2023年探究电阻上的电流跟两端电压的关系.docx

关于人教版八年级下册第七章第一节 探究电阻上的电流跟两端电压的关系教学设计方案 重庆红光中学物理教研组 一、教学资源分析： 1、课标分析： 该节内容所属单元，是电学研究中最关键的单元之一，通过本单元的学习，能够让学生熟练分析电路的相关问题。在教材中，学生先通过前面所学习的根本的电学量，再进行探究，进一步掌握有关的电学规律，符合学生的认知规律。而且，该节内容是课标一级主题能量中二级主题电与磁局部的内容，该内容是在学生头脑中已有三个根本电学量知识的根底上，进一步探究三者之间的内在必然联系，从而导出电路的根本定律——欧姆定律，在教材中起着承上启下的作用。同时，通过探究，让学生体验科学探究的乐趣、感悟科学探究的过程和方法；并在学习物理知识与技能的同时，领悟科学家实事求是的探究精神和研究思想。探究式课堂教学是以探究为根本特征的一种教学活动形式，其目的是使班级教学焕发出生机，打破传统教学束缚学生手脚的做法，遵循现代教育以人为本的观念给学生开展以最大的空间，重点培养学生的创新精神和实践能力。 2、学情分析： 八年级学生年龄正处于13——14岁之间，有一定的探究能力，但仍需要教师的引领和指导。本节内容，是将在前面学习中学生头脑中已有的、但是别离的电流、电压、电阻的知识，利用维果茨基的“最近开展区〞原理，通过科学的探究，将三者有机地结合在一起，并形成规律。故此，设计者根据皮亚杰的“认识——开展〞理论，在学生头脑中已有的知识根底上，引导学生产生新的疑问，激起新、旧知识的矛盾，使学生头脑中的新、旧知识发生冲突，从而激发学生尚未成熟的心理机能，引起探究的兴趣。同时，在教师有效的指导下，进行科学探究，使之在旧知识结构之上，对其新知识进行同化并顺应，建构新的知识结构，使学生的综合实践能力得以提高。 3、教学流程设计： 4、教学目标：〔课标要求〕 ① 知识与技能目标: a会根据原有的知识提出新的问题 b通过探究,理解电路上电流、电压、电阻三者之间的内在必然联系 ② 过程与方法目标: a通过探究,引导学生如何根据实验数据进行信息处理,归纳出物理规律 b掌握研究物理的科学思想和方法 c学会对物理实验进行评估、反思 d能设计探究性实验方案，能正确使用实验仪器 ③ 情感、态度、价值观目标： a对物理研究的科学态度 b学会合作和交流 c学习研究问题的科学精神、实事求是的原那么 d对实验现象的正确认识和评价 二、教学过程设计： 1、设计思想： ① 以智能目标为核心，让学生主动开展 ② 以认知目标为主线，分层进行实施探究 ③ 以情感目标为动力，全面进行渗透 2、教学过程： 1、导入： 师:同学们,这是一个简单电路,当开关闭合，电流通过小灯泡，小灯泡发光后,请思考可采取哪些方法使灯变得更亮，或变得更暗 学生分析，因为电压是形成电流的原因，电阻是导体对电流的阻碍作用，所以让灯泡变亮的方法可归纳为增大电压和减小电阻，让灯泡变暗的方法可归纳为减小电压和增大电阻。 注：学生可能还有更多的方法，通过教师的引导，各种方法都可归纳为改变了电路的电压或者电阻。 时间安排：7min 理由：此环节是本节教学过程的前提。兴趣是最好的老师，学生利用所学的知识进行再应用，从而引发下面的矛盾，激起研究的欲望。 2、师问:如果电路的电压和电阻同时增加或者减少，那么，灯泡的亮度又会怎么样变化呢？〔激发学生新、旧知识的矛盾〕。要解决这个问题，我们还需要知道哪些知识呢？ 经过思考，学生可以答复出，需要知道电压和电阻的大小和电流、电压、电阻三者之间的定性和定量关系。 3、师：今天，我们就来尝试探究电流、电压、电阻关系。首先请同学们设计好你的实验方案，然后，我们大家对方案进行评价。 学生： 用展示台依次展示学生设计，请设计者讲解设计思路，并由全班同学评论。 设计一：学生可以根据研究影响电阻大小因素的实验知道，当我们要研究三个以上物理量之间关系时，可以采用控制变量法。因此，可以分两步研究： 首先研究电流与电压的关系，此时须控制电阻不变，实验时滑动变阻器R2电阻保持不变，调节R1，使电压变化，同时观察和记录电压、电流值。教师可提醒学生，为了便于比拟，电压最好成整数倍变化。 其次在研究电流与电阻的关系时，须控制电压不变，改变R2，调节R1，使R2的电压保持不变。 教师引导学生分析设计一的优劣，可以探究电流与电压的关系，但由于R2的电阻无法确知，所以无法得出电流与电阻的具体数量关系。因此，此方案有一定的局限性。 设计二：电路简单，研究电流与电压的关系时，只有一个电阻，自然控制了电阻不变，可以通过增减电池数量来改变电压；研究电流与电阻关系时，用不改变电源来控制电压不变，改变定值电阻阻值进行研究，方案可行。 设计三：此方案充分发挥滑动变阻器的作用，当研究电流与电压关系时，控制电阻不变，用滑动变阻器整数倍的改变电压进行研究；在研究电流与电阻的关系时，换用不同定值电阻，用滑动变阻器保持定值电阻两端电压不变进行研究。方案可行。 4、师：为了更好的完成探究过程，在进行实验研究时，还应注意哪些问题？ 生：〔讨论、交流〕 如：①连接电路时，开关应断开。 ②根据条件，选择各电表的量程。 ③注意电表的正、负接线柱的接法。 ④滑动变阻器的连接方法等等。 时间安排：18min 理由：这局部实际是学生大量思维的过程，也是学生学会和进行思维探究的过程，是完成实验探究的保证。教师在进行此环节时，不应急噪，应给予充足时间让学生充分思维。此环节也是本节教学过程的关键。通过设计，可让学生感受物理学研究的一般程序和方法，为下一环节的顺利进行打下根底，使学生养成良好的研究习惯。 5、师：现在，请同学们根据实验目的，选择自己最认可的可行实验设计进行实验，可以选择研究I与U或I与R的关系。要求同学们自己设计实验表格填写实验数据，并画出相应的I与U或I与R的关系图，小组讨论得出实验结论。 6、生：进行实验，收集相关数据分析。 研究R一定时，I与U的关系：表格一 R= U〔V〕 I〔A〕 结论 I—U关系图： 研究U一定时，I与R的关系时：表格二 U= R〔Ω〕 I〔A〕 结论 I—R关系图： 7、学生收集数据进行处理分析。 在实验进行中，教师应特别对选用设计二的小组加以指导，如电池只有两节，如何进行三次实验〔与别的小组合作或借用别的小组的电池〕；这种设计，在研究I与R 的关系时，初中阶段认为电压不变，实际上因为电池内阻的原因，电压有微小变化，教师要个别指导。 时间安排：15min 理由：此环节是本节教学过程的核心。学生通过对数据的收集和处理，更进一步感知物理研究的过程和方法，了解知识的发生、开展过程，为最后规律的得出做好了物质准备。 8、学生对实验情况进行交流: i. 探究I—U关系的小组进行交流，向同学们介绍实验情况、实验得到的数据以及实验感受。 ii. 探究I—R关系的小组进行交流，向同学们介绍实验情况、实验得到的数据以及实验感受。 学生小组实验后，学生对于小组中实验的过程出现的一系列问题以口头表达的形式向其它学生作以展示，有利于学生对实验过程的理解有对整个实验的反思，对学生之间的团结协作有很大的帮助。 9、师:通过同学们的实验及其所得出的数据,请同学们对实验进行分析讨论。 生：讨论、交流： 得出的关系式可能有： ① R一定时，I与U成正比，U1/I1= U2/I2= U3/I3 ② U一定时，I与R成反比，I1R1= I2R2= I3R3 师：进一步要求学生综合分析其结果，尝试找出一个能够描述I、U、R关系的代数式。 生：讨论、交流 可能得出：R=U/I U=IR 师引导：由于U是由电源提供的 R是由导体本身而定 实际上I、U、R的关系是反映决定I的关系式。〔新、旧知识得以顺应〕 生：那么，关系式应该是：I=U/R 〔建构新知识体系〕 10、师：实际上，仅凭我们今天的实验数据，是无法确定I=U/R这一具有普遍适用定量关系的，德国物理学家欧姆经过十年的研究，才确定了I=U/R这一在物理学史上具有重要地位的欧姆定律。好了，现在我们知道了I、U、R的关系，只要我们知道了电路中的电压和电阻，就可以计算出电流，从而判断出灯泡的亮度变化。〔回应引入课题时的问题〕 同时，我们可以根据它们的关系还可以进行怎样的应用和如何应用呢？这就是我们下一节课所研究的问题了，我们下节课再接着分析。〔为欧姆定律内容的教学埋下伏笔〕 结束教学前，教师可布置学生进行课后思考以下问题，推进学生思维深化。 1、本节课你学到了哪些知识和方法？ 2、在本节课的探究过程中，你还有哪些收获？ 3、除了本节课的探究电路图外，你能否在设计一个电路图来研究今天的问题？ 时间安排：5min 理由： 此环节是本节课的高潮。通过学生的分析、讨论、交流，根本上对电路中的I、U、R的关系有一个清晰的定性和定量的认识，为下一节欧姆定律内容的教学打下了坚实的根底。 10、 教学评价： 本教学设计，我们力图发挥学生主体在学习活动中的能动性〔皮亚杰的“认识——开展〞理论〕，学生的学习是在教师有效指导下逐步开展的〔维果茨基的“最近开展区〞〕。整节课的教学，学生通过提出问题，激发学习的兴趣和欲望，从而翻开探究的大门使探究一步一步地走下去，进一步培养克服困难、知难而进的勇气和科学探究精神；通过记录实验数据，对感性材料进行分析、处理，可养成务实求是、严谨认真的科学态度。培养了学生的创新意识，让学生能独立思考，勇于有根据地疑心，养成尊重事实、大胆想象的科学态度和科学精神。让学生在一定的物理根底知识上，养成良好的思维习惯，在解决问题或作决定时能尝试运用科学原理和科学研究方法。通过本节课的教学，可让学生经历根本的科学探究过程，具有初步的科学探究能力。 在实际的操作过程中，课题的导入比拟精彩，学生的兴趣调动、认同感，思维活动到位，在引起学生对已学知识解决问题的同时，又激起了新的矛盾，到达了“温故而知新〞的效果。在课程设计中，我们留了大量的时间进行实验的理论设计，力图让学生已有的理论知识来指导学生的探究实验。其实物理科学一直是用两条腿走路的，爱因斯坦、杨振宁和霍金就是典型的理论物理学家，没有理论指导的实验是盲目的，理论推导本身就也是一种探究。在实际操作中，正是因为留给了学生充分的思维讨论空间，学生对实验设计、实验过程和处理数据都了然于心，才让学生的实验探究进行得沉着不迫，井井有条。通过课后反响，学生普遍反映从思维到实验操作都进行了一次真正的探究过程，学生学会了有关变量控制实验的探究问题等探究学习方式的工具性知识，经历了科学探究过程，学习了科学研究方法，培养了学生的探索精神、实践能力以及创新意识。 通过实际操作，我们也发现时间稍显紧张，有个别小组的实验探究过程完成后，没有充足的时间进行分析实验数据，得出的实验结论仍只停留在电流与电压成正比，电流与电阻成反比的定性关系程度，对三者之间的定量关系的分析还来不及思考。教师在课堂上，还须加强对弱势小组的个别指导，让学生都能体会到探究的乐趣和成功的喜悦。 重庆红光中学物理教研组 2023年3月22日