全電路的歐姆定律的教學(xué)設(shè)計(jì)

1、建構(gòu)物理知識，發(fā)展探究能力 閉合電路的歐姆定律一節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)西安市西光中學(xué) 陳艷 一 教材依據(jù)人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教材物理選修3-1第二章恒定電流中第七節(jié)閉合電路的歐姆定律。 二 設(shè)計(jì)思路1 指導(dǎo)思想及設(shè)計(jì)理念：閉合電路的歐姆定律是選修3-1第二章恒定電流的重點(diǎn)知識.本章的各部分知識間有緊密的內(nèi)在聯(lián)系,知識線索清晰.為了利于學(xué)生理解閉合電路的歐姆定律教材先介紹了電源電動(dòng)勢的有關(guān)知識,接著討論了不含電源的部分電路問題,包括部分電路的歐姆定律,串并聯(lián)電路,焦耳定律.為理解閉合電路的歐姆定律鋪墊好了思維線索.因此非常適合以“建構(gòu)物理知識”為指導(dǎo)，應(yīng)用探究的手段促使學(xué)生“在一個(gè)完整、真實(shí)的問題背

2、景中，產(chǎn)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)需要，實(shí)現(xiàn)自主完成建構(gòu)物理知識的過程，達(dá)到應(yīng)用相關(guān)的知識經(jīng)驗(yàn)和探究方法，通過積極的高水平的思維活動(dòng)，使新知識在原有經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上“生長”起來?！睘榱耸归]合電路的歐姆定律的教學(xué)能有效地發(fā)展學(xué)生探究能力，實(shí)現(xiàn)物理知識的建構(gòu)，筆者在這一節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)中嘗試以建構(gòu)主義教學(xué)觀為指導(dǎo)，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情境幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)新學(xué)習(xí)的必要，合理安排教學(xué)材料，用學(xué)生已掌握的知識情境搭建助其知識生長的“腳手架”，為學(xué)生進(jìn)一步探究提供一定的支撐，使學(xué)生的探究逐步深入。鼓勵(lì)學(xué)生的親自實(shí)踐，鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)的自我生成。.鼓勵(lì)合作學(xué)習(xí)通過討論以形成更為高級的理解。使學(xué)業(yè)不理想的學(xué)生也能做出自己的貢獻(xiàn)，從而獲得同伴的尊敬。

3、 2 教材分析 = 1 * GB2 教材地位：本課教材內(nèi)容達(dá)成了本章的結(jié)果性目標(biāo),是恒定電流這一章的重點(diǎn)知識,圍繞這個(gè)中心知識點(diǎn)將展開對閉合電路的歐姆定律的具體應(yīng)用.是實(shí)現(xiàn)體驗(yàn)性目標(biāo)的基礎(chǔ)保證. = 2 * GB2 教材思路：相同時(shí)間內(nèi)非靜電力做的功等于內(nèi)外電路中能量的消耗.強(qiáng)調(diào)了做功與能量的關(guān)系問題.優(yōu)點(diǎn):很好的體現(xiàn)了功和能的概念的重要性,通過功能關(guān)系進(jìn)行的推理在邏輯上更加嚴(yán)密,利于培養(yǎng)學(xué)生將已有知識和方法加工生成新知識的學(xué)習(xí)能力.不足;由于知識限制學(xué)生只能計(jì)算電阻消耗的熱能，還不會(huì)計(jì)算非純電阻元件所消耗的能量,故問題情境只能設(shè)置為純電阻電路,導(dǎo)致由此進(jìn)行的邏輯推理所得的結(jié)果只能適用于純電阻

4、電路,不具備一般性.雖然教材也強(qiáng)調(diào)了閉合電路歐姆定律的標(biāo)不同表達(dá)，但先入為主，學(xué)生易忽視閉合電路歐姆定律的一般性表達(dá)。 3 學(xué)情分析 = 1 * GB2 學(xué)生能夠根據(jù)電路原理圖連接電路，會(huì)利用電壓表和電流表測量電壓和電流，具備基本的實(shí)驗(yàn)操作能力，可以通過實(shí)驗(yàn)觀察到路端電壓與電流的關(guān)系，能夠產(chǎn)生新舊知識的碰撞，激發(fā)探究熱情。 = 2 * GB2 學(xué)生具備串并聯(lián)電路 電勢，電動(dòng)勢功能關(guān)系，能量守恒焦耳定律的知識，有能力按照邏輯線索組織知識進(jìn)行推理，得到結(jié)論。 = 3 * GB2 學(xué)生的思維水平限制了獨(dú)立梳理邏輯線索的能力，但具備在教師引導(dǎo)下，通過討論明確邏輯線索的能力。學(xué)會(huì)如何進(jìn)行有效思維將使學(xué)生

5、的認(rèn)知和思維上升一個(gè)臺階。 = 4 * GB2 學(xué)生對部分電路歐姆定律非常熟悉，易產(chǎn)生先入為主地定勢思維干擾對閉合電路的歐姆定律的應(yīng)用，應(yīng)加強(qiáng)對相關(guān)現(xiàn)象的體驗(yàn)，設(shè)置沖突性問題幫助學(xué)生克服定勢思維的干擾。 三 教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)1知識與技能： = 1 * GB2 理解內(nèi)外電路的電勢降落 = 2 * GB2 理解閉合電路的歐姆定律 = 3 * GB2 能夠運(yùn)用閉合電路的歐姆定律分析路端電壓與負(fù)載的關(guān)系 = 4 * GB2 能夠運(yùn)用閉合電路的歐姆定律進(jìn)行相關(guān)的電路分析和計(jì)算2過程與方法： = 1 * GB2 經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)感知的過程使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)研究的方法，激發(fā)探究興趣。 = 2 * GB2 經(jīng)歷閉合電路的歐姆

6、定律的理論推導(dǎo)過程。體驗(yàn)?zāi)芰哭D(zhuǎn)化和守恒定律在電路中的具體應(yīng)用，理解內(nèi)外電路的能量轉(zhuǎn)化。 = 3 * GB2 經(jīng)歷運(yùn)用閉合電路的歐姆定律分析路端電壓與負(fù)載的關(guān)系過程，相關(guān)的電路分析和計(jì)算過程，提高應(yīng)用物理知識分析結(jié)決實(shí)際問題的能力。3情感、態(tài)度與價(jià)值觀： = 1 * GB3 通過演示實(shí)驗(yàn)和探究實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生求知欲和學(xué)習(xí)興趣，享受成功的樂趣，體會(huì)物理學(xué)研究的科學(xué)性。 = 2 * GB3 通過分析路端電壓與電流（外電阻）的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，感受物理之美。 = 3 * GB3 通過學(xué)生之間的討論、交流與協(xié)作探究，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神。 = 4 * GB3 感知物理源自生活，鍛煉學(xué)生分析實(shí)際問題

7、的能力，強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐意識。4 現(xiàn)代教學(xué)手段：使用多媒體輔教系統(tǒng)適時(shí)展示問題情境，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)新學(xué)習(xí)的必要；為學(xué)生進(jìn)一步探究提供一定的支撐，使學(xué)生的探究逐步深入。 四 教學(xué)重點(diǎn)：理解電路中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，推導(dǎo)閉合電路的歐姆定律，掌握不同表達(dá)式的應(yīng)用。五 教學(xué)難點(diǎn)：應(yīng)用閉合電路的歐姆定律分析路端電壓與負(fù)載的關(guān)系。 六 教學(xué)準(zhǔn)備現(xiàn)象分析非靜電力做功的功能關(guān)系和靜電力做功的功能關(guān)系及能量轉(zhuǎn)化E=U外+U內(nèi)1 U開=E2短路電流等于E/r 應(yīng)用目標(biāo)引領(lǐng)主體思維探究達(dá)成目標(biāo)教師進(jìn)行目標(biāo)指引，（幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)新學(xué)習(xí)的必要，幫助學(xué)生用邏輯思維的線聯(lián)系各個(gè)知識的點(diǎn)）學(xué)生進(jìn)行主體思維（動(dòng)員舊知識，進(jìn)行感知體驗(yàn)，猜

8、想，推理等）這兩條線索并行，使學(xué)生發(fā)散的思維在目標(biāo)指引中輻合，讓探究過程成為依據(jù)已有知識生成新知識的過程，成為提高邏輯思維能力，熟練數(shù)理方法，建構(gòu)知識網(wǎng)絡(luò)的過程。 2、教學(xué)素材設(shè)計(jì)圖1 = 1 * GB2 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備圖1演示實(shí)驗(yàn):電路圖1器材：演示用電壓表，電流表，滑動(dòng)變阻器，電鍵，干電池，導(dǎo)線學(xué)生實(shí)驗(yàn)：電路圖2器材：電壓表，電流表，滑動(dòng)變阻器，電鍵，干電池，導(dǎo)線圖2 = 2 * GB2 已有知識的準(zhǔn)備分為思路準(zhǔn)備和知識點(diǎn)準(zhǔn)備圖2 = 1 * GB3 探究思路:能量轉(zhuǎn)化和守恒觀點(diǎn)：電源將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，電路中電能通過各個(gè)元件轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。能量轉(zhuǎn)化過程中的功能關(guān)系：通過非靜電力做功將化學(xué)

9、能轉(zhuǎn)化為電能，非靜電力做功的值等于化學(xué)能轉(zhuǎn)化為的電能；通過靜電力做功將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，靜電力做功的值等于轉(zhuǎn)化為其他形式能的電能。 = 2 * GB3 知識準(zhǔn)備: 電動(dòng)勢的物理意義；電壓的物理意義；功能關(guān)系；能量轉(zhuǎn)化和守恒。 七 教學(xué)環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)一：情景導(dǎo)學(xué)演示: 路端電壓與電流關(guān)系的演示實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)觀察：1 電流表的讀數(shù)變化 2 電壓表的讀數(shù)變化學(xué)生回應(yīng)：電流變小，電壓變大。（與定勢思維電流變小電壓變小發(fā)生沖突，激發(fā)探究興趣）鼓勵(lì)學(xué)生自主質(zhì)疑：由于學(xué)生對部分電路的歐姆定律非常熟悉，會(huì)產(chǎn)生疑惑：應(yīng)該是電阻上電流變小電壓變小，可為什么實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象卻是電流變小，電壓變大呢？鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)：對確定的電阻應(yīng)該

10、是電阻上電流變小電壓變小，而實(shí)驗(yàn)中的電路電阻發(fā)生了變化。導(dǎo)入新課：為什么在閉合電路中電阻變化若引起電流變小，電路的電壓反而變大呢？我們今天要探究的內(nèi)容，閉合電路的歐姆定律就能夠?yàn)槲覀兘忉屒宄?。自主探究的情境設(shè)置和知識準(zhǔn)備： 1知識準(zhǔn)備rERK內(nèi)電路外電路 = 1 * GB2 rERK內(nèi)電路外電路外電路:電源外部的用電器和導(dǎo)線構(gòu)成外電路.內(nèi)電路:電源內(nèi)部是內(nèi)電路.電源有內(nèi)阻，即內(nèi)電路上有電阻。 = 2 * GB2 電源電動(dòng)勢的物理意義?在電源內(nèi)部非靜電力把單位正電荷從電源的負(fù)極移到正極所做的功。 = 3 * GB2 兩點(diǎn)間電壓的物理意義?靜電力把單位正電荷從一點(diǎn)移到另一點(diǎn)所做的功。 = 4 *

11、GB2 如何計(jì)算電路中電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能？電環(huán)節(jié)二：自主探究探究1 電動(dòng)勢是電壓嗎？探究2 電動(dòng)勢和電壓這兩個(gè)物理量間有什么共同點(diǎn)？探究3 電路中的能量轉(zhuǎn)化及其對應(yīng)的功能關(guān)系如何？非靜電力做功非靜電力做功非電電流做功內(nèi)電路的熱能外電路的各種能量化學(xué)能電能指明：電路消耗多少能量，電源就提供多少能量結(jié)論：非靜電力做功=電流對所有元件做功之和探究4 電路中電流流經(jīng)外電路和內(nèi)電路的電阻，在整個(gè)電路中電流做功如何表示？外探究5 電源電動(dòng)勢的與外電路的電壓之間存在什么關(guān)系呢？外可以寫為外外內(nèi) 得到閉合電路的歐姆定律的表達(dá)式。圖2環(huán)節(jié)三：精講釋疑圖2釋疑1 外電路的電阻越大，路端電壓也越大提出問題：閉合

12、電路中的路端電壓隨負(fù)載變化實(shí)驗(yàn)釋疑：學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和觀察。按電路圖2連接電路；改變電阻值觀察電壓表的讀數(shù)變化情況。得出結(jié)論：外電路的電阻越大，路端電壓也越大，斷路時(shí)路端電壓最大，電壓值等于電源電動(dòng)勢的值。理論推理釋疑：由閉合電路歐姆定律得外可知外電路的電阻越大，路端電壓也越大，斷路時(shí)路端電壓等于電源電動(dòng)勢。與初中的知識聯(lián)系：因?yàn)殚_路電壓值等于電源電動(dòng)勢的值，所以可利用電壓表測電路的開路電壓，由此測量電源電動(dòng)勢的值，這就是初中的處理方法。為后面的繼續(xù)深入學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備：電壓表實(shí)質(zhì)上是一個(gè)電阻，雖然阻值較大，但并不是無窮大，這樣測得的開路電壓與電源電動(dòng)勢的值是有差別的，只能算是粗略測量，如何更準(zhǔn)

13、確的測定電源電動(dòng)勢的值？在今后的學(xué)習(xí)中我們將進(jìn)行進(jìn)一步的探究。釋疑2 閉合電路歐的干路電流越小，路端電壓越大，開路電壓等于電源電動(dòng)勢。提出問題：閉合電路中的路端電壓與干路電流的關(guān)系是不是與部分電路歐姆定律的結(jié)論電流越大電壓越大一樣呢？實(shí)驗(yàn)釋疑：學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和觀察。改變電阻值觀察電壓表的讀數(shù)變化情況和電流表的讀數(shù)變化情況。得出結(jié)論：電路中電流越小，路端電壓越大；電路中電流越大，路端電壓越小。與熟悉的部分電路歐姆定律結(jié)論不同。理論推理釋疑：由閉合電路歐姆定律得外可知電路的干路電流越小，路端電壓越大，若干路電流為零即斷路時(shí)路端電壓等于電源電動(dòng)勢。釋疑3 短路電流短。決不允許將電源的正負(fù)極直接

14、短接。提出問題：閉合電路中外電路若沒有負(fù)載（即外電路電阻為零）也叫短路時(shí)電路中的電流會(huì)是多少？將會(huì)引起什么后果？如，干電池的電動(dòng)勢為1.5V，內(nèi)電阻約為1。理論推理釋疑：由閉合電路歐姆定律可知： 短路電流短。對干電池：短=1.5A。進(jìn)而討論鉛蓄電池的短路電流更大。是電源發(fā)熱，甚至引發(fā)火災(zāi)，爆炸。決不允許將電源的正負(fù)極直接短接。環(huán)節(jié)四：盤點(diǎn)提升知識盤點(diǎn)1 閉合電路的歐姆定律外內(nèi)；外。對純電阻電路還可以寫為，。2外電路的電阻越大，路端電壓也越大；電路中電流越小，路端電壓越大；開路電壓等于電源電動(dòng)勢；短路電流短?；緦?shí)驗(yàn)技能盤點(diǎn): 按電路圖進(jìn)行實(shí)物連線時(shí)注意電流表和電壓表的量程和正負(fù)極；電鍵處于斷開

15、狀態(tài)；滑動(dòng)變阻器的滑片放在接入電阻最大的一端。能力提升 ：圖31 應(yīng)用能力提升圖3例題：在圖3中。當(dāng)開關(guān)處于位置1時(shí)，電流表的讀數(shù)；當(dāng)開關(guān)處于位置2時(shí)，電流表的讀數(shù).求電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻。解：得代值求得2 解決問題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力提升：上面例題為我們提供了一種測量電源的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r的方法，提問： = 1 * GB3 此方法需要哪些器材？ = 2 * GB3 以上材料中，若沒有兩個(gè)定值電阻，給你一個(gè)電阻箱，能否順利地完成實(shí)驗(yàn)？ = 3 * GB3 以上材料中，若無電流表但給你一個(gè)電壓表能否測量電源的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r？ 簡述方法。 八 布置作業(yè) = 1 * GB2 思考與討論：設(shè)電源的電動(dòng)勢，

16、內(nèi)阻。請根據(jù)路端電壓與電流的關(guān)系式，以為縱坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)，作出與關(guān)系的函數(shù)圖象，并討論以下問題。 = 1 * GB3 外電路斷開的狀態(tài)對應(yīng)于圖中哪個(gè)點(diǎn)？這時(shí)路端電壓與電動(dòng)勢有什么關(guān)系？ = 2 * GB3 電動(dòng)勢的大小對圖象有什么影響？ = 3 * GB3 電源短路的狀態(tài)對應(yīng)于圖中哪一個(gè)點(diǎn)？這時(shí)的電流的大小是多少？ = 4 * GB3 圖象能不能反映的大小？ = 2 * GB2 完成課后習(xí)題2，3，4題 = 3 * GB2 復(fù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容，預(yù)習(xí)多用電表的原理。 九 教學(xué)反思：本課設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)新舊知識、經(jīng)驗(yàn)之間的對接、整合，實(shí)現(xiàn)有效新知生成，達(dá)到認(rèn)知的進(jìn)步與發(fā)展。特別強(qiáng)調(diào)了創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)新學(xué)

17、習(xí)的必要，不僅激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的探究愿望，還為探究提供經(jīng)驗(yàn)支持,助其確定探究方案.為完成本課進(jìn)行抽象的理論探究建設(shè)了“腳手架”，學(xué)生的自主探究更加順利。在實(shí)驗(yàn)探究部分給學(xué)生留下了繼續(xù)完善實(shí)驗(yàn)探究的余地，有利于發(fā)展學(xué)生探究能力。本課通過flash動(dòng)畫手段將電路中電勢的變化直觀比喻為“滑梯”過程，助學(xué)生迅速理解電源，電路中電勢漲落的關(guān)系。通過演示實(shí)驗(yàn)激起與定勢思維矛盾的問題，使學(xué)生的探究積極主動(dòng)，目標(biāo)明確。通過學(xué)生的探索實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生積累經(jīng)驗(yàn)，并勇于進(jìn)行理論探究。通過盤點(diǎn)知識技能，引導(dǎo)學(xué)生在不同條件下設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究方案，實(shí)現(xiàn)能力的提升。課堂上仍有部分小組通過討論難以完成理論推導(dǎo)，通過調(diào)查，發(fā)現(xiàn)主要原因有1小組內(nèi)沒有能夠組織討論的學(xué)生，且整個(gè)小組成員的學(xué)習(xí)能力均較差，無法形成互幫共進(jìn)的探究環(huán)境。2討論過程隨意性大，一個(gè)無關(guān)干擾因素即可打亂本該有序緊張的討論。3不注重基本知識的內(nèi)涵，不借助已有知識的支撐，不接受思維線索的引導(dǎo)，仍然停留在想當(dāng)然的狀態(tài)。4不注重過程，只想得到結(jié)論，覺得只要知道結(jié)論就行，中間過程無用。對教學(xué)的