全電路的歐姆定律的教學設計

1、建構物理知識，發(fā)展探究能力 閉合電路的歐姆定律一節(jié)的教學設計西安市西光中學 陳艷 一 教材依據人教版普通高中課程標準實驗教材物理選修3-1第二章恒定電流中第七節(jié)閉合電路的歐姆定律。 二 設計思路1 指導思想及設計理念：閉合電路的歐姆定律是選修3-1第二章恒定電流的重點知識.本章的各部分知識間有緊密的內在聯(lián)系,知識線索清晰.為了利于學生理解閉合電路的歐姆定律教材先介紹了電源電動勢的有關知識,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“建構物理知識”為指導，應用探究的手段促使學生“在一個完整、真實的問題背

2、景中，產生強烈的學習需要，實現(xiàn)自主完成建構物理知識的過程，達到應用相關的知識經驗和探究方法，通過積極的高水平的思維活動，使新知識在原有經驗的基礎上“生長”起來?！睘榱耸归]合電路的歐姆定律的教學能有效地發(fā)展學生探究能力，實現(xiàn)物理知識的建構，筆者在這一節(jié)的教學設計中嘗試以建構主義教學觀為指導，創(chuàng)設真實的情境幫助學生發(fā)現(xiàn)新學習的必要，合理安排教學材料，用學生已掌握的知識情境搭建助其知識生長的“腳手架”，為學生進一步探究提供一定的支撐，使學生的探究逐步深入。鼓勵學生的親自實踐，鼓勵學生學習的自我生成。.鼓勵合作學習通過討論以形成更為高級的理解。使學業(yè)不理想的學生也能做出自己的貢獻，從而獲得同伴的尊敬。

3、 2 教材分析 = 1 * GB2 教材地位：本課教材內容達成了本章的結果性目標,是恒定電流這一章的重點知識,圍繞這個中心知識點將展開對閉合電路的歐姆定律的具體應用.是實現(xiàn)體驗性目標的基礎保證. = 2 * GB2 教材思路：相同時間內非靜電力做的功等于內外電路中能量的消耗.強調了做功與能量的關系問題.優(yōu)點:很好的體現(xiàn)了功和能的概念的重要性,通過功能關系進行的推理在邏輯上更加嚴密,利于培養(yǎng)學生將已有知識和方法加工生成新知識的學習能力.不足;由于知識限制學生只能計算電阻消耗的熱能，還不會計算非純電阻元件所消耗的能量,故問題情境只能設置為純電阻電路,導致由此進行的邏輯推理所得的結果只能適用于純電阻

4、電路,不具備一般性.雖然教材也強調了閉合電路歐姆定律的標不同表達，但先入為主，學生易忽視閉合電路歐姆定律的一般性表達。 3 學情分析 = 1 * GB2 學生能夠根據電路原理圖連接電路，會利用電壓表和電流表測量電壓和電流，具備基本的實驗操作能力，可以通過實驗觀察到路端電壓與電流的關系，能夠產生新舊知識的碰撞，激發(fā)探究熱情。 = 2 * GB2 學生具備串并聯(lián)電路 電勢，電動勢功能關系，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行推理，得到結論。 = 3 * GB2 學生的思維水平限制了獨立梳理邏輯線索的能力，但具備在教師引導下，通過討論明確邏輯線索的能力。學會如何進行有效思維將使學生

5、的認知和思維上升一個臺階。 = 4 * GB2 學生對部分電路歐姆定律非常熟悉，易產生先入為主地定勢思維干擾對閉合電路的歐姆定律的應用，應加強對相關現(xiàn)象的體驗，設置沖突性問題幫助學生克服定勢思維的干擾。 三 教學目標設計1知識與技能： = 1 * GB2 理解內外電路的電勢降落 = 2 * GB2 理解閉合電路的歐姆定律 = 3 * GB2 能夠運用閉合電路的歐姆定律分析路端電壓與負載的關系 = 4 * GB2 能夠運用閉合電路的歐姆定律進行相關的電路分析和計算2過程與方法： = 1 * GB2 經歷實驗感知的過程使學生體驗科學研究的方法，激發(fā)探究興趣。 = 2 * GB2 經歷閉合電路的歐姆

6、定律的理論推導過程。體驗能量轉化和守恒定律在電路中的具體應用，理解內外電路的能量轉化。 = 3 * GB2 經歷運用閉合電路的歐姆定律分析路端電壓與負載的關系過程，相關的電路分析和計算過程，提高應用物理知識分析結決實際問題的能力。3情感、態(tài)度與價值觀： = 1 * GB3 通過演示實驗和探究實驗，激發(fā)學生求知欲和學習興趣，享受成功的樂趣，體會物理學研究的科學性。 = 2 * GB3 通過分析路端電壓與電流（外電阻）的關系，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，感受物理之美。 = 3 * GB3 通過學生之間的討論、交流與協(xié)作探究，培養(yǎng)團隊合作精神。 = 4 * GB3 感知物理源自生活，鍛煉學生分析實際問題

7、的能力，強化學生的實踐意識。4 現(xiàn)代教學手段：使用多媒體輔教系統(tǒng)適時展示問題情境，幫助學生發(fā)現(xiàn)新學習的必要；為學生進一步探究提供一定的支撐，使學生的探究逐步深入。 四 教學重點：理解電路中的能量轉化關系，推導閉合電路的歐姆定律，掌握不同表達式的應用。五 教學難點：應用閉合電路的歐姆定律分析路端電壓與負載的關系。 六 教學準備現(xiàn)象分析非靜電力做功的功能關系和靜電力做功的功能關系及能量轉化E=U外+U內1 U開=E2短路電流等于E/r 應用目標引領主體思維探究達成目標教師進行目標指引，（幫助學生發(fā)現(xiàn)新學習的必要，幫助學生用邏輯思維的線聯(lián)系各個知識的點）學生進行主體思維（動員舊知識，進行感知體驗，猜

8、想，推理等）這兩條線索并行，使學生發(fā)散的思維在目標指引中輻合，讓探究過程成為依據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，建構知識網絡的過程。 2、教學素材設計圖1 = 1 * GB2 實驗準備圖1演示實驗:電路圖1器材：演示用電壓表，電流表，滑動變阻器，電鍵，干電池，導線學生實驗：電路圖2器材：電壓表，電流表，滑動變阻器，電鍵，干電池，導線圖2 = 2 * GB2 已有知識的準備分為思路準備和知識點準備圖2 = 1 * GB3 探究思路:能量轉化和守恒觀點：電源將化學能轉化為電能，電路中電能通過各個元件轉化為其他形式的能量。能量轉化過程中的功能關系：通過非靜電力做功將化學

9、能轉化為電能，非靜電力做功的值等于化學能轉化為的電能；通過靜電力做功將電能轉化為其他形式的能，靜電力做功的值等于轉化為其他形式能的電能。 = 2 * GB3 知識準備: 電動勢的物理意義；電壓的物理意義；功能關系；能量轉化和守恒。 七 教學環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)一：情景導學演示: 路端電壓與電流關系的演示實驗引導觀察：1 電流表的讀數(shù)變化 2 電壓表的讀數(shù)變化學生回應：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）鼓勵學生自主質疑：由于學生對部分電路的歐姆定律非常熟悉，會產生疑惑：應該是電阻上電流變小電壓變小，可為什么實驗現(xiàn)象卻是電流變小，電壓變大呢？鼓勵學生發(fā)現(xiàn)：對確定的電阻應該

10、是電阻上電流變小電壓變小，而實驗中的電路電阻發(fā)生了變化。導入新課：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容，閉合電路的歐姆定律就能夠為我們解釋清楚。自主探究的情境設置和知識準備： 1知識準備rERK內電路外電路 = 1 * GB2 rERK內電路外電路外電路:電源外部的用電器和導線構成外電路.內電路:電源內部是內電路.電源有內阻，即內電路上有電阻。 = 2 * GB2 電源電動勢的物理意義?在電源內部非靜電力把單位正電荷從電源的負極移到正極所做的功。 = 3 * GB2 兩點間電壓的物理意義?靜電力把單位正電荷從一點移到另一點所做的功。 = 4 *

11、GB2 如何計算電路中電能轉化為其它形式的能？電環(huán)節(jié)二：自主探究探究1 電動勢是電壓嗎？探究2 電動勢和電壓這兩個物理量間有什么共同點？探究3 電路中的能量轉化及其對應的功能關系如何？非靜電力做功非靜電力做功非電電流做功內電路的熱能外電路的各種能量化學能電能指明：電路消耗多少能量，電源就提供多少能量結論：非靜電力做功=電流對所有元件做功之和探究4 電路中電流流經外電路和內電路的電阻，在整個電路中電流做功如何表示？外探究5 電源電動勢的與外電路的電壓之間存在什么關系呢？外可以寫為外外內 得到閉合電路的歐姆定律的表達式。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載變化實驗釋疑：學生分組進行實驗操作和觀察。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。得出結論：外電路的電阻越大，路端電壓也越大，斷路時路端電壓最大，電壓值等于電源電動勢的值。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，斷路時路端電壓等于電源電動勢。與初中的知識聯(lián)系：因為開路電壓值等于電源電動勢的值，所以可利用電壓表測電路的開路電壓，由此測量電源電動勢的值，這就是初中的處理方法。為后面的繼續(xù)深入學習做準備：電壓表實質上是一個電阻，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勢的值是有差別的，只能算是粗略測量，如何更準

13、確的測定電源電動勢的值？在今后的學習中我們將進行進一步的探究。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勢。提出問題：閉合電路中的路端電壓與干路電流的關系是不是與部分電路歐姆定律的結論電流越大電壓越大一樣呢？實驗釋疑：學生分組進行實驗操作和觀察。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路端電壓等于電源電動勢。釋疑3 短路電流短。決不允許將電源的正負極直接

14、短接。提出問題：閉合電路中外電路若沒有負載（即外電路電阻為零）也叫短路時電路中的電流會是多少？將會引起什么后果？如，干電池的電動勢為1.5V，內電阻約為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，爆炸。決不允許將電源的正負極直接短接。環(huán)節(jié)四：盤點提升知識盤點1 閉合電路的歐姆定律外內；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勢；短路電流短。基本實驗技能盤點: 按電路圖進行實物連線時注意電流表和電壓表的量程和正負極；電鍵處于斷開

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

16、內阻。請根據路端電壓與電流的關系式，以為縱坐標，為橫坐標，作出與關系的函數(shù)圖象，并討論以下問題。 = 1 * GB3 外電路斷開的狀態(tài)對應于圖中哪個點？這時路端電壓與電動勢有什么關系？ = 2 * GB3 電動勢的大小對圖象有什么影響？ = 3 * GB3 電源短路的狀態(tài)對應于圖中哪一個點？這時的電流的大小是多少？ = 4 * GB3 圖象能不能反映的大??？ = 2 * GB2 完成課后習題2，3，4題 = 3 * GB2 復習本節(jié)內容，預習多用電表的原理。 九 教學反思：本課設計強調新舊知識、經驗之間的對接、整合，實現(xiàn)有效新知生成，達到認知的進步與發(fā)展。特別強調了創(chuàng)設實驗情境幫助學生發(fā)現(xiàn)新學

17、習的必要，不僅激發(fā)學生強烈的探究愿望，還為探究提供經驗支持,助其確定探究方案.為完成本課進行抽象的理論探究建設了“腳手架”，學生的自主探究更加順利。在實驗探究部分給學生留下了繼續(xù)完善實驗探究的余地，有利于發(fā)展學生探究能力。本課通過flash動畫手段將電路中電勢的變化直觀比喻為“滑梯”過程，助學生迅速理解電源，電路中電勢漲落的關系。通過演示實驗激起與定勢思維矛盾的問題，使學生的探究積極主動，目標明確。通過學生的探索實驗，幫助學生積累經驗，并勇于進行理論探究。通過盤點知識技能，引導學生在不同條件下設計實驗研究方案，實現(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，通過調查，發(fā)現(xiàn)主要原因有1小組內沒有能夠組織討論的學生，且整個小組成員的學習能力均較差，無法形成互幫共進的探究環(huán)境。2討論過程隨意性大，一個無關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涵，不借助已有知識的支撐，不接受思維線索的引導，仍然停留在想當然的狀態(tài)。4不注重過程，只想得到結論，覺得只要知道結論就行，中間過程無用。對教學的