物理组陈宗荣。
课题选择背景
随着普通高中物理新课程标准的大力推进,必然引起一场学习物理方式的深刻变革。新课标指出:“高中物理课程有助于学生继续学习基本的物理知识与技能;体验科学**过程,了解科学研究方法;增强创新意识和实践能力,发展探索自然、理解自然的兴趣与热情;认识物理学对科技的进步”。
如何构建具有“**性的学习、问题式的教学、合作化的课堂”的课堂教学方式,使学生能真正了解自然科学**的含义,是每一位物理老师的责任。随着网络的普及,借助网络环境开展物理教学,可以将传统教学和现代信息技术有效结合起来,建构适合学习活动开展的 “ **式学习模式 ” 利用网络资源丰富、可共享、互动性强等优势,结合物理学科自身特点和优势,使学生在网络环境下,带着物理问题,提出假设与猜想,并对问题进行探索、分析、研究,最后基于问题解决的方式,培养学生主动的**、创新意识和综合实践能力。
教材及教学对象分析
一)、教材内容及教学对象分析:
闭合电路欧姆定律》是高中物理第二册(必修加选修)第十四章第六节的内容。其主要教学内容有两部分:电动势和闭合电路欧姆定律。
1 、学生接受电动势这个概念是掌握闭合电路欧姆定律的关键和基础.但是电动势这个概念比较抽象,涉及的知识面较广,要使学生全面、深刻地理解它是有困难的.新教材考虑到学生的接受能力和满足后续知识的需要,简化了电动势的教学,其基本内容有下列两方面:一个是电源电动势是由电源本身的性质决定的,它表征了电源将其他形式的能转化为电能的本领.另一个是电源电动势的值可用电压表测出 ——电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压;在闭合电路里,电源电动势等于内、外电压之和.教材提出电动势这个概念,但没有给电动势下定义,只是讲它 “ 等于 ” 什么。
2 、路端电压 u 与外电阻 r 的关系,是一个难点.演示实验由学生自己通过**实验记录数据并指导学生得出规律,使学生有明确的感性认识,同时这也更大程度的提高了高二学生的逻辑推理能力。
二)、教学重点、难点分析:
1 、重点: 闭合电路欧姆定律的内容及 u 随 r 变化的规律
2 、难点:
1 )、应用闭合电路欧姆定律讨论电路中的路端电压、电流强度随外电阻变化的关系
2 )、应用定律解决简单的实际问题
学习目标 一)知识目标
1 、知道电动势的定义.
2 、理解闭合电路欧姆定律的公式,理解各物理量及公式的物理意义,并能熟练地用来解决有关的电路问题.
3 、知道电源的电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压,电源的电动势等于内、外电路上电势降落之和.
4 、理解路端电压与电流 ( 或外电阻 ) 的关系,知道这种关系的公式表达和图线表达,并能用来分析、计算有关问题.
5 、理解闭合电路的功率表达式.
6 、理解闭合电路中能量转化的情况.
二)能力目标
1 、培养学生分析解决问题能力,会用闭合电路欧姆定律分析外电压随外电阻变化规律
2 、理解路端电压与电流(或外电阻)的关系,知道这种关系的公式表达和图线表达,并能用来分析、计算有关问题.
3 、通过用公式、图像分析外电压随外电阻改变规律,培养学生用多种方式分析问题能力.
三)情感目标
1 、通过外电阻改变引起电流、电压的变化,树立学生普遍联系观点
2 、通过分析外电压变化原因,了解内因与外因关系
3 、通过对闭合电路的分析计算,培养学生能量守恒思想
4 、知道用能量的观点说明电动势的意义
设计思路 本课一改传统由教师做演示实验,得出数据学生分析并讨论出规律的教法,而是以“课前自学——提出问题——通过**实验自主** ——协作交流——**本质—— 总结规律——解决问题” 为指导,课节内容以网页的形式呈现在学生面前,通过学生带着问题自学,根据自己的知识水平层次进入不同的网页进行自主**。同时亦使老师做到真正将课堂还给学生。
具体设计思路: 1 、通过一个演示实验给学生留下一个疑问,学生自己在做**实验的时候,思考教师提出的几个问题。 2 、引导学生认识电路。
3 、提出目的,学生自己通过**实验,通过改变外电阻阻值、内电阻阻值和电源电动势,记录电流等数据,将数据记录在**中,通过对数据分析**什么是闭合电路的欧姆定律。 4 、学生利用闭合电路的欧姆定律来解释演示实验现象。 5 、对知识的一种拓展和应用。
教学过程 一)设定猜想、实验论证,激发学生兴趣,引入新课
向学生展示平时生活中常用的 1 号、 3 号、 5 号干电池、蓄电池、电源,干电池上注明 1.5v ,蓄电池上标明 2.0v ,电源上标明 15v ,用伏特表测电池两侧可以直接测出分别为 1.
5v 、 2.0v 、 15v ,再出示一个普通手电筒上的小灯泡。
实物演示实验:将小灯泡与 2.0v 的蓄电池相接,请学生观察灯的亮度——正常发光,已很亮。
提问:如果将这个灯泡与标明为 15v 的电源相接,我们可以猜想一下,小灯泡会怎样?
学生根据生活经验可能会回答:小灯会被烧毁,或即使不烧毁也会比接 3v 电源时亮得多,也有可能和接 2.0v 的一样。
演示实验:将小灯接在 15v 电源上,结果是:小灯与 15v 电源相接时不但没有烧毁,亮度反而比接 2.0v 电源时暗一些。与学生猜想结果大相径庭。
要圆满解释上述现象就要用到本节课将要学习的内容——闭合电路的欧姆定律。
请同学们在**实验中观察刚才演示实验的现象,思考:电灯亮度不同主要是因为哪个或哪些物理量不同 ? 这种现象是怎样产生的?
二)、新课教学
1 、电动势
1 )电动势 :我们发现干电池、蓄电池等两端的电压是不相同的,其实这两端电压是由电源本身的性质决定,同种电源两极间电压相同,不同种电源两极间电压不同。我们引入电动势这个概念来表征电源的这种特性。
2 )电动势 e 的物理意义 :是描述电源把其他形式的能量转化为电能本领大小的物理量。其值等于电源没有接入电路时两极间的电压。
2 、闭合电路的欧姆定律
1 )认识电路 :引导学生观察教学网页中的实验电路,了解闭合电路和分电路;内电路和外电路。知道电源外部电流流向和电源内部电流流向。
2 )闭合电路欧姆定律:
学生在**实验中,可以在电阻元件上单击右键,选择“属性”改变电阻值,闭合开关,将电动势、电流和电阻关系记录在下表中,
对数据进行分析,得出闭合电路的欧姆定律: i=
3 、路端电压 u 跟负载 r 的关系
1 )、演示实验中电灯亮与暗的实质是什么?
电灯作为负载(即用电器),其亮度主要看加在负载上的“有效”电压即路端电压 u ,在负载正常工作情况下, u 大,则灯的亮度高, u 小,则亮度低。而如图所示,将电灯换成可变电阻 r ,改变外电路 r ,路端电压 u 跟负载 r 有什么关系呢?
2 )、分析讨论 u 随 r 变化的规律
对于同一个电源,一般情况下其电动势 e 和内阻 r 是不变的,当外电阻 r 变化的时候,请同学们根据闭合电路欧姆定律: i=e/(r+r) ,引导学生从理论上来讨论 u 的变化规律。当 r 增大时,有 i 减小, i 、 r 都是变量,在没有给出 i 、 r 具体数据的情况下,单纯利用部分电路的欧姆定律 u=ir 来判断 u 的变化是很困难的。
但在闭合电路中,内、外电压通过关系式 e = u + u '是联系在一起的,而 e 是常量。因为 u '=i r ( r 为常量),我们发现 u '的变化是很容易判定的,完全可以先判定 u '的变化,再根据 e = u + u '进而确定 u 的变化。
**实验:在**实验下进行测试,验证上述推论的正确性。根据**进行**。
3 )、讨论两种特殊情况
① .短路: r = 0 , i =,u '=e , u = 0
说明:短路时电流取决于 e 、 r ,一般情况下 r 很小,故短路时电流很大,由于电流的热效应,常会烧坏电源甚至引**灾。
**实验:演示短路时保险丝熔断的现象及如何排除故障,恢复电路的正常工作。
② .断路: r →∞i = 0 , u '=0 , u = e
伏特表测电动势的原理,主要是伏特表内阻大,测出的数据略小于 e 。
三)**演示实验中灯泡亮度不同的实质
根据闭合电路欧姆定律,电源本身具有内阻,其电路中电流 i = e/(r+r), 所以,当闭合电路电源电动势大的时候,由于 r 值的不同,两个电路的 i 不一定相同,也不一定是 e 大的电流就大,所以出现灯泡亮度不同的现象。学生可以通过在实验里添加伏特表和电流表进行测量,并利用闭合电路的欧姆定律可以计算出这两个不同电源 6v 和 12v 的内阻 r 是多少,从而可以知道这两个电路中流过相同灯泡的电流 i 的大小。
教学反思 本课在网络环境下开展教学活动,有其利的一面也有其弊的一面,如何指引学生一起完成这节课,需要注意以下几个方面:
1 、明确教学目的任务,掌握物理思维特点,培养学生思维能力。本课重点即定律的内容不是老师强加到学生脑中,而是通过学生自主的**,在一定思考和推理情况下学到知识,因此教师设计教学一定要符合高中学生的思维能力,通过“猜想——实验——验证”严密的科学**方法,培养学生能力。
2 、本课教学中用到较多的**实验,具有安全性和可操作性,避免了实际操作中的用电安全问题。安全的**实验可充分发掘学生的好动性、探知性,用学生特有**角度去思考问题,有效地发挥学生的个性,并使学生的创新能力得到拓展。同时通过**实验的操作,提高学生的生活用电安全意识。
3 、本课教学能充分联系生活实际,培养了学生的知识综合应用能力。如为避免短路现象的发生安装保险丝;生活用电中电灯的亮度问题等。
4 、 本课教学能构建有效的网络环境,提供给学生自主学习权。网络环境设定任务,通过人机交互,学生有选择的开展学习,探索适合自己的学习方法,完成教学内容。学生还可以按自己的水平层次将课堂内未完成的内容拓展到课外,作到课题学习和课外思考的互通。
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