2019-2020年九年級物理總復習 探究電流與電壓、電阻的關系教學設計.doc

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2019-2020年九年級物理總復習 探究電流與電壓、電阻的關系教學設計 【學習任務分析】 基礎教育課程改革的目標之一是“改變課程實施過于強調接受學習、死記硬背、機械訓練的現(xiàn)狀，倡導學生主動參與、樂于探究、勤于動手，培養(yǎng)學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力，以及交流與合作的能力”?！段锢碚n程標準》明確指出科學探究既是學生的學習方式，也是學生學習的內容。為了體現(xiàn)新課程注重科學探究、倡導學習方式多樣化的基本理念，本課以課堂為陣地，以知識為載體，以小組探究活動為教學組織形式，力圖實現(xiàn)“知識與技能過程與方法情感態(tài)度價值觀”的三維教學目標。教師在引領學生探究物理知識的過程中，讓學生學習科學探究的方法，體驗科學探究的經歷，感受科學探究的樂趣，最大限度地發(fā)展學生的創(chuàng)新思維和實踐能力。 本課學習的內容包含兩大部分：一是歐姆定律；二是科學探究的過程和方法。歐姆定律是電學中的基本定律，是學生進一步學習電學知識的基礎，也是初中物理學習的重點物理規(guī)律之一，理解歐姆定律并能進行簡單計算是課程標準提出的教學要求，把握新舊知識的聯(lián)系和建立物理規(guī)律的事實依據(jù)，學習研究物理問題的方法，應該是本課知識技能目標和過程方法目標的教學重點。一方面，要深刻理解歐姆定律的物理意義，就必須將原來分散學習的電流、電壓、電阻等概念綜合起來，把研究它們的關系作為主題，用聯(lián)系的觀點引導學生研究新課題，用合作、探究的學習方式激發(fā)學生新的求知欲與鉆研志趣，在探究中經歷物理規(guī)律建立的過程，從物理意義上理解公式中所表示的物理量之間的數(shù)量關系，而不是從純數(shù)學的角度加以理解。例如，對于歐姆定律的表達方式：I=U/R，應當理解為，公式表達了電流的強弱決定于加在導體兩端電壓的大小和導體本身電阻的大小，即導體中的電流與導體兩端的電壓成正比，與導體的電阻成反比，公式中的I、U、R三個物理量是相對同一導體而言，公式變換得到的R=U/I，不能只從純數(shù)學角度理解為“電阻與電壓成反比”。另一方面，由于物理規(guī)律本身，總是以一定的物理事實為依據(jù)的，因此，理解歐姆定律必須在認識、分析和研究有關物理事實的基礎上進行，利用實驗歸納法，把實驗數(shù)據(jù)通過思維加工和數(shù)學加工，分析、概括出文字結論或定律公式，成功開展實驗探究是深刻理解歐姆定律的保證，探究中能把一個多因素的問題轉變?yōu)槎鄠€單因素問題，即會用“控制變量法”研究科學問題既是本課的重點之一，也是本課的難點之一。 利用怎樣的探究方案研究電流與電壓、電流與電阻之間的定量關系是本課的最大難點，這表現(xiàn)在三個方面。難點1：實驗所用器材較多。除了同時使用電流表、電壓表之外，還會用到滑動變阻器（部分學生設計的實驗方案可能不用滑動變阻器，例如：在研究電流與電壓的關系時，采用增加串聯(lián)電池組節(jié)數(shù)的方法等）。實際教學中，當學習變阻器時，我增加了“探究：利用滑動變阻器調節(jié)燈泡的亮度”探究實驗，有效地突破了利用滑動變阻器調節(jié)電路的難點。難點2：探究課題涉及的物理量較多。難點3：探究目標是各物理量之間的定量關系。突破多因素問題轉變成多個單因素問題的難點，是在前面學習“決定電阻大小因素”等探究經歷的基礎上，通過教師的啟發(fā)和引導促使學生制定出探究方案。在分析論證過程，如有必要，可提示學生對收集到的數(shù)據(jù)先算出U2/U1、U3/U2，再算出I2/I1、I3/I2，或先算出R2/R1、R3/R1，再算出I2/I1、I3/I1，然后比較、歸納出探究結論。 【學習者分析】 本課是學生學習完電路、電流、電壓、電阻等概念之后，通過探究方式定量研究I與U、I與R的關系。之前，學生已經知道電路中電流是電荷定向移動形成的，也知道電壓是形成電流的原因，并學會使用電流表測電流、使用電壓表測電壓，同時，通過實驗探究知道影響金屬導體電阻的因素，進一步體會了“控制變量法”研究物理問題的思想。經過一年多的物理學習，學生已經具備初步的實驗探究能力，以小組合作探究的方式學習歐姆定律，既符合學生在知識技能方面的實際水平，實現(xiàn)本課三維教學目標，還能讓學生在探究活動中領悟科學研究的方法。 初中學生學習物理的興趣主要是直接興趣，其特點是：新奇、具體、操作、實踐。我校學生在八年級物理學習中主要表現(xiàn)出操作興趣，即只對操作對象本身感興趣，而忽視對事物本質的認識，進入九年級學習后，則主要表現(xiàn)出因果認識的興趣，即興趣中心由了解怎樣改變現(xiàn)象發(fā)展為進一步探究現(xiàn)象變化的原因，渴望理解它的物理實質。針對學生興趣相對集中、興趣與目標有一定聯(lián)系、直接興趣與間接興趣同時起作用的心理特點，最大限度地激發(fā)學生的學習興趣，利用學生探究中的好奇心、求知欲和求成欲，使學生的學習自始至終都在興趣盎然的情況下進行，本課在教學中采用觀察思考和實驗探究的學習方式，不僅是物理學科本身特點的需要，也是適應學生的學習心理、培養(yǎng)學習興趣的需要，同時也是物理規(guī)律教學和學習的需要，利用多媒體課件和實物投影等教學手段，不僅提高了課堂效率，豐富了課堂內容，也活躍了課堂氣氛，激發(fā)了學生課堂學習的熱情。 【教學目標】 1、知識技能： （1）通過實驗探究知道導體中電流與電壓、電阻的關系； （2）理解歐姆定律，并能利用歐姆定律進行簡單的計算； （3）會同時使用電壓表和電流表測量導體兩端的電壓和通過導體的電流。 （4）會利用滑動變阻器調節(jié)電路中的電流和導體兩端的電壓。 2、過程與方法： （1）經歷探究過程，體驗提出問題、猜想與假設、設計實驗方案、收集證據(jù)、分析論證等科學探究要素； （2）通過制定計劃與設計實驗方案，加深理解“控制變量”的研究方法； 3、情感、態(tài)度和價值觀： （1）在收集數(shù)據(jù)過程中樹立實事求是的科學態(tài)度，培養(yǎng)堅忍不拔的科學精神； （2）通過探究活動增強與人協(xié)作及交流的能力。 【教學過程】： 本課教法采用啟發(fā)式和指導探究發(fā)現(xiàn)法。通過對學生已有知識的分析引伸，設計層次性和啟發(fā)性的問題，找到學生新舊知識之間的 “固定點”，為學習活動搭建起“腳手架”，從學生認知發(fā)展規(guī)律和實際知識水平出發(fā)，充分調動學生學習的自覺性和主動性。 本課學法采用學生自主探究發(fā)現(xiàn)法學習。課堂時間的60﹪都留給了學生設計實驗和收集證據(jù)，為充分進行探究贏得了時間。教學設計流程見附錄 【教學器材】 1、教具：計算機多媒體課件、實物投影儀 2、學具：干電池 154節(jié)=60節(jié) 電流表 15個 電壓表 15個 滑動變阻器 15個 開 關 15個 定值電阻器 5Ω、10Ω、15Ω各15個 導 線 若干 教學過 程 教 師 活 動 學 生 活 動 設計說明 啟發(fā)設問，創(chuàng)設情景 導語設疑： 前面我們學習了電路中三個重要的物理量I、U、R，請大家思考： 問題1、電流是怎樣形成的？ 問題2、導體中原本無規(guī)則運動的自由電荷為什么會定向移動形成電流呢？ 問題3、電壓在電路中起什么作用？猜想電流的大小與電壓大小有無關系？如果有，可能是什么關系？（誘導學生回憶舊知識，啟發(fā)學生思考新問題） 問題4、 什么叫電阻？ 問題5、電阻在電路中對電流有什么影響？電流的大小與電阻大小有無關系？如果有，可能是什么關系？ 教師提出問題后，給學生留有足夠的思考、回答、討論問題的時間。 學生逐個思考教師提出的問題并試著回答，對其中不能獨立回答的問題可以在小組內討論。 將已有知識作為課程資源，尋找新舊知識之間的“固定點”，在學生的“最近發(fā)展區(qū)”搭建起“腳手架”。 提出問題 教師提出問題：猜想電流與電壓、電阻之間的定量關系可能是什么？ 設疑誘思，點出本節(jié)課題“探究電流與電壓、電阻的關系”。 學生思考問題，明確探究方向和課題。 問題由教師提出，給學生指明猜想和研究的方向。 猜想假設 教師引導學生先根據(jù)已有知識和經驗推測電流與電壓、電阻的定性關系，再鼓勵他們大膽猜想電流與電壓、電阻的定量關系。 教師組織學習小組成員交流討論猜想。 教師對學生猜想的邏輯嚴密性不做過多要求。 學生以小組為單位展開交流討論，每人陳述自己的猜想及理由。 小組內部經過討論后，由小組發(fā)言人在全班交流本組的猜想預測。 小組1：電流大小等于電壓與電阻之和。 小組2：電流大小等于電壓與電阻的乘積值。 小組3：電流與電壓成正比，電流與電阻成反比。 小組4：電流大小等于電壓與電阻之差。 小組5：…… 教師以“引導者”“組織者”角色參與在探究活動中，體現(xiàn)學生的主體性。 “猜想”的開放性不僅給學生思維提供了廣闊的空間，而且把學生帶入一個主動學習、主動探究的空間。 提出檢驗猜想證偽的途徑---實驗探究 同學們陳述了各自不盡相同的猜想及其理由，因為大家猜想的依據(jù)是建立在推測的基礎上，所以猜想出的物理量間關系未必可靠。 我們怎樣才能準確得知自己的猜想是否正確呢？ 教師播放視頻短片，短片內容為科學研究的方法介紹。 在教師啟發(fā)引導下，學生提出利用實驗檢驗猜想真?zhèn)蔚耐緩健? 強化利用實驗手段研究物理問題的思想意識。 制定計劃與設計實驗方案 啟發(fā)引導： 教師：探究電流與電壓、電阻的定量關系，必須要測量電流、電壓和電阻三個物理量的大小，用什么儀器來測量它們呢？ 教師：不會測量電阻的大小不要緊，老師給你們提供三個已知阻值的定值電阻，它們的阻值已經標在上面，大家可以看見它們的阻值分別是5Ω、10Ω、15Ω。 教師：大家剛才猜想電流的大小同時受電壓、電阻兩個因素影響，諸如這樣一個物理量同時受多個因素影響的問題，怎么才能得出每個因素如何影響該物理量的可靠結論呢？在實驗研究時要注意什么？ 1、 教師：怎樣研究電壓對電流是否有影響？以及電壓影響電流的定量關系是什么？ 教師：怎樣研究電阻對電流是否有影響？以及電阻影響電流的定量關系是什么？ 教師：根據(jù)實驗探究的目的和研究方法，利用實驗臺上的儀器，設計一個實驗方案，同時設計出記錄實驗數(shù)據(jù)的表格，然后小組討論完善實驗方案，由小組發(fā)言人通過實物投影儀在全班交流本組的實驗方案。 引導學生利用“控制變量法”研究多因素問題，即研究電流與電壓、電阻的關系，是通過保持其中一個量不變，讓另一個量改變，觀察并記錄電流與另一個量的數(shù)值，即可分析比較得出結論。 對學生的實驗方案作簡單分析和評價，不同方案只要能完成實驗目的均給予鼓勵和表揚。對使用滑動變阻器的方案要特別強調滑動變阻器在實驗中的作用。 學生：用電流表可以測量電流大小，用電壓表可以測量電壓的大小，但是電阻大小不會測量。 學生：思考后想到“控制變量法”研究多因素問題。 學生：保持電阻不變，讓電壓改變，觀察記錄電流的數(shù)值，即可分析比較得出結論。同理也可以研究電流與電阻的定量關系。 學生分組制定實驗計劃，設計實驗方案和記錄數(shù)據(jù)的表格 。 部分小組發(fā)言人利用實物投影儀向全班介紹本組實驗方案。 小組5發(fā)言：…… 小組6發(fā)言：…… 小組7發(fā)言：…… 小組8發(fā)言：…… 學生按照老師建議，修訂完善實驗方案。 設置的問題發(fā)揮 “腳手架”的作用，使學生在教師創(chuàng)設的問題情境中，思維能力得到培養(yǎng)和提高，同時體驗科學研究的方法。 把寶貴的課程資源“時間”留給學生，允許學生個性張揚，采用可以達到實驗目的的不同方案，增強學生的學習興趣和信心。 進行實驗 教師利用多媒體課件出示可供參考的實驗方案圖。 教師巡視發(fā)現(xiàn)學生實驗中存在的問題，給予及時的幫助和指導。 學生分組實驗，體驗“控制變量法”，感悟歐姆定律。 將收集的數(shù)據(jù)填寫在自己設計的表格中。 讓學生經歷科學探究過程，體驗科學研究的方法，感悟知識產生的原因和發(fā)展的過程。 分析論證，交流結論 教師：現(xiàn)在請幾個小組發(fā)言人在實物投影儀上出示實驗數(shù)據(jù)并進行分析論證。 小組交流實驗探究結論，教師給予及時的調控矯正，還可在學生分析遇阻時給予適當?shù)闹笇А? 歸納概括歐姆定律內容。 說明：值得引起注意的是，歐姆定律表述中三次用到“導體”，這是在強調三個物理量的“同一性”。 小組發(fā)言人出示實驗數(shù)據(jù)，并分析論證。 表1：研究電流與電壓的關系 電壓（V） 電路（A） 結論：__________________； 表2：研究電流與電阻的關系 電阻（Ω） 電流（A） 結論：__________________； 通過師生互動、生生互動的方式，對學生掌握知識情況和參與探究活動的態(tài)度及效果進行反饋。使學生認識從感性向理性飛躍，學生情感在互動中得到升華。 本課小結 1、 教師用多媒體投影儀小結本節(jié)課內容和教學目標。提問： 1、歐姆定律的內容是什么？ 2、列舉出至少兩個我們曾經采用過“控制變量法”進行的探究實驗。 學生思考并回答。 小結本課的知識點和科學方法，明確學習目標。 反饋練 習 1、有一個導體，當它兩端的電壓為4V時，通過它的電流為0．8A，那么當它兩端的電壓為8V時，則通過它的電流為______A，這個導體的電阻為________Ω。 學生思考并解答教師提出的問題。 學生用所學知識和方法解決實際問題。 【教學媒體運用】 本次活動以小組合作探究為學習和教學組織的形式，力爭通過探究構建三維目標的課堂教學。恰當選擇和運用教學媒體，不僅能極大調動學生興趣，還能為探究活動的充分進行從時間上提供可能性。本課教學媒體選擇遵循科學、輔助、互動、有效的原則，既有傳統(tǒng)的大屏幕實物投影儀，也有計算機多媒體輔助教學（CAI）課件。 利用PowerPoint制作的計算機多媒體課件，作為認知工具來創(chuàng)設情景，從設問喚醒原有認知結構的知識來同化當前新知識到出示探究實驗的參考方案和進行協(xié)作學習和會話交流，媒體給學生提供一種開放的、探索式的學習環(huán)境，提高課堂教學效率。小組發(fā)言人利用大屏幕實物投影儀將本組的探究方案和實驗數(shù)據(jù)清晰展現(xiàn)，在全班同學面前進行分析論證，充分發(fā)揮學生主動性，遵循以學生為中心的學習理論，學生借助教師的幫助最終實現(xiàn)知識的意義建構，達成教學目標，保證了教學效果。 【形成性評價】 為了引導教學正確、完善地進行，在教學過程中設計對學生學習結果和教師教學效果采取形成性評價，以便為教學提供頻繁的反饋信息，依據(jù)反饋信息按照需要采取適當?shù)男抻喆胧┱{整教學。例如，教學過程中發(fā)現(xiàn)學生對R=U/I理解不正確，近一半學生得出R與U成正比例的錯誤結論。教師依據(jù)此信息反饋，馬上采取補救措施，首先指出電阻是導體本身的性質，與兩端所加電壓無關，然后強調歐姆定律中各物理量間關系的物理意義。發(fā)現(xiàn)實驗中部分學生對“控制變量” 思想沒有理解，導致錯誤的實驗操作和結論出現(xiàn)，教學過程中都會伴有針對性訓練。 1、某同學在探究“電流與電壓、電阻的關系”時，根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)畫出了如下圖所示的圖象，下列結論與圖象相符的是（ ） A、電阻一定時，電流隨著電壓的增大而增大； B、電阻一定時，電壓隨著電流的增大而增大； C、電壓一定時，電流隨著電阻的增大而減?。? D、電壓一定時，電阻隨著電流的增大而減小； 次數(shù) R1（Ω） I1（A） 1 2 0．40 2 4 0．32 3 8 0．25 2、某同學按照如圖電路研究通過導體的電流跟導體電阻的關系，電源電壓保持不變，他不斷改變電阻箱R的阻值，測得相應的電流如下表數(shù)據(jù)，分析表中數(shù)據(jù)可知：電流與電阻_______反比（填“成”或“不成”），這與歐姆定律_______（填“相符”或“不相符”），其原因是______________。 附錄：教學流程圖 開始 教師提問，回顧舊知識，引入本節(jié)相關知識點—電流、電壓、電阻；導入課程 學生逐個思考教師提出的問題并試著回答，對其中不能獨立回答的問題可以在小組內討論。 引導學生思考探究猜想面臨的問題 Ppt視頻播放 在教師啟發(fā)引導下，學生提出利用實驗檢驗猜想真?zhèn)蔚耐緩健? 引導學生設計實驗方案 Ppt輔助引導 教師公布參考實驗圖，指導學生進行實驗 Ppt輔助引導 學生進行實驗 指導學生所得數(shù)據(jù)及實驗方式的問題 學生分析論證實驗過程及所得數(shù)據(jù) 教師引導學生先根據(jù)已有知識和經驗推測電流與電壓、電阻的定性關系，再鼓勵他們大膽猜想電流與電壓、電阻的定量關系。 學生以小組為單位展開交流討論，每人陳述自己的猜想及理由。 學生提出實驗設計方案，并討論可行性，由教師修改指導 得出結論 本章小結 反饋練習 顏色說明： 教學內容與教師活動 學生活動 媒體運用 實驗 結論 練習