高中物理-閉合電路的歐姆定律教學(xué)設(shè)計學(xué)情分析教材分析課后反思

閉合電路的歐姆定律教學(xué)設(shè)計（一）、情景設(shè)疑、激發(fā)興趣教師用兩節(jié)9V干電池、電阻、三個燈泡連成如圖1電路。黑箱電池黑箱電池圖1圖2演示實驗一：把干電池、電阻R0裝入黑箱（圖2），利用黑箱電池進(jìn)行實驗。逐個閉合燈泡開關(guān)，觀察燈泡亮度的變化。燈泡亮度變暗，出乎學(xué)生意料。（二）、啟導(dǎo)互動、合作探究教師揭開黑箱。黑箱中電池串接了一個電阻R0。問題：同學(xué)們能用已有的知識解釋剛才的現(xiàn)象嗎？學(xué)生分組討論。學(xué)生可用部分電路的歐姆定律解釋上述現(xiàn)象。學(xué)生可能的回答：逐個并聯(lián)燈泡后，并聯(lián)燈泡的總電阻變小，整個電路中總電阻變小，在電壓不變的情況下，電路中電流變大，電阻R0消耗的電壓變大，燈泡兩端的電壓會變小，所以燈泡變暗。教師把與電池串接的拿掉。問題：如果把與電池串接的電阻R0去掉（圖3），逐個閉合燈泡開關(guān)，燈泡的亮度會如何變化？圖3學(xué)生猜想并說明理由。大部分學(xué)生回答燈泡亮度不變，因為燈泡兩端電壓不變。演示實驗二：把與電池串接的電阻R0去掉，逐個閉合燈泡開關(guān)，觀察燈泡亮度變化。燈泡亮度變暗，出乎學(xué)生意料。學(xué)生形成認(rèn)知沖突，原有的知識不能解釋新的現(xiàn)象。學(xué)生分組討論。通過這兩個對照實驗，學(xué)生能提出，電池具有內(nèi)阻，是內(nèi)阻起到了圖1中的R0的作用。教師適時點撥總結(jié)。rrERs內(nèi)電路外電路圖4圖5據(jù)此電路圖（圖4、圖5），學(xué)生學(xué)習(xí)外電路、路端電壓、內(nèi)電路、內(nèi)電壓、閉合回路等概念。教師引申：電源不接入電路時，兩極間的電壓大小等于電源的電動勢。我們自然會追問：問題：當(dāng)電源接入電路時，電動勢與內(nèi)電壓、外電壓的關(guān)系是什么呢？學(xué)生猜想。學(xué)生可能的回答：電動勢等于內(nèi)外電壓之和。教師：我們用鉛蓄電池來檢驗這個猜想。演示實驗三：教師利用可調(diào)內(nèi)阻鉛蓄電池進(jìn)行演示實驗（圖6、圖7），也可進(jìn)行學(xué)生分組實驗，由于電解液有一定的危險，此處進(jìn)行演示實驗。VVV鉛蓄電池圖6圖7現(xiàn)象1：測外電壓的表讀數(shù)變大時，測內(nèi)電壓的表讀數(shù)會變小?，F(xiàn)象2：多次測量，兩表的讀數(shù)之和基本不變，等于開關(guān)斷開時，測外電壓的表的讀數(shù)，即：E=U外+U內(nèi)師生總結(jié)：電源的電動勢等于電路中內(nèi)外電壓之和。教師：請同學(xué)們利用和部分電路歐姆定律的知識，推導(dǎo)出閉合電路中電流跟電動勢的關(guān)系。學(xué)生小組討論。學(xué)生代表展臺展示發(fā)言。由E=IR+Ir得出師生總結(jié)：閉合電路中的電流與電源電動勢成正比，與內(nèi)外電路中的電阻之和成反比。這個結(jié)論叫做閉合電路的歐姆定律。教師：利用所學(xué)的閉合電路歐姆定律，來解釋剛開始上課時的演示實驗（圖3）。為什么把與電池串接的電阻R0去掉，逐個閉合燈泡開關(guān)，燈泡亮度會變暗？圖3學(xué)生討論回答。學(xué)生代表發(fā)言：逐個閉合燈泡開關(guān)，燈泡電阻變小，而內(nèi)阻不變，整個電路電阻變小，由閉合電路歐姆定律，整個電路電流變大，內(nèi)電壓變大，電動勢不變，所以外電壓變小，燈泡變暗。教師繼續(xù)引申總結(jié)：就某個電源來說，根據(jù)U外＝E-Ir，外電阻變大，電路中電流減小，路端電壓增大；相反，當(dāng)外電阻減小時，電路中電流增大，路端電壓減小。教師：生活中有各種各樣的電池——干電池、鉛蓄電池、水果電池、、、、、、，不同的電池一般來說電動勢和內(nèi)阻是不同的。下面給大家介紹一種電池——自來水電池。圖8問題：測自來水電池的電動勢和內(nèi)阻。教師：根據(jù)今天的學(xué)習(xí)，設(shè)計實驗步驟。學(xué)生討論、交流。學(xué)生可能的回答：①利用電壓表直接測電動勢，接通電路測一個定值電阻的外電壓，利用公式可求。②利用電流表和兩個定值電阻測量兩次，可利用方程組求解。等等。學(xué)生代表發(fā)言，匯報實驗步驟。教師逐個分析并形成一致的方法：利用微安表和兩個已知阻值的電阻來進(jìn)行實驗。學(xué)生實驗：測自來水電池的電動勢和內(nèi)阻。學(xué)生匯報測量結(jié)果。教師：通過小組合作和細(xì)致的實驗，我們發(fā)現(xiàn)本地的自來水電池電動勢比較小，而內(nèi)阻比較大。多個這樣的自來水電池能否驅(qū)動生日音樂蠟燭發(fā)聲嗎？學(xué)生預(yù)測。教師展示自制“生日蠟燭”，由十個自來水電池串聯(lián)對生日音樂蠟燭供電。電路接通后，生日蠟燭響起，同學(xué)們報以熱烈的掌聲。閉合電路的歐姆定律學(xué)情分析在初中的學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)知道并聯(lián)電路的電壓是相等不變的。學(xué)生建立了電路中“電源兩端電壓不變”的前概念。這個前概念恰恰卻不能解釋有關(guān)閉合電路中的一些電路現(xiàn)象（閉合電路中，電源兩端電壓是變化的）。另外，在之前的章節(jié)中，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了電動勢、串并聯(lián)電路、部分電路歐姆定律，這些知識又都為本節(jié)學(xué)習(xí)做了鋪墊。在本節(jié)課中，學(xué)生對于外電路、外電壓概念會比較容易理解，但對于內(nèi)電路電阻、電勢降落不容易理解。閉合電路的歐姆定律效果分析本節(jié)課中，教師掌控好課堂節(jié)奏，學(xué)生始終處于張弛有度的課堂氣氛中。教師通過設(shè)置一個處于學(xué)生認(rèn)知的“已知”和“未知”的實驗，創(chuàng)新性地帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入到關(guān)于內(nèi)電路概念的學(xué)習(xí)。學(xué)生利用實際的數(shù)據(jù)測量最終發(fā)現(xiàn)了閉合電路的歐姆定律。最后通過習(xí)題實驗化，讓學(xué)生在充滿樂趣的實驗活動中動手動腦，同時又鞏固了對閉合電路歐姆定律的理解。這節(jié)課的設(shè)計就是在了解學(xué)生前概念基礎(chǔ)上，設(shè)置階梯，讓學(xué)生最終學(xué)習(xí)了新的知識，達(dá)到了新的認(rèn)知平衡。學(xué)生在實驗中也能有設(shè)計、討論、操作、交流，這些都重視學(xué)生的三維目標(biāo)培養(yǎng)，突出了重點，突破了難點。最后課后的練習(xí)檢測中，學(xué)生做題效果普遍較好，教師圓滿完成了各項教學(xué)任務(wù)。閉合電路的歐姆定律教材分析閉合電路歐姆定律是本章的重點知識。在過去的教學(xué)中，閉合電路的歐姆定律是通過兒童滑梯的比喻引入的。僅從學(xué)習(xí)這個知識點來說，這樣的引入比較簡單，學(xué)生容易接受。但是，閉合電路歐姆定在體現(xiàn)功能關(guān)系上是一個很好的素材，它能夠體現(xiàn)功和能的概念在物理學(xué)中的重要性。既然學(xué)生已經(jīng)從做功的角度認(rèn)識了電動勢的概念，這里仍舊通過功能關(guān)系的分析來建立閉合電路的歐姆定律是可行的。如果學(xué)生能夠嫻熟地動功能的角度分析物理過程，這對于解決物理問題是很有好處的。另外，從功和能的關(guān)系來分析閉合電路的歐姆定律對于學(xué)生的理解、接受是有一定挑戰(zhàn)性的。如果從實驗的角度讓學(xué)生充分認(rèn)識到電動勢和內(nèi)、外電壓的關(guān)系，在學(xué)生的認(rèn)知上提供這樣的感性經(jīng)驗，對于后續(xù)的學(xué)習(xí)顯然也是大有裨益的。在應(yīng)用閉合電路歐姆定律討論路端電壓與負(fù)載關(guān)系則是本節(jié)的難點，要注意提高學(xué)生運用閉合電路歐姆定律分析問題的能力。閉合電路的歐姆定律課后測評練習(xí)A鞏固基礎(chǔ)（1）電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，向可變電阻R供電，關(guān)于路端電壓說法正確的是()A．因為電源電動勢不變，所以路端電壓也不變B．因為U＝IR，所以當(dāng)I增大時，路端電壓也增大C．因為U＝E－Ir，所以當(dāng)I增大時，路端電壓下降D．若外電路斷開，則路端電壓為零B中等難度（2）一塊太陽能電池板，測得它的開路電壓為800mV，短路電流為40mA，若將該電池與一阻值為20Ω的電阻器連成一閉合電路，則它的路端電壓是()A．0.10V B．0.20VC．0.30V D．0.40V（3）如右圖所示的電路中，電源的內(nèi)阻不可忽略，當(dāng)開關(guān)S閉合時，電流表的示數(shù)為0.30A，則當(dāng)S斷開時，電流表的示數(shù)可能是()A．0.28A B．0.42AC．0.52A D．0.58AC較高難度（4）如右圖所示電路中，電阻R1＝R2＝R3＝10Ω，電源內(nèi)阻r＝5Ω，電壓表可視為理想電表。當(dāng)開關(guān)S1和S2均閉合時，電壓表的示數(shù)為10V。求：(1)通過電阻R2的電流為多大？(2)路端電壓為多大？(3)電源的電動勢為多大？(4)當(dāng)開關(guān)S1閉合而S2斷開時，電壓表的示數(shù)變?yōu)槎啻?？《閉合電路的歐姆定律》之教學(xué)反思一、本節(jié)課，我進(jìn)行了如下創(chuàng)新設(shè)計：1、創(chuàng)設(shè)實驗情景，引發(fā)認(rèn)知沖突奧蘇貝爾曾說：“影響學(xué)習(xí)最重要的因素是學(xué)生已經(jīng)知道了什么”，有效的教學(xué)要求教師充分了解學(xué)生的前概念。學(xué)生在學(xué)習(xí)新的知識時，總是試圖通過原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)來同化新知識。因此，創(chuàng)設(shè)實驗情景時必須考慮學(xué)生的前概念，而并非僅作為課堂導(dǎo)入實驗。學(xué)生已經(jīng)知道電源對電路提供電能的特性稱為電動勢，但對內(nèi)阻對電路的影響還不清楚，他們認(rèn)為電源兩端的電壓是不變的。針對學(xué)生這一前概念，我們要創(chuàng)設(shè)介于學(xué)生“已知”和“未知”之間的實驗情景，當(dāng)學(xué)生遇到不能解釋的現(xiàn)象時，就會產(chǎn)生認(rèn)知沖突，激發(fā)求知欲望，并在教師的引導(dǎo)下正確認(rèn)識事物的本質(zhì)。在課堂開始，我設(shè)計了這樣的實驗情景：用兩節(jié)干電池、小阻值電阻、三個燈泡連成如圖1電路。黑箱電池黑箱電池圖1圖2把干電池、電阻R0裝入黑箱（圖2），利用黑箱電池進(jìn)行實驗。逐個閉合燈泡開關(guān)，觀察燈泡亮度的變化。燈泡亮度變暗，出乎學(xué)生意料。教師揭開黑箱。黑箱中電池串接了一個電阻R0。學(xué)生可用部分電路的歐姆定律解釋上述現(xiàn)象：逐個并聯(lián)燈泡后，并聯(lián)燈泡的總電阻變小，整個電路中總電阻變小，在電源兩端電壓不變的情況下，電路中電流變大，電阻R0消耗的電壓變大，燈泡兩端的電壓會變小，所以燈泡變暗。在此，學(xué)生用“已知”完美地解釋了上述實驗現(xiàn)象。圖3如果把與電池串接的電阻R0去掉（圖3），逐個閉合燈泡開關(guān)，燈泡的亮度會如何變化？利用“已知”，學(xué)生普遍認(rèn)為燈泡亮度不變，因為燈泡兩端電壓不變。而把與電池串接的電阻R0去掉，逐個閉合燈泡開關(guān)，會依然發(fā)現(xiàn)燈泡亮度變暗，出乎學(xué)生意料。顯然，“已知”已不能解釋上述現(xiàn)象，這就產(chǎn)生了新的“未知”，學(xué)生形成認(rèn)知沖突，這樣才有可能打破原有的認(rèn)知平衡，才能建構(gòu)起新的認(rèn)知平衡。至此，通過這兩個對照實驗，學(xué)生也自然能提出，電池具有內(nèi)阻，是內(nèi)阻起到了圖1中的R0的作用。接著，學(xué)生順利地學(xué)習(xí)內(nèi)電路、外電路、內(nèi)電壓、外電壓等概念。2、習(xí)題實驗化，突出學(xué)生主體地位作為高中物理課堂教學(xué)的一個層面，習(xí)題教學(xué)不僅要讓學(xué)生“聽懂”，更重要的是要在習(xí)題教學(xué)活動中突出學(xué)生的主題地位，凸顯物理學(xué)科的特色。在學(xué)習(xí)完閉合電路的歐姆定律后，在鞏固應(yīng)用階段，人教版教材設(shè)置了這樣的例題：在右圖4中R1=14Ω，R2=9Ω。當(dāng)開關(guān)處于位置1時，電流表讀數(shù)I1=0.2A；當(dāng)開關(guān)處于位置2時，電流表讀數(shù)I2=0.3A。求電源的電動勢E和內(nèi)電阻r。圖4讓習(xí)題教學(xué)走向多樣化，讓學(xué)生從實驗的設(shè)計及探究中獲得樂趣，對疑難問題也將產(chǎn)生觸類旁通的效應(yīng)。習(xí)題實驗化不是學(xué)生多做了幾個實驗，而是通過實驗來體現(xiàn)“實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”。通過學(xué)生的參與，課堂中多一份質(zhì)疑，多一份交流，多一份展示，正是體現(xiàn)了新課程理念。在習(xí)題實驗化階段，我設(shè)置了這樣的實驗情景：圖5用鋅片、不銹鋼水杯，加入水后便可組成自來水電池（圖5）。提出問題：測自來水電池的電動勢和內(nèi)阻。學(xué)生通過對閉合電路的歐姆定律的學(xué)習(xí)，討論、交流后，設(shè)計出了這樣的實驗：①利用電壓表直接測電動勢，接通電路測一個定值電阻的外電壓，利用公式可求。②利用電流表和兩個定值電阻測量兩次，可利用方程組求解。等等。學(xué)生利用實驗器材，可以測出自來水電池的電動勢大約0.8V，內(nèi)阻大約4000Ω。特別是在課堂的結(jié)尾，我把十個自來水電池串接供電使生日蠟燭歌唱，這一實驗極大地活躍了課堂氣氛，情感、態(tài)度、價值觀教育自然低融入課堂，這一設(shè)計為我的比賽增色不少。在正式比賽中課堂結(jié)束后，這個實驗也是吸引了很多老師上臺拍照學(xué)習(xí)。二、本節(jié)課存在的不足：VVVV鉛蓄電池圖6這是一個演示實驗，把電壓表的表筆分別插入實驗中出問題了！電池的內(nèi)、外電路，便可讀出內(nèi)、外電壓示數(shù)（如右圖6所示）。在之前的試講中，連接好電路，學(xué)生讀數(shù)、分析，這一教學(xué)環(huán)節(jié)很順利。在比賽中，我把實驗器材擺放后，連接電路。連接后，讓一位學(xué)生移動滑動變阻器的滑片，剩下的同學(xué)讀數(shù)，我來記錄數(shù)據(jù)。讀數(shù)的時候，我隱約感到不對勁。在分析數(shù)據(jù)階段，我的心猛一涼！測內(nèi)電壓的電壓表讀數(shù)幾乎沒變？?。▽嶒灛F(xiàn)象應(yīng)該是：隨著滑片移動，內(nèi)外電壓的示數(shù)應(yīng)都變化，但內(nèi)外電壓之和不變）。顯然，實驗失敗。要么是儀器損壞，要么是線路連接有問題。那時，雖沒有手忙腳亂，但為了保持自己原有的課堂預(yù)設(shè)不變，為了能繼續(xù)推進(jìn)課堂進(jìn)行，我從實驗的誤差分析把這個實驗給“牽強(qiáng)而又圓滿”地解釋了過去。但是，正是我沒有正視實際的教學(xué)情景，沒有和同學(xué)們理性地分析這個演示實驗的錯誤所在，就這樣失去了一次絕佳的“課堂閃光點”，課堂效果大打折扣?，F(xiàn)在每每回想起那時的情景，總反問自己，怎么就不能放開包袱，和學(xué)生真正地討論下呢？為什么就急著往下進(jìn)行呢？每一次的反問，就會帶來每一次的反思。1、在準(zhǔn)備階段，細(xì)節(jié)上還是不足。雖然有自己滿意出彩的地方，但對相對平淡的教學(xué)環(huán)節(jié)重視不夠。上述演示實驗，自己覺得是教師的演示實驗，不會