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2019-2020年九年級物理總復(fù)習(xí) 探究電流與電壓、電阻的關(guān)系教學(xué)設(shè)計 【學(xué)習(xí)任務(wù)分析】 基礎(chǔ)教育課程改革的目標之一是“改變課程實施過于強調(diào)接受學(xué)習(xí)、死記硬背、機械訓(xùn)練的現(xiàn)狀，倡導(dǎo)學(xué)生主動參與、樂于探究、勤于動手，培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力，以及交流與合作的能力”?！段锢碚n程標準》明確指出科學(xué)探究既是學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，也是學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容。為了體現(xiàn)新課程注重科學(xué)探究、倡導(dǎo)學(xué)習(xí)方式多樣化的基本理念，本課以課堂為陣地，以知識為載體，以小組探究活動為教學(xué)組織形式，力圖實現(xiàn)“知識與技能過程與方法情感態(tài)度價值觀”的三維教學(xué)目標。教師在引領(lǐng)學(xué)生探究物理知識的過程中，讓學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法，體驗科學(xué)探究的經(jīng)歷，感受科學(xué)探究的樂趣，最大限度地發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維和實踐能力。 本課學(xué)習(xí)的內(nèi)容包含兩大部分：一是歐姆定律；二是科學(xué)探究的過程和方法。歐姆定律是電學(xué)中的基本定律，是學(xué)生進一步學(xué)習(xí)電學(xué)知識的基礎(chǔ)，也是初中物理學(xué)習(xí)的重點物理規(guī)律之一，理解歐姆定律并能進行簡單計算是課程標準提出的教學(xué)要求，把握新舊知識的聯(lián)系和建立物理規(guī)律的事實依據(jù)，學(xué)習(xí)研究物理問題的方法，應(yīng)該是本課知識技能目標和過程方法目標的教學(xué)重點。一方面，要深刻理解歐姆定律的物理意義，就必須將原來分散學(xué)習(xí)的電流、電壓、電阻等概念綜合起來，把研究它們的關(guān)系作為主題，用聯(lián)系的觀點引導(dǎo)學(xué)生研究新課題，用合作、探究的學(xué)習(xí)方式激發(fā)學(xué)生新的求知欲與鉆研志趣，在探究中經(jīng)歷物理規(guī)律建立的過程，從物理意義上理解公式中所表示的物理量之間的數(shù)量關(guān)系，而不是從純數(shù)學(xué)的角度加以理解。例如，對于歐姆定律的表達方式：I=U/R，應(yīng)當(dāng)理解為，公式表達了電流的強弱決定于加在導(dǎo)體兩端電壓的大小和導(dǎo)體本身電阻的大小，即導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與導(dǎo)體的電阻成反比，公式中的I、U、R三個物理量是相對同一導(dǎo)體而言，公式變換得到的R=U/I，不能只從純數(shù)學(xué)角度理解為“電阻與電壓成反比”。另一方面，由于物理規(guī)律本身，總是以一定的物理事實為依據(jù)的，因此，理解歐姆定律必須在認識、分析和研究有關(guān)物理事實的基礎(chǔ)上進行，利用實驗歸納法，把實驗數(shù)據(jù)通過思維加工和數(shù)學(xué)加工，分析、概括出文字結(jié)論或定律公式，成功開展實驗探究是深刻理解歐姆定律的保證，探究中能把一個多因素的問題轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄠€單因素問題，即會用“控制變量法”研究科學(xué)問題既是本課的重點之一，也是本課的難點之一。 利用怎樣的探究方案研究電流與電壓、電流與電阻之間的定量關(guān)系是本課的最大難點，這表現(xiàn)在三個方面。難點1：實驗所用器材較多。除了同時使用電流表、電壓表之外，還會用到滑動變阻器（部分學(xué)生設(shè)計的實驗方案可能不用滑動變阻器，例如：在研究電流與電壓的關(guān)系時，采用增加串聯(lián)電池組節(jié)數(shù)的方法等）。實際教學(xué)中，當(dāng)學(xué)習(xí)變阻器時，我增加了“探究：利用滑動變阻器調(diào)節(jié)燈泡的亮度”探究實驗，有效地突破了利用滑動變阻器調(diào)節(jié)電路的難點。難點2：探究課題涉及的物理量較多。難點3：探究目標是各物理量之間的定量關(guān)系。突破多因素問題轉(zhuǎn)變成多個單因素問題的難點，是在前面學(xué)習(xí)“決定電阻大小因素”等探究經(jīng)歷的基礎(chǔ)上，通過教師的啟發(fā)和引導(dǎo)促使學(xué)生制定出探究方案。在分析論證過程，如有必要，可提示學(xué)生對收集到的數(shù)據(jù)先算出U2/U1、U3/U2，再算出I2/I1、I3/I2，或先算出R2/R1、R3/R1，再算出I2/I1、I3/I1，然后比較、歸納出探究結(jié)論。 【學(xué)習(xí)者分析】 本課是學(xué)生學(xué)習(xí)完電路、電流、電壓、電阻等概念之后，通過探究方式定量研究I與U、I與R的關(guān)系。之前，學(xué)生已經(jīng)知道電路中電流是電荷定向移動形成的，也知道電壓是形成電流的原因，并學(xué)會使用電流表測電流、使用電壓表測電壓，同時，通過實驗探究知道影響金屬導(dǎo)體電阻的因素，進一步體會了“控制變量法”研究物理問題的思想。經(jīng)過一年多的物理學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)具備初步的實驗探究能力，以小組合作探究的方式學(xué)習(xí)歐姆定律，既符合學(xué)生在知識技能方面的實際水平，實現(xiàn)本課三維教學(xué)目標，還能讓學(xué)生在探究活動中領(lǐng)悟科學(xué)研究的方法。 初中學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣主要是直接興趣，其特點是：新奇、具體、操作、實踐。我校學(xué)生在八年級物理學(xué)習(xí)中主要表現(xiàn)出操作興趣，即只對操作對象本身感興趣，而忽視對事物本質(zhì)的認識，進入九年級學(xué)習(xí)后，則主要表現(xiàn)出因果認識的興趣，即興趣中心由了解怎樣改變現(xiàn)象發(fā)展為進一步探究現(xiàn)象變化的原因，渴望理解它的物理實質(zhì)。針對學(xué)生興趣相對集中、興趣與目標有一定聯(lián)系、直接興趣與間接興趣同時起作用的心理特點，最大限度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，利用學(xué)生探究中的好奇心、求知欲和求成欲，使學(xué)生的學(xué)習(xí)自始至終都在興趣盎然的情況下進行，本課在教學(xué)中采用觀察思考和實驗探究的學(xué)習(xí)方式，不僅是物理學(xué)科本身特點的需要，也是適應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)心理、培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣的需要，同時也是物理規(guī)律教學(xué)和學(xué)習(xí)的需要，利用多媒體課件和實物投影等教學(xué)手段，不僅提高了課堂效率，豐富了課堂內(nèi)容，也活躍了課堂氣氛，激發(fā)了學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的熱情。 【教學(xué)目標】 1、知識技能： （1）通過實驗探究知道導(dǎo)體中電流與電壓、電阻的關(guān)系； （2）理解歐姆定律，并能利用歐姆定律進行簡單的計算； （3）會同時使用電壓表和電流表測量導(dǎo)體兩端的電壓和通過導(dǎo)體的電流。 （4）會利用滑動變阻器調(diào)節(jié)電路中的電流和導(dǎo)體兩端的電壓。 2、過程與方法： （1）經(jīng)歷探究過程，體驗提出問題、猜想與假設(shè)、設(shè)計實驗方案、收集證據(jù)、分析論證等科學(xué)探究要素； （2）通過制定計劃與設(shè)計實驗方案，加深理解“控制變量”的研究方法； 3、情感、態(tài)度和價值觀： （1）在收集數(shù)據(jù)過程中樹立實事求是的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)堅忍不拔的科學(xué)精神； （2）通過探究活動增強與人協(xié)作及交流的能力。 【教學(xué)過程】： 本課教法采用啟發(fā)式和指導(dǎo)探究發(fā)現(xiàn)法。通過對學(xué)生已有知識的分析引伸，設(shè)計層次性和啟發(fā)性的問題，找到學(xué)生新舊知識之間的 “固定點”，為學(xué)習(xí)活動搭建起“腳手架”，從學(xué)生認知發(fā)展規(guī)律和實際知識水平出發(fā)，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性和主動性。 本課學(xué)法采用學(xué)生自主探究發(fā)現(xiàn)法學(xué)習(xí)。課堂時間的60﹪都留給了學(xué)生設(shè)計實驗和收集證據(jù)，為充分進行探究贏得了時間。教學(xué)設(shè)計流程見附錄 【教學(xué)器材】 1、教具：計算機多媒體課件、實物投影儀 2、學(xué)具：干電池 154節(jié)=60節(jié) 電流表 15個 電壓表 15個 滑動變阻器 15個 開 關(guān) 15個 定值電阻器 5Ω、10Ω、15Ω各15個 導(dǎo) 線 若干 教學(xué)過 程 教 師 活 動 學(xué) 生 活 動 設(shè)計說明 啟發(fā)設(shè)問，創(chuàng)設(shè)情景 導(dǎo)語設(shè)疑： 前面我們學(xué)習(xí)了電路中三個重要的物理量I、U、R，請大家思考： 問題1、電流是怎樣形成的？ 問題2、導(dǎo)體中原本無規(guī)則運動的自由電荷為什么會定向移動形成電流呢？ 問題3、電壓在電路中起什么作用？猜想電流的大小與電壓大小有無關(guān)系？如果有，可能是什么關(guān)系？（誘導(dǎo)學(xué)生回憶舊知識，啟發(fā)學(xué)生思考新問題） 問題4、 什么叫電阻？ 問題5、電阻在電路中對電流有什么影響？電流的大小與電阻大小有無關(guān)系？如果有，可能是什么關(guān)系？ 教師提出問題后，給學(xué)生留有足夠的思考、回答、討論問題的時間。 學(xué)生逐個思考教師提出的問題并試著回答，對其中不能獨立回答的問題可以在小組內(nèi)討論。 將已有知識作為課程資源，尋找新舊知識之間的“固定點”，在學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”搭建起“腳手架”。 提出問題 教師提出問題：猜想電流與電壓、電阻之間的定量關(guān)系可能是什么？ 設(shè)疑誘思，點出本節(jié)課題“探究電流與電壓、電阻的關(guān)系”。 學(xué)生思考問題，明確探究方向和課題。 問題由教師提出，給學(xué)生指明猜想和研究的方向。 猜想假設(shè) 教師引導(dǎo)學(xué)生先根據(jù)已有知識和經(jīng)驗推測電流與電壓、電阻的定性關(guān)系，再鼓勵他們大膽猜想電流與電壓、電阻的定量關(guān)系。 教師組織學(xué)習(xí)小組成員交流討論猜想。 教師對學(xué)生猜想的邏輯嚴密性不做過多要求。 學(xué)生以小組為單位展開交流討論，每人陳述自己的猜想及理由。 小組內(nèi)部經(jīng)過討論后，由小組發(fā)言人在全班交流本組的猜想預(yù)測。 小組1：電流大小等于電壓與電阻之和。 小組2：電流大小等于電壓與電阻的乘積值。 小組3：電流與電壓成正比，電流與電阻成反比。 小組4：電流大小等于電壓與電阻之差。 小組5：…… 教師以“引導(dǎo)者”“組織者”角色參與在探究活動中，體現(xiàn)學(xué)生的主體性。 “猜想”的開放性不僅給學(xué)生思維提供了廣闊的空間，而且把學(xué)生帶入一個主動學(xué)習(xí)、主動探究的空間。 提出檢驗猜想證偽的途徑---實驗探究 同學(xué)們陳述了各自不盡相同的猜想及其理由，因為大家猜想的依據(jù)是建立在推測的基礎(chǔ)上，所以猜想出的物理量間關(guān)系未必可靠。 我們怎樣才能準確得知自己的猜想是否正確呢？ 教師播放視頻短片，短片內(nèi)容為科學(xué)研究的方法介紹。 在教師啟發(fā)引導(dǎo)下，學(xué)生提出利用實驗檢驗猜想真?zhèn)蔚耐緩健? 強化利用實驗手段研究物理問題的思想意識。 制定計劃與設(shè)計實驗方案 啟發(fā)引導(dǎo)： 教師：探究電流與電壓、電阻的定量關(guān)系，必須要測量電流、電壓和電阻三個物理量的大小，用什么儀器來測量它們呢？ 教師：不會測量電阻的大小不要緊，老師給你們提供三個已知阻值的定值電阻，它們的阻值已經(jīng)標在上面，大家可以看見它們的阻值分別是5Ω、10Ω、15Ω。 教師：大家剛才猜想電流的大小同時受電壓、電阻兩個因素影響，諸如這樣一個物理量同時受多個因素影響的問題，怎么才能得出每個因素如何影響該物理量的可靠結(jié)論呢？在實驗研究時要注意什么？ 1、 教師：怎樣研究電壓對電流是否有影響？以及電壓影響電流的定量關(guān)系是什么？ 教師：怎樣研究電阻對電流是否有影響？以及電阻影響電流的定量關(guān)系是什么？ 教師：根據(jù)實驗探究的目的和研究方法，利用實驗臺上的儀器，設(shè)計一個實驗方案，同時設(shè)計出記錄實驗數(shù)據(jù)的表格，然后小組討論完善實驗方案，由小組發(fā)言人通過實物投影儀在全班交流本組的實驗方案。 引導(dǎo)學(xué)生利用“控制變量法”研究多因素問題，即研究電流與電壓、電阻的關(guān)系，是通過保持其中一個量不變，讓另一個量改變，觀察并記錄電流與另一個量的數(shù)值，即可分析比較得出結(jié)論。 對學(xué)生的實驗方案作簡單分析和評價，不同方案只要能完成實驗?zāi)康木o予鼓勵和表揚。對使用滑動變阻器的方案要特別強調(diào)滑動變阻器在實驗中的作用。 學(xué)生：用電流表可以測量電流大小，用電壓表可以測量電壓的大小，但是電阻大小不會測量。 學(xué)生：思考后想到“控制變量法”研究多因素問題。 學(xué)生：保持電阻不變，讓電壓改變，觀察記錄電流的數(shù)值，即可分析比較得出結(jié)論。同理也可以研究電流與電阻的定量關(guān)系。 學(xué)生分組制定實驗計劃，設(shè)計實驗方案和記錄數(shù)據(jù)的表格 。 部分小組發(fā)言人利用實物投影儀向全班介紹本組實驗方案。 小組5發(fā)言：…… 小組6發(fā)言：…… 小組7發(fā)言：…… 小組8發(fā)言：…… 學(xué)生按照老師建議，修訂完善實驗方案。 設(shè)置的問題發(fā)揮 “腳手架”的作用，使學(xué)生在教師創(chuàng)設(shè)的問題情境中，思維能力得到培養(yǎng)和提高，同時體驗科學(xué)研究的方法。 把寶貴的課程資源“時間”留給學(xué)生，允許學(xué)生個性張揚，采用可以達到實驗?zāi)康牡牟煌桨?，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和信心。 進行實驗 教師利用多媒體課件出示可供參考的實驗方案圖。 教師巡視發(fā)現(xiàn)學(xué)生實驗中存在的問題，給予及時的幫助和指導(dǎo)。 學(xué)生分組實驗，體驗“控制變量法”，感悟歐姆定律。 將收集的數(shù)據(jù)填寫在自己設(shè)計的表格中。 讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程，體驗科學(xué)研究的方法，感悟知識產(chǎn)生的原因和發(fā)展的過程。 分析論證，交流結(jié)論 教師：現(xiàn)在請幾個小組發(fā)言人在實物投影儀上出示實驗數(shù)據(jù)并進行分析論證。 小組交流實驗探究結(jié)論，教師給予及時的調(diào)控矯正，還可在學(xué)生分析遇阻時給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。 歸納概括歐姆定律內(nèi)容。 說明：值得引起注意的是，歐姆定律表述中三次用到“導(dǎo)體”，這是在強調(diào)三個物理量的“同一性”。 小組發(fā)言人出示實驗數(shù)據(jù)，并分析論證。 表1：研究電流與電壓的關(guān)系 電壓（V） 電路（A） 結(jié)論：__________________； 表2：研究電流與電阻的關(guān)系 電阻（Ω） 電流（A） 結(jié)論：__________________； 通過師生互動、生生互動的方式，對學(xué)生掌握知識情況和參與探究活動的態(tài)度及效果進行反饋。使學(xué)生認識從感性向理性飛躍，學(xué)生情感在互動中得到升華。 本課小結(jié) 1、 教師用多媒體投影儀小結(jié)本節(jié)課內(nèi)容和教學(xué)目標。提問： 1、歐姆定律的內(nèi)容是什么？ 2、列舉出至少兩個我們曾經(jīng)采用過“控制變量法”進行的探究實驗。 學(xué)生思考并回答。 小結(jié)本課的知識點和科學(xué)方法，明確學(xué)習(xí)目標。 反饋練 習(xí) 1、有一個導(dǎo)體，當(dāng)它兩端的電壓為4V時，通過它的電流為0．8A，那么當(dāng)它兩端的電壓為8V時，則通過它的電流為______A，這個導(dǎo)體的電阻為________Ω。 學(xué)生思考并解答教師提出的問題。 學(xué)生用所學(xué)知識和方法解決實際問題。 【教學(xué)媒體運用】 本次活動以小組合作探究為學(xué)習(xí)和教學(xué)組織的形式，力爭通過探究構(gòu)建三維目標的課堂教學(xué)。恰當(dāng)選擇和運用教學(xué)媒體，不僅能極大調(diào)動學(xué)生興趣，還能為探究活動的充分進行從時間上提供可能性。本課教學(xué)媒體選擇遵循科學(xué)、輔助、互動、有效的原則，既有傳統(tǒng)的大屏幕實物投影儀，也有計算機多媒體輔助教學(xué)（CAI）課件。 利用PowerPoint制作的計算機多媒體課件，作為認知工具來創(chuàng)設(shè)情景，從設(shè)問喚醒原有認知結(jié)構(gòu)的知識來同化當(dāng)前新知識到出示探究實驗的參考方案和進行協(xié)作學(xué)習(xí)和會話交流，媒體給學(xué)生提供一種開放的、探索式的學(xué)習(xí)環(huán)境，提高課堂教學(xué)效率。小組發(fā)言人利用大屏幕實物投影儀將本組的探究方案和實驗數(shù)據(jù)清晰展現(xiàn)，在全班同學(xué)面前進行分析論證，充分發(fā)揮學(xué)生主動性，遵循以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)理論，學(xué)生借助教師的幫助最終實現(xiàn)知識的意義建構(gòu)，達成教學(xué)目標，保證了教學(xué)效果。 【形成性評價】 為了引導(dǎo)教學(xué)正確、完善地進行，在教學(xué)過程中設(shè)計對學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果和教師教學(xué)效果采取形成性評價，以便為教學(xué)提供頻繁的反饋信息，依據(jù)反饋信息按照需要采取適當(dāng)?shù)男抻喆胧┱{(diào)整教學(xué)。例如，教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對R=U/I理解不正確，近一半學(xué)生得出R與U成正比例的錯誤結(jié)論。教師依據(jù)此信息反饋，馬上采取補救措施，首先指出電阻是導(dǎo)體本身的性質(zhì)，與兩端所加電壓無關(guān)，然后強調(diào)歐姆定律中各物理量間關(guān)系的物理意義。發(fā)現(xiàn)實驗中部分學(xué)生對“控制變量” 思想沒有理解，導(dǎo)致錯誤的實驗操作和結(jié)論出現(xiàn)，教學(xué)過程中都會伴有針對性訓(xùn)練。 1、某同學(xué)在探究“電流與電壓、電阻的關(guān)系”時，根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)畫出了如下圖所示的圖象，下列結(jié)論與圖象相符的是（ ） A、電阻一定時，電流隨著電壓的增大而增大； B、電阻一定時，電壓隨著電流的增大而增大； C、電壓一定時，電流隨著電阻的增大而減??； D、電壓一定時，電阻隨著電流的增大而減??； 次數(shù) R1（Ω） I1（A） 1 2 0．40 2 4 0．32 3 8 0．25 2、某同學(xué)按照如圖電路研究通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體電阻的關(guān)系，電源電壓保持不變，他不斷改變電阻箱R的阻值，測得相應(yīng)的電流如下表數(shù)據(jù)，分析表中數(shù)據(jù)可知：電流與電阻_______反比（填“成”或“不成”），這與歐姆定律_______（填“相符”或“不相符”），其原因是______________。 附錄：教學(xué)流程圖 開始 教師提問，回顧舊知識，引入本節(jié)相關(guān)知識點—電流、電壓、電阻；導(dǎo)入課程 學(xué)生逐個思考教師提出的問題并試著回答，對其中不能獨立回答的問題可以在小組內(nèi)討論。 引導(dǎo)學(xué)生思考探究猜想面臨的問題 Ppt視頻播放 在教師啟發(fā)引導(dǎo)下，學(xué)生提出利用實驗檢驗猜想真?zhèn)蔚耐緩健? 引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗方案 Ppt輔助引導(dǎo) 教師公布參考實驗圖，指導(dǎo)學(xué)生進行實驗 Ppt輔助引導(dǎo) 學(xué)生進行實驗 指導(dǎo)學(xué)生所得數(shù)據(jù)及實驗方式的問題 學(xué)生分析論證實驗過程及所得數(shù)據(jù) 教師引導(dǎo)學(xué)生先根據(jù)已有知識和經(jīng)驗推測電流與電壓、電阻的定性關(guān)系，再鼓勵他們大膽猜想電流與電壓、電阻的定量關(guān)系。 學(xué)生以小組為單位展開交流討論，每人陳述自己的猜想及理由。 學(xué)生提出實驗設(shè)計方案，并討論可行性，由教師修改指導(dǎo) 得出結(jié)論 本章小結(jié) 反饋練習(xí) 顏色說明： 教學(xué)內(nèi)容與教師活動 學(xué)生活動 媒體運用 實驗 結(jié)論 練習(xí)