第七章《歐姆定律》教學設計.doc

第七章 歐姆定律單元教學設計【教材分析】歐姆定律獨立成章，是初中電學知識的基礎和重點，處于電學的核心位置。本章知識不僅是前面學過的電路、電流、電壓及電阻等知識的匯聚與升華，而且為學習后面幾章的電能、電功率、電磁轉換奠定基礎，同時也為進入高中學習閉合電路歐姆定律、電磁感應定律、交流電等內(nèi)容作鋪墊。通過本章的學習將會使學生加深對電學基本的概念和規(guī)律的理解，綜合運用知識解決問題的能力也會得到大幅提高，使用電流表、電壓表和滑動變阻器等實驗器材進行探究實驗的技能得到進一步的發(fā)展，能更好的理解和運用控制變量這個重要的研究方法。本章編寫思路體現(xiàn)了物理規(guī)律探究的一般流程，按照實驗探究總結結論應用結論解決實際問題的順序展開。本章在內(nèi)容組織上，始終將“過程與方法”作為重要的培養(yǎng)目標之一。學生在本章學習中將會經(jīng)歷多方面的動手實驗操作，讓學生體會做中學，學中做，動手和動腦相結合，較全面的感受科學探究過程中的若干要素，如猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集數(shù)據(jù)、分析與論證、評估等。本章教學內(nèi)容以歐姆定律為線索，從歐姆定律的探究開始，到歐姆定律在實際中的應用結束，教材始終站在培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)的角度安排教學內(nèi)容。第一節(jié)“探究電阻上的電流跟兩端電壓的關系”，讓學生通過經(jīng)歷基本的科學探究過程來學習和體會科學探究的方法，提高科學探究的能力，同時提高學生熟練運用電流表、電壓表和滑動變阻器等實驗器材的能力。文中關于只探究電阻上的電流與電壓的關系的設計，一是進一步讓學生體會控制變量法，二是避免出現(xiàn)兩個不同的探究實驗，即：電阻一定，探究電流與電壓的關系和電壓一定，探究電流與電阻的關系，而是把關于后者的探究轉化成僅僅是對數(shù)據(jù)的比較和分析上，從而降低了探究的難度。第二節(jié)“歐姆定律及其應用”，是在學生探究成果的基礎上總結得出歐姆定律，對“人體電流”和串、并聯(lián)電阻的定性分析則加深了學生對歐姆定律的理解和運用。對于串聯(lián)電路電阻的特點和并聯(lián)電路電阻的特點，教材沒有給出串、并聯(lián)電阻的公式，但是在以后的學習中卻會經(jīng)常用到，教師還是要補充的。第三節(jié)“測量小燈泡的電阻”，不僅讓學生獲得了一種測量電阻的方法，而且加強了學生熟練運用電流表、電壓表和滑動變阻器等實驗器材的能力，并使學生體驗了歐姆定律在解決問題中的實際應用，是前面所學知識和能力的系統(tǒng)升華。第四節(jié)“歐姆定律和安全用電”，再次運用歐姆定律，從電壓高低、電阻大小對電流的影響來討論安全用電，用所學的知識解釋身邊的實際問題和自然現(xiàn)象，提高了學生學以致用的能力，體現(xiàn)了從物理走向生活，從生活走向物理的科學思想?！緦W情分析】經(jīng)歷了電路、電流、電壓和電阻的學習過程，學生有了一定的電學知識基礎，對電學產(chǎn)生了濃厚的興趣，多數(shù)學生能根據(jù)要求畫出電路圖，并能正確連接電路元件，正確使用電流表、電壓表和滑動變阻器，對于控制變量的研究方法也有所了解。學生有較強的好奇心和求知欲，渴望自己動手進行科學探究，體驗成功的樂趣，他們的思維方式逐步由形象思維向抽象思維過渡。學生對電路規(guī)律的認識經(jīng)過了從定性到定量，解決問題的方式也從粗放型變?yōu)榫_型，思維也實現(xiàn)了從感性認識到理性認識的飛躍，學生的分析推理能力、探究和創(chuàng)造能力得到了逐步提高。使學生能在經(jīng)歷完整探究歷程的基礎上欣賞自己創(chuàng)造性的成果，可以充分激發(fā)學生潛在的創(chuàng)造能力。學生的邏輯思維能力，分析歸納計算能力，動手操作能力，設計實驗，處理實驗過程中出現(xiàn)的故障，這些都需要教師在教學過程中引起重視。學生通過學習意識到電流與電壓、電阻有關。但學生對它們之間的關系還只是一些模糊認識，比如電壓越大，電流越大；電阻越大，電流越小等。而本章就要把這三個物理量聯(lián)系起來，學習內(nèi)容綜合性加強了，深度加大了，因此學生接受會有一定的困難。所以做好第一節(jié)的實驗，幫學生透徹理解和應用歐姆定律是本章的教學重點。另外還要通過習題訓練提高學生畫電路圖、連實物圖、分析兩圖的能力，同時更加注重對歐姆定律的應用，為下一步學習電能、電功率等知識打好基礎?！窘虒W目標】1、知識與技能：（1）通過實驗，探究電流、電壓和電阻三者之間的關系。（2）具有熟練使用電壓表和電流表的能力，理解U-I關系圖象。（3）理解歐姆定律、并能利用歐姆定律進行簡單的計算。（4）能根據(jù)歐姆定律以及電路的特點導出串、并聯(lián)電路中的電阻關系。（5）通過實驗測量小燈泡的電阻，學習一種測量電阻的方法，畫出電阻隨電壓變化的圖線，了解燈絲的電阻特性。（6）會根據(jù)歐姆定律，了解生活中安全用電的道理，樹立安全用電意識。2、過程與方法（1）通過科學探究實驗過程的體驗，學習擬訂簡單的科學探究計劃和實驗方案,領悟科學研究的方法。（2）通過探究鍛煉書面或口頭表達自已觀點的能力，體會使用”控制變量”研究物理問題的方法。3、情感態(tài)度與價值觀通過本章的學習,理解和會使用歐姆定律分析和解決問題.初步養(yǎng)成實事求是，尊重自然規(guī)律的科學態(tài)度，愿意探究的精神，與他人協(xié)作的意識，勇于創(chuàng)新的精神?！窘虒W重點】1.學生自主設計實驗，自己實驗操作探究出電流、電壓、電阻之間的關系。 2.加深和體驗用圖象來處理一些物理問題的方法。 3.理解歐姆定律，應用歐姆定律進行簡單計算。4.測量小燈泡工作時的電阻，知道電阻的變化規(guī)律。5.用歐姆定律的知識理解安全用電的道理?！窘虒W難點】1.學生設計操作實驗的過程，實驗數(shù)據(jù)的分析和結論的得出。2.綜合理解運用歐姆定律及串、并聯(lián)電路中電流、電壓的關系進行簡單計算?！疽族e點】1.對多次測量數(shù)據(jù)的目的不明確。2.連接電路中易出現(xiàn)一些操作錯誤。3.歐姆定律公式應用中的同一性和同時性的理解。4.電路的串、并聯(lián)和電表作用的判斷。5.串、并聯(lián)電路的電流規(guī)律、電壓規(guī)律、電阻規(guī)律和歐姆定律的綜合應用?！窘虒W策略】1、在探究電阻上的電流跟兩端電壓的關系實驗中，我們教師都是利用滑動變阻器改變電路中的電流及電阻兩端的電壓，實驗探究的電路圖如圖所示。但是這是一種認知程序上的越位和錯位。因為如圖電路，實際上是串聯(lián)電路，歐姆定律還未建立，串聯(lián)電路總電阻還沒有得出，為什么移動滑片P,改變R，就能改變總電阻?？傠娮枳兞耍湍芨淖冸娐分械碾娏?，這不是越位了嗎？這是一。還有在研究電流和電壓的關系時，實際上都要靠移動滑片P來改變R的阻值，給學生的錯覺是研究的是電流和滑動變阻器R關系了，這是錯位。因果關系上也發(fā)生了顛倒。關于電壓和電流的關系，電壓變化是因，電流變化是果。從數(shù)學角度說，電壓是自變量，電流是應變量。但是本實驗的物理量的因果關系正好相反。在通過調(diào)節(jié)滑片P，改變電路中的電流，達到改變電阻R兩端的電壓。學生定位在是電流促使電阻兩端的電壓變化或保持不變。所以教材上并沒有涉及到利用滑動變阻器改變電路中的電流及電阻兩端的電壓，二是提供了兩種方案：一是用改變電池的個數(shù)，代替設置滑動變阻器來調(diào)節(jié)電壓。而是用學生電源做實驗，便于調(diào)節(jié)電壓。2、在探究電阻上的電流跟兩端電壓的關系和測量小燈泡的電阻兩個實驗中都需要多次測量實驗數(shù)據(jù)，此目的是為了尋找規(guī)律性的結論，而非是多次測量取平均值來減小誤差。特別注意測量小燈泡的電阻實驗的目的是得出電阻阻值與溫度的變化規(guī)律。另外在畫UI關系圖象時，并不是簡單的點點畫線，需要首先描點并觀察所描點的大體趨勢，然后再畫線。3、歐姆定律中電流、電壓、電阻三者之間的關系的巧喻。在歐姆定律的應用中，電流、電壓、電阻要求一一對應，并要明白三者之間的關系。在這三者中，電阻是個不變量，當加在兩端的電壓改變時，電流會跟著改變，電阻一般認為是不變的。于是，可以把電阻比喻為“老爺”，電壓比喻為“太太”，那么電流就是“少爺”了。例題：“一個10的導體，當兩端的電壓是2V時，通過它的電流是 ，當該導體兩端的電壓變?yōu)?0V時，通過該導體的電流是 A，此時它的電阻是 ”。于是講題時就這樣介紹：“老爺一個10的導體，娶了個大太太加了2V的電壓，生了個大少爺產(chǎn)生的電流是0.2A,當老爺又娶了個二太太導體加10V的電壓后，會生個二少爺電流會變?yōu)?A”。聽完講解，學生們在課堂上笑翻了，同時對電流、電壓、電阻三者之間的關系也熟記于心了。4、對于R=U/I，此公式只是一個計算式，不存在任何物理意義，不能誤認為導體的電阻跟導體兩端的電壓成正比，跟通過導體的電流成反比。導體的電阻是導體本身的一種屬性，它的大小只與導體的材料、導體的長度及橫截面積有關，而與通過導體的電流和導體兩端的電壓無關，我們通過測定導體兩端電壓的大小和通過導體電流的大小，可以對導體電阻的大小進行測量。但電阻卻是客觀存在的，就如同我們用一把尺子可以對書本的長度進行測量，但若沒有尺子，書本照樣是客觀存在的一樣。U=IR、R=U/I都不是歐姆定律的基本公式，它只是告訴我們?nèi)绾沃烙嬎汶妷捍笮?、電阻大小的一種方法。5、演示短路：這個實驗有一定危險性，教師常用所學的知識解釋一下，一般不做。其實該實驗可以改進：用錫箔紙代替保險絲，將電源電壓降為3V，短路時可看到錫箔紙燃燒，效果很好。6、電路的分析方法和要求。電路分析尤其是復雜些的電路分析對于部分學生來說比較困難，主要原因是學生不知道分析電路的方法和分析電路所要達到的要求。先說分析電路的要求：一是要分析出電路是串聯(lián)還是并聯(lián)；二是要知道電流表和電壓表的作用。再說分析電路的方法，常用的方法是電流走向法。需要說明的是，電路中的電壓表電阻很大，通過它的電流很小，幾乎為零，相當于“斷路”，所以在分析電路的串、并聯(lián)時，把它“去掉”即可。按照電流走向法，看電流從電源正極到負極有幾條路徑，若只有一條就是串聯(lián)，兩條或兩條以上就是并聯(lián)。搞清了電流的走向，電流表和電壓表的作用判斷就容易多了。電流表若在干路上（串聯(lián)電路容易判斷，不再詳述）,就測量總電流；若在支路上，就測量該支路上的元件中的電流。而電壓表和哪個元件并聯(lián)，就測量該元件的電壓。如下例題。例：如圖1，閉合開關S，當滑動變阻器的滑片P向右滑動時，電流表的示數(shù)將_，電壓表的示數(shù)將 。（選填 “變小”、“不變”或“變大”）圖1精析先要識別電路，如果審題不仔細，會認為R1、R2串聯(lián)按照電流走向法可判斷出R1、R2是并聯(lián)電路，電流表測的是R1的電流，電壓表測的是R1兩端的電壓，同時也是R2兩端的電壓，還是電源電壓，其示數(shù)不變。畫出等效電路如圖2。圖2當滑片P向右移動時，流過R1的電流為I1，U不變，R1不變，I1不變也可以根據(jù)并聯(lián)電路的特點，各