《電流與電壓和電阻的關(guān)系》教學(xué)設(shè)計

電流與電壓和電阻的關(guān)系教學(xué)設(shè)計 【教材教法】本節(jié)課“探究電流跟電壓、電阻的關(guān)系”是一個完整的科學(xué)探究過程，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)的探究，學(xué)習(xí)科學(xué)猜想、設(shè)計實驗、設(shè)計實驗表格、分析論證、感悟科學(xué)方法。因此這節(jié)課無論在知識學(xué)習(xí)上還是在培養(yǎng)學(xué)生運用知識解決實際問題的能力上都具有十分重要的作用。通過經(jīng)歷此次探究活動，使學(xué)生認識電流、電壓和電阻的關(guān)系外，為下一節(jié)順理成章得得出歐姆定律，并繼續(xù)學(xué)習(xí)電學(xué)更深入的知識做好鋪墊。教材雖只要求學(xué)生探究“電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系”，但實際上卻包含兩個內(nèi)容：一是導(dǎo)體上的電流跟兩端電壓的關(guān)系；一是導(dǎo)體上的電流跟導(dǎo)體電阻的關(guān)系。對這兩方面可以只開展電流跟電壓關(guān)系的研究，但要使用不同的電阻多次測量，在對數(shù)據(jù)更深入地分析后，得出電流跟電阻的關(guān)系。這樣可以降低實驗探究的難度，培養(yǎng)學(xué)生分析問題解決問題的能力。 【學(xué)情分析】學(xué)生之前已經(jīng)經(jīng)歷過完整的科學(xué)探究過程，因此本節(jié)課的教學(xué)思路和教學(xué)流程學(xué)生不會感到陌生。本實驗中要同時應(yīng)用到電流表、電壓表和滑動變阻器，并利用滑動變阻器來改變或穩(wěn)定部分電路兩端的電壓，對學(xué)生動手能力有一定的要求；同時還要應(yīng)用到控制變量法和圖像法等研究方法，綜合性強。 本實驗是學(xué)生第一次同時使用電壓表和電流表，教師要給予充分的指導(dǎo)，可將使用電壓表和電流表，以及連接電路的注意事項通過課件展示出來，指導(dǎo)學(xué)生實驗。二、教學(xué)目標：1、知識與技能通過實驗探究電流、電壓和電阻的關(guān)系；會同時使用電壓表和電流表測量一段導(dǎo)體兩端的電壓和其中的電流；會使用滑動變阻器改變部分電路兩端的電壓。2、過程和方法通過探究過程，進一步體會科學(xué)探究方法；體會用“控制變量法”的研究方法研究物理規(guī)律的思路，學(xué)習(xí)用圖像研究物理問題；通過實驗、分析和探索的過程，提高根據(jù)實驗數(shù)據(jù)歸納物理規(guī)律的能力。3、情感態(tài)度與價值觀在收集、處理數(shù)據(jù)的過程中培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度；通過探究，揭示物理規(guī)律，使學(xué)生獲得探索未知世界的樂趣；重視學(xué)生對物流規(guī)律的客觀性、普遍性和科學(xué)性的認識，注意學(xué)生科學(xué)世界觀的形成。三、教學(xué)重點、難點教學(xué)重點：通過經(jīng)歷完整的實驗探究，認識電流、電壓和電阻的關(guān)系。教學(xué)難點：運用控制變量法開展實驗和對實驗數(shù)據(jù)進行分析得到結(jié)論。【教學(xué)過程】一、復(fù)習(xí)提問：電流是怎樣形成的？形成電流的原因是什么？什么是電阻？學(xué)生以舉手的形式回答問題。（這部分問題是學(xué)生已經(jīng)有了感性的認識，大部分學(xué)生回答得很正確，即使有少數(shù)同學(xué)回答錯誤也沒有關(guān)系，學(xué)生之間會進行糾正。）二、新課引入：1同學(xué)們都使用過臺燈，當(dāng)我們調(diào)節(jié)臺燈旋鈕的時候，臺燈的亮度會發(fā)生改變，這是為什么？學(xué)生觀察并思考（這是生活中常見的現(xiàn)象，使學(xué)生感覺到物理來源于生活。）2演示：出示調(diào)光臺燈開開關(guān)，并轉(zhuǎn)動旋鈕，讓學(xué)生觀察臺燈亮度的變化。3提出問題：燈泡逐漸變亮（或變暗），說明了通過燈泡的電流是怎樣變化？學(xué)生回答：電流逐漸變大（或變小）4請同學(xué)們完成下列實驗： （1）把25V小燈泡和演示用電流表串聯(lián)，分別跟一節(jié)干電池和兩節(jié)干電池組成電路。閉合開關(guān)，觀察先后兩次電流表示數(shù)及小燈泡的亮度。分析實驗現(xiàn)象，大膽猜想電流的變化可能跟什么有關(guān)？學(xué)生動手實驗，根據(jù)實驗現(xiàn)象，猜想：串聯(lián)干電池時，燈泡較亮，電流較大。由此可猜想：所加電壓越高，電流會越大。（2）分別把25V和63V小燈泡跟兩節(jié)干電池和演示電流表組成電路。閉合開關(guān)，觀察先后兩次電流表的示數(shù)和小燈泡的亮度。分析實驗現(xiàn)象，大膽猜想電流的變化可能跟什么有關(guān)？學(xué)生動手實驗，根據(jù)實驗現(xiàn)象，猜想：63V小燈泡較暗，電流較小。燈泡不同，其電阻值一般不同。由此可猜想：導(dǎo)體電阻越大，電流就越小。對于同學(xué)們的猜想不論對錯，教師都應(yīng)認真對待，但應(yīng)該注意：猜想不是瞎猜、亂猜。（應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生在原有知識的基礎(chǔ)上有根據(jù)，符合邏輯進行猜想。所以在這里設(shè)計實驗，讓學(xué)生通過實驗猜想。）實驗告訴我們：通過導(dǎo)體的電流的大小跟導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻這兩個因素有關(guān)。電流與電壓、電阻之間的有什么樣的定量關(guān)系呢？這就是我們這節(jié)課要探究的課題。（板書：探究電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系）三、實驗探究1提出問題：電流與電壓、電阻有什么定量關(guān)系？2猜想與假設(shè)：分析導(dǎo)體兩端的電壓越大，通過的電流就越大，猜測電流可能與電壓成正比；導(dǎo)體的電阻越小，通過的電流就越大，猜測電流可能與電阻成反比。3設(shè)計實驗：猜想的正確與否需要通過實驗來驗證。（1）電流可能受電壓和電流兩個因素的影響，如果兩個因素同時變化（如在改變電壓的同時，也改變電阻），能否判斷流變化是誰引起的嗎？我們應(yīng)該用什么方法進行探究？（學(xué)生思考后回答：不能；控制變量法。）（2）這個實驗應(yīng)如何設(shè)計呢？與我們之前學(xué)習(xí)的哪個實驗和相似？學(xué)生思考討論，設(shè)計實驗方案，確定實驗方法：先讓電阻保持不變，改變電壓，觀察電流隨電壓變化的情況：保持電壓不變，改變電阻，觀察電流隨電阻變化的情況。與探究決定電阻大小的因素實驗很相似。（設(shè)計實驗部分是一個難點，教師要進行引導(dǎo)，不要輕易否定學(xué)生的想法，在設(shè)計過程中教師可以提出啟發(fā)性的問題，讓學(xué)生自我發(fā)現(xiàn)問題。）（3）探究電阻一定時，電流跟電壓之間的關(guān)系。A請同學(xué)們討論，這個實驗需要哪些器材？它們的作用各是什么？怎樣才能改變電阻兩端的電壓？畫出電路圖。學(xué)生思考、討論，匯報所需的實驗器材及它們的作用，畫出電路圖。并且簡單陳述自己的實驗操作過程。B教師分析歸納總結(jié)學(xué)生的改變電阻兩端電壓的方法和實驗電路，提出的異議，引導(dǎo)學(xué)生確定最佳實驗方案，板書合理的器材選擇、電路圖、數(shù)據(jù)記錄方法、操作過程。（學(xué)生根據(jù)老師提出的異議，討論實驗的改進方案，并修正器材、電路圖、數(shù)據(jù)記錄方法、操作方法。）4進行實驗教師活動：提醒學(xué)生注意以下幾個問題（課件展示）連接電路時，開關(guān)應(yīng)處于 狀態(tài)?；瑒幼冏杵鞯幕幱谧柚?位置。注意認清電壓表、電流表的 接線柱。電壓表量程選 V，電流表量程選 A。閉合開關(guān)前，應(yīng) 電路，確認無誤后方可進行實驗。實驗中，閉合開關(guān)后，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使R兩端的電壓成整數(shù)倍地變化（如1V、2V、3V），讀出每次加在R上的電壓值和電流值，并填入下列表格中。表一 R =R1=30電壓U（V）電流I（A）表二 R =R2=20電壓U（V）電流I（A）表三 R =R3=10電壓U（V）電流I（A）（4）學(xué)生分組實驗，教師巡視指導(dǎo)，幫助困難學(xué)生。（5）改變定值電阻阻值，按照上述步驟再測一組數(shù)據(jù)。（如果時間允許可以用多個定值電阻實驗）5分析和論證方案一：選取阻值相同卻有不同電壓的數(shù)據(jù)集中展示，便于橫向比較，得出電流與電壓的關(guān)系；選取阻值不同卻有相同電壓的數(shù)據(jù)集中展示，便于縱向比較，得出電流與電阻的關(guān)系。提出問題：電流與電壓這兩個物理量，哪個量隨著哪個量變化？分析表一（或表二），可得出什么結(jié)論？你是怎么分析出來的？這個結(jié)論是建立在控制哪個物理量不變的基礎(chǔ)上得出的？有人得出這樣的結(jié)論“在電阻不變時，導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體的電流成正比”，你同意他的說法嗎？進一步分析實驗數(shù)據(jù)。分析表一、表二和表三的同一列，可得出什么結(jié)論？你是怎么分析出來的？這個結(jié)論是建立在控制哪個物理量不變的基礎(chǔ)上得出的？電流與電阻這兩個物理量，哪個量隨著哪個量變化？有人得出這樣的結(jié)論“在電壓不變時，導(dǎo)體的電阻與通過導(dǎo)體的電流成反比”。這種說法正確嗎？（通過分析上述問題，使學(xué)生明確物理量之間客觀的因果關(guān)系，并學(xué)會概括、表述這種因果關(guān)系；深刻理解正、反比的實際含義；明確物理規(guī)律成立的條件。）結(jié)論：在電阻不變時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比；在導(dǎo)體兩端的電壓不變時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。方案二：利用圖像法進行數(shù)據(jù)處理。要求各組同學(xué)在得到實驗數(shù)據(jù)之后，以電壓為縱坐標、電流為橫坐標，畫出同一定值電阻的UI關(guān)系圖象。以電流為縱坐標、電阻為橫坐標，畫出同一電壓下的IR關(guān)系圖象。選取不同定值電阻和不同固定電壓的幾組圖像集中展示，從圖像的相似性上說明規(guī)律的客觀性和普遍性。提出問題：經(jīng)過描點、連線后，分別得到的是一條什么線？這兩條線分別與數(shù)學(xué)上所學(xué)習(xí)的哪種函數(shù)圖像相同？函數(shù)中的y、x分別對應(yīng)圖像中的哪個物理量？你能利用所學(xué)習(xí)的函數(shù)知識，分別得出圖像中的直線的函數(shù)表達式嗎？（學(xué)生將數(shù)學(xué)工具應(yīng)用到物理中得出兩個關(guān)系式，難度較大，教師要做好指導(dǎo)。特別是兩式中的常數(shù)項k值大小與物理量之間的關(guān)系。）結(jié)論：在電阻不變時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比；在導(dǎo)體兩端的電壓不變時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。6評估：要求學(xué)生對自己的探究活動進行回顧、反思，思考在探究過程中產(chǎn)生的一些問題：你采用的實驗方案，能方便地調(diào)節(jié)定值電阻兩端的電壓嗎？你得到的實驗數(shù)據(jù)都嚴格符合我們得出的結(jié)論嗎？不符合的原因是什么？實驗產(chǎn)生誤差的原因都有哪些？如何盡量減小誤差？你都弄懂了哪些問題？還有哪些問題不清楚？（通過學(xué)生交流和教師的點撥，使學(xué)生明確使用儀表中存在這一定的誤差，導(dǎo)線自身存在一定的電阻。但是，從實驗數(shù)據(jù)整體上看，還是能得出實驗結(jié)論的。）7交流：生生間和師生間的交流與合作貫穿于整個實驗探究的各個環(huán)節(jié)中，包括個人想法的交流、實驗方案的交流、實驗結(jié)果的交流、設(shè)計方案的合作、實驗操作的合作等。為了激發(fā)學(xué)生的探究熱情，教師應(yīng)對學(xué)生的表現(xiàn)給予積極的評價。在實驗結(jié)束后，也可以相互交換探究報告，交流時不應(yīng)只是探究結(jié)論的交流，更重要的是探究過程的交流?！景鍟O(shè)計】 第一節(jié)探究電阻上的電流跟兩端的電壓的關(guān)系 1、方法：控制變量法 2、結(jié)論：在電阻一定時，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。在電壓一定時，導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比?！窘毯蠓此肌吭陔娏鞲妷弘娮璧年P(guān)系一節(jié)的教學(xué)中，我采取了探究的方式。通過這一節(jié)的教學(xué)，使我深受啟發(fā)。 在以往的教學(xué)中，我常常采取講授式的方法進行教學(xué)，在我的思想深處一直認為 教師講的要比學(xué)生說的明白。但是通過本節(jié)課的教學(xué)，使我真正體會到了學(xué)生經(jīng)歷探究過程的重要性。 本節(jié)課主要研究了電流跟電壓的關(guān)系及電流跟電阻的關(guān)系。在研究電流跟電壓的關(guān)系時，首先，我讓學(xué)生設(shè)計了電路圖，學(xué)生發(fā)言非常積極勇躍，爭先恐后地上黑板畫圖，學(xué)生畫出了如下的五種圖形，我沒有想到學(xué)生思維如此開闊。接著，我和學(xué)生一起分析采用哪個圖更合適，學(xué)生各抒已見，氣氛非?；钴S。最終經(jīng)過交流討論選第五個圖為研究電流跟電壓之間的關(guān)系的電路圖。 由于有了以上的看法，在研究電流跟電阻的關(guān)系時，學(xué)生自然就會設(shè)計了。通過本節(jié)課的教學(xué)，學(xué)生不僅了解了自己的成功失敗之處，更親自體驗了設(shè)計探究的過程。傳統(tǒng)式教法訓(xùn)練出來的學(xué)生，知識牢固，基礎(chǔ)扎實，演繹能力和邏輯思維能力都比較強。但傳統(tǒng)式教法有許多局限性：它雖然能為多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)提供方便，但在培養(yǎng)學(xué) 生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力方面有很大的不足。好比走路，傳統(tǒng)的某些教法不僅給學(xué)生指出路，而且還要扶著學(xué)生走，抱著學(xué)生走，看起來學(xué)生雖然走過許多路，但并 沒有學(xué)會自己走路，一旦老師放手，讓學(xué)生找路，就常常變得不知所措。實踐證明，我們的學(xué)生會考試，考分很高，但是在科研課題和實際問題面前，往往表現(xiàn)出信 心和勇氣不足，獨立工作能力不強，這種狀態(tài)和創(chuàng)造性、開拓性是格格不入的。而現(xiàn)代教學(xué)法則恰恰在培養(yǎng)人的獨立工作能力上顯示出其優(yōu)點，它放手讓學(xué)生自己走路，開始可能會跌跤，但跤跌得多了，學(xué)生自然使學(xué)會了走路。 總之，新課程標準要求我們要改變舊的思想，培養(yǎng)新的意識，只有具有全新思想的教師，才能培養(yǎng)出具有創(chuàng)造思維的學(xué)生，轉(zhuǎn)變觀念，是我們唯一的選擇。