图像,并用相关理论对图像进行分析。
(2)假设E、r未知,利用实验数据如何计算电源的电动势和内电阻等。
关注生活:查看手机电池上的说明,指出个参数的意义及提出注意事项的理由。
联系实际:为什么日常生活中不用水果电池?并设计一个实验来验证你的想法。
十、教学反思
建构主义理论告诉我们,学习者通过在特定情境下与他人协作,以构建意义的方式获取知识。知识的获取取决于学习者根据自身经验进行知识建构的能力,而非仅仅依赖于记忆和背诵教师讲授的内容。在教学过程中,当我们获得了电源电动势、电流以及外电阻的实验数据后,我鼓励学生们猜测它们之间的关系。其中一位曾自学过闭合电路欧姆定律的同学说,电流等于电动势与外电阻的比值。课后我和这位同学交谈后发现,他并不是故意错误地回答问题,而是忘记了他之前自学的知识。通过这次交谈,我对意义建构的理解更加深入,也进一步坚定了我们的理念,即物理课堂应该是学生通过探究学习而掌握知识的场所。
目前,大家对课程与课堂的教学改革非常关注,改革力度也很大,但在作业方面改革进展缓慢。作业功能的定位研究较少;在教学五个环节中,布置作业所用的时间最短;作业的来源单一,通常只是来自课本或练习册的几道练习题;题目通常偏重于理论研究,通过演绎和推理来完成。本节课试图尝试在作业的布置上进行改革。努力使作业与社会、生活和环境联系起来,甚至超越物理学科的范畴。作业的主要功能不仅仅是巩固知识和填补漏洞,还包括承上启下、联系新旧知识、引导学生进行自主学习等。例如,在作业中要求学生对实验数据进行再处理,不仅能深入研究课堂内容,还为未来的“内电阻与电动势的测定”实验教学打下基础;另外,通过有目的地引导学生进行自主学习,确保学生在一个课时内完成了“电源及闭合电路欧姆定律”的第二个循环学习。此外,自主学习有时需要引导,因为我们在课堂上让学生观看了关于电源内部电荷运动的FLASH动画,所以学生在课后的自学变得有趣、轻松和高效,对“电源内部电荷运动原因是由于电荷受到了非静电力的作用”的理解也更加深刻。
欧姆定律优秀教学设计 篇6
一、教学目标:
【知识与技能目标】:理解欧姆定律的物理意义,能进行简单的计算。
【过程与方法目标】:通过学习和掌握电学计算的一般方法,培养和提升逻辑思维能力,以及解答电学问题时形成良好的思考习惯。
【情感态度与价值观目标】:通过了解欧姆的人生经历,激发对科学家敬业精神和追求真理的热爱,激发学习的动力。
二、教学重难点
【重点】:理解欧姆定律,能用其进行简单的计算;
【难点】:理解欧姆定律并应用。
三、教学过程
(一)、新课导入
大家还记得上节课我们进行的电流、电压和电阻关系的实验吗?让我们一起回顾一下实验结论。
生答:当导体电阻R一定时,通过导体的电流I与导体两端电压U成正比;当导体两端电压U一定时,通过导体的电流I与导体电阻R成反比。
这两个结论是通用的规律。当我们综合考虑这两个结论时,可以得出通过导体的电流与导体两端的'电压成正比关系,与电阻成反比关系。这个关系可以用公式来表示:I=U/R。这个公式是19世纪时由德国著名物理学家欧姆通过大量实验得出的,我们称之为欧姆定律。接下来将引入该课题。
(二)、探究学习
欧姆定律是电学中重要的基本定律之一,它描述了导体中电流与电压和电阻之间的关系。根据欧姆定律,电流通过一段导体时,其大小与该导体两端的电压成正比,与该导体的电阻成反比。简而言之,当我们施加电压到一个导体上时,导体内部会产生电流,而电流的大小取决于电压的大小和导体的电阻。这个定律不仅帮助我们理解电路中的电流流动规律,也为设计和分析电路提供了重要的理论基础。
欧姆定律的公式为:U=IR。下面分别介绍三个字母的含义:U代表电压,其国际单位是伏特,用符号V表示;R代表电阻,其国际单位是欧姆,用符号Ω表示;I代表电流,其国际单位是安培,用符号A表示。
欧姆定律是电学的核心定律,有两条需要重点注意,分别是:
1.欧姆定律有两个变形公式:U=IR, R=U/I(不是决定式)。
2.在I=U/R表达式中的三个量必需表示“同一段导体”的“同一状态”;分别用实际电路图来感受理解。
(三)、巩固提升
科学家介绍:请同学小组轮流上台分享课前搜集的有关欧姆的事迹资料。
欧姆是一位杰出的科学家和研究者。他致力于研究电流与电源以及导线长度之间的关系。为了解决电流测量中的难题,欧姆亲自设计了电流扭秤。他的重要著作是1827年出版的《伽伐尼电路:数学研究》。
欧姆定律是电学中非常重要,我们用一个题目来加深理解并运用欧姆定律来解决问题。
例:一段导体的两端加2V电压时,通过他的电流是5mA;如果在它两端加3V电压,通过他的电流是多大?
分析:已知电压和电流,是同一段导体,但是给出了这个导体的两个状态。在计算题的计算中,要有规范的步骤:我们先要画出等效电路图,要有计算表达式,接着带入数据(单位),算得结果(单位)。
(四)、小结作业
小结:学生说一说欧姆定律的概念和注意事项。
作业:希望同学们在课下好好理解体会欧姆定律,并整合好搜集到的欧姆资料,编入班级的科学家手册中。