欧姆定律教学设计

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欧姆定律教学设计
欧姆定律教学设计1
欧姆定律是电学中的基本定律,是进一步学习电学知识和分析电路的基础,是__的重点。

本次课的逻辑性、理论性很强,重点是学生要通过自己的实验得出欧姆定律,最关键的是两个方面:一个是实验方法,另一个就是欧姆定律。

欧姆定律的含义主要是学生在实验的过程中逐渐理解,而且定律的形式很简单,所以是重点而不是难点。

学生对实验方法的掌握既是重点也是难点,这个实验难度比较大,主要在实验的设计、数据的记录以及数据的分析方面。

由于实验的难度比较大,学生出现错误的可能性也比较大,所以实验的评估和交流也比较重要。

这些方面都需要教师的引导和协助,所以这次课采用启发式综合教学法。

一、教学目标
1、知识与技能
①使学生会同时使用电压表和电流表测量一段导体两端的电压和
其中的电流。

②通过实验认识电流、电压和电阻的关系。

③会观察、收集实验中的数据并对数据进行分析。

2、过程与方法
①根据已有的知识猜测未知的`知识。

②经历欧姆定律的发现过程并掌握实验的思路、方法。

③能对自己的实验结果进行评估,找到成功和失败的原因。

3、情感、态度与价值观
①让学生用联系的观点看待周围的事物并能设计实验方案证实自己的猜测。

②培养学生大胆猜想,小心求证,形成严谨的科学精神。

二、重点与难点
1、重点:掌握实验方法;理解欧姆定律。

2、难点:设计实验过程;实验数据的分析;实验结果的评估。

三、教学方法
启发式综合教学法。

四、教学准备
1、教具:投影仪、投影片。

2、学具:电源、开关、导线、定值电阻(5Ω、10Ω)、滑动变阻器、电压表和电流表。

五、板书设计
已学的电学物理量:电流I、电压U、电阻R。

猜测三者之间的关系:I=UR、I=U/R、I=U-R。

实验所需器材:电源、开关、导线、电阻、电流表、电压表、滑动变阻器。

欧姆定律教学设计2
【教材分析】
本节是人教版高中物理必修第三册第十二章的内容,属于《普通高中物理课程标准(版修订)》课程内容必修课程“电路及其应用”主题之下。

第十二章《电能能量守恒定律》主要研究的是电路中的能量转化,利用能量守恒定律推导出闭合电路的规律进而认识自然界的能源,提升保护能源的意识,关注可持续发展。

课程标准针对本单元的学习内容提出了三方面的要求:
(1)知识层面。

要求理解电功、电功率和电动势的概念和物理意义;掌握电源电动势与路端电压和内电压的关系;理解能量守恒定律,知道节约能量的必要性。

(2)能力方面。

能用能量守恒的观点理解、解释物理现象;具有解决实际问题的能力。

(3)实验探究方面。

能通过实验现象的观察和对实验现象的解释,理解焦耳定律和电动势的概念及物理意义;能利用闭合电路欧姆定律设计“测量电源电动势和内阻”的实验方案。

本节要学习的闭合电路的欧姆定律是整个高中电学部分最重要的
物理规律之一,是部分电路欧姆定律的延伸和完善,是分析实际电路和复杂电路的基础。

教材通过分析闭合电路中的功能关系和能量守恒定律推导出闭合电路的欧姆定律,在处理教材时需要解决以下几个问题:
1.闭合电路中的电势是如何变化的,内外电路的电压有什么规律?这需要通过探究实验和理论推导寻找更多直观的证据来从多个视角寻
找规律,并理解电动势的物理意义。

2.作为研究物理问题的重要思想方法,从能量的观点分析问题时有什么优势?应该如何分析?在教学过程中要注意让学生体会从不同观
点分析问题的区别,感受用能量观点分析问题的方法。

综合以上分析,本节课的学习主题确定为:熟悉而陌生的电池。

【学习主题】
主题名称:熟悉而陌生的电池
【学情分析】
作为高二的学生,通过高一的学习,学生已经具有运动与相互作用观念,对功能关系和能量概念已经有了一些理解,具有能量转化与守恒
的观念。

通过前三章的学习,学生已建立了“场”的观念,熟悉电路的基本特征,为自由电荷在电路中的运动分析和能量分析做好了准备。

但是研究闭合电路的电势问题需要建立恒定电场模型,分析自由电荷在全电路内的运动和静电力做功情况,这对学生来说是较大的挑战。

同时受初中物理中关于电源输出电压不变的影响,很多学生认为闭合电路中路端电压是不变的,没有电动势的概念和对电路全局分析的意识。

本节课要努力创设能激发学生探究欲望的问题情境,引导学生进行科学探究,逐步将视角从局部电路过渡到全电路,在解决问题的过程中运用能量观点理解闭合电路中电势变化的相关规律,最终发现闭合电路的欧姆定律。

在探究实验中培养学生实验设计、分析论证、反思评估等能力。

同时还要紧密联系生活、科技进步,充分利用多种教学资源,引导学生关注科学˙技术˙社会的关系,培养学生解决实际问题的能力。

【学习目标】
通过探究实验理解闭合电路欧姆定律,掌握电源电动势与路端电压和内电压的关系,并能用做功和能量守恒的观点解释。

(A3、B2)通过实验现象的观察和对实验现象的解释,经历“比较-概括-抽象”的思维过程,逐步理解电动势的概念和物理含义,知道电源电动势和内阻是标志电源性能的重要参数。

(A2、B3)
通过对比实验的观察和分析,经历提出问题、收集信息、实验验证、对比分析、归纳总结等科学探究过程,找寻闭合电路内外电压的规律并提高解决实际问题的能力。

(B3、C2)
通过实际问题的分析讨论,逐步发现问题本质,认识到科学˙技术˙社会的密切联系。

通过探究过程中一个个小问题的解决,体会研究科学问题时严谨认真、实事求是的必要性。

(C3、D2)
(说明:A、B、C、D是学科核心素养的四个维度的编码,分别对应物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任。

数字1、2、3、4对应每个维度的水平层次等级。


【教学重难点】
重点:探究闭合电路的欧姆定律难点:电动势概念的理解
【教学资源】
教学环境:
智慧教育云平台(微云服务器1台、教师平板1台、学生平板20台),PPT演示文稿。

教具:
1个小灯泡(电压1.5v),干电池一节,镁片、石墨片、苹果、自制闭合电路欧姆定律教师演示仪,可变内阻化学电池一个,笔记本电脑1台,变阻箱一个,DIS数据采集器,
DIS电压传感器(2个),导线若干,自制非静电力类比演示仪,。

学具:
自制闭合电路欧姆定律探究仪(4组),可变内阻化学电池4个,变阻箱(4个),笔记本电脑(4台),导线若干。

【教学方法】
“循环递进式探究”教学法:设置问题串,通过对比、实验(分组)、建模开展教学。

以情景导入,任务驱动,问题嵌入,活动贯穿,促进深度学习,实现教学进阶。

【教学策略】
智慧课堂“云互动”:基于智慧课堂全程跟踪探究活动,即时推送学习任务,对学生当堂建模、实验探究大数据收集、反思研讨过程在线及时处理反馈,发布个性化的批注讲解,确保探究活动的针对性。

项目化学习策略:将问题前置,以结果为导向,学生在一段时间内通过对连续的、真实的、有挑战的问题进行持续探究,达到核心知识的再建构和思维迁移。

【课时安排】
1课时
【教学过程】
情境问题:
户外探险爱好者在户外经常会遇到意想不到的困难。

一位户外探险爱好者在一次夜间探险的途中迷路了,手机也没电了,他想利用手电筒发出求救信号,可是手电筒也没电了,他的身边只有以下几件物品(图1),他能点亮小灯泡发出求救信号吗?
智慧课堂平台互投票功能,收集学生的选择,进行大数据分析。

(如图2)
(一)初次尝试,发现问题
任务一:分析情境问题,实验验证猜想
问题:水果电池能让小灯泡亮起来吗?
活动①:试一试——尝试利用水果电池点亮小灯泡
实验器材:小灯泡(额定电压1.5V)、电池盒、导线、两节新干电池,一节旧干电池,数字电压表。

对比演示实验:
用一节干电池(电动势1.5V),给小灯泡(额定电压1.5V)供电。

将水果和石墨片、镁片制作的水果电池替换干电池,给小灯泡(额定电压1.5V)供电。

先测量开路电压(1.97V)。

现象:水果电池供电的小灯泡不亮!电池两端的电压从开路时的1.97V左右降到了0!
评价1:对水果电池能否让灯泡亮起来提出自己的观点。

智慧课堂平台的同屏展示功能:利用智慧云平台的展台功能实现同屏展示实验操作过程。

(如图3)
问题:电池两端减少的电压去哪了?
基于核心素养的设计意图:以生活情境引入,拉近物理课堂和生活的距离,激发学生的好奇心和探索欲望,对比演示实验大大出乎学生们的预料,形成了认知冲突,为引出本节课的主题“熟悉而陌生的电池”做好了
铺垫。

学生可能会想到失去的电压留在了内部,使接下来的学习内容顺利地围绕学习需求开展。

(二)实验探究,寻找线索
任务二:测量内外电压,寻找变化规律
活动②:探一探——探索电池内部的奥秘
仔细观察:
展示1:将水果电池和解剖过的干电池展示给学生观察,介绍正负电极和电解质,如图4。

发现:电池内部存在电阻——内阻(r)展示
2:铅蓄电池,介绍结构。

演示:用DIS数字电压传感器测量蓄电池两极间的电压,并明确电源正负极。

如图5
实验:在电源断路的情况下,用电压传感器测量电极与探针之间、探针与探针之间的电势差。

(如图6)演示实验:在电源断路的情况下,用DIS数字电压传感器测量电极与探针之间、探针与探针之间的电势差智慧课堂平台同屏展示功能:展示实验操作过程,提高实验可视度。

(如图7)
发现特征:电源内部,电势在电极附近出现两次“跃升”。

(如图8)
评价2:能否通过实验得出电源内部电势有两次抬升的结论。

问题:如果将电源接入用电器,组成闭合电路,电源内部的电势是否发生变化?
实验:用DIS电压传感器测两电极AB和两探针ab之间的电势差(如图9)。

智慧课堂平台同屏展示功能:展示实验操作过程,提高实验可视度。

观察现象:外电路UAB=1.87V,相较于电路断路时,数值减小。

内电路探针之间出现了电势差(φa<φb),Uab=-0.14V。

结论:1.电路导通时,电源内部有电势的降落,我们称“内电压(U 内)”,外电路电势的降落叫“外电压(U外)”。

2.整个闭合回路电势出现两次抬升,两次降落。

抬升的数值和降落的数值总是相等。

问题:内外电压U外、U内之和、与电源内部两次电势抬升的数值总会是定值吗?
活动③:测一测——测量闭合电路内外电压
分组实验:利用自制学具(如图10)测量电路的内外电压的数值,并计算两者之和,改变外电路电阻R,多次测量,寻找规律,将实验相关数据填入表2。

智慧课堂平台的同屏提问功能:学生将实验结论拍照提交,老师进行大数据分析,得出共性结论。

(如图11)
评价4:分组实验数据是否合理,能否得出内外电压之和与电源内部电势两次抬升的数值总相等的结论。

分析数据、发现规律:
对同一电源,闭合电路内外电压之和与电路内部两次电势的提升值之和相等。

对同一电源,闭合电路内外电压之和是定值。

问题:这个定值到底反映了电源的什么特性?
基于核心素养的设计意图:通过观察和实验让学生了解了化学电池的构造,发现电池的内部电势特点,逐步建立电源内电路的物理模型,形成正确的.物理观念。

学生经历了观察对比、发现问题、提出假设、实验探究等一系列的探究过程,加深了对于闭合电路内外电压与电源内部两次电势
提升之间关系的感性认识,培养学生科学探究的意识。

(三)理论分析,发现规律
任务三:运用守恒思想,理解科学本质
活动④:想一想——电源如何维持闭合电路有持续的电流
引导:有一个量总是保持不变,这在物理学上我们常称做“守恒”。

能不能从守恒的角度思考。

类比演示:如图12
思考:流回负极的正电荷是如何回到正极的呢?
类比:将小球由低处搬运到高处,能继续依靠重力吗?
得出结论:电源依靠非静电力做功将流回负极的正电荷搬运到正极,维持持续的电流。

评价3:能否说出非静电力的作用。

活动⑤:理一理——从能量观出发理清电路中的守恒关系
思考:从能量守恒的角度想一想,闭合回路中静电力做功和非静电力做功的关系是怎样的?结论:闭合回路中静电力做功等于非静电力做功W电=W非
活动⑥:推一推——推导电动势和欧姆定律的表达式
推理论证:
由实验数据可得:E=U外+U内
有能量守恒定律和功能关系可得:qU外+qU内=W非
推导得出:E=W非/q
含义:E就是电源内部非静电力移送单位电荷所做的功。

即非静电力做功的本领!电动势——非静电力所做功与所移动电荷量之比。

符号:E单位:伏特(V)
智慧课堂平台的同屏提问功能:学生将实验结论拍照提交,老师进行大数据分析,得出共性结论。

(如图13)
问题:水果电池给小灯泡供电时外电压为什么很小?活动⑦:看一看——再次观察实验数据寻找线索
观察:再次观察分组实验数据(表2)
结合部分电路欧姆定律和实验结论E=U外+U内,推导闭合电路欧姆定律:
闭合电路欧姆定律内容:闭合电路的电流,跟电源的电动势成正比,跟整个电路的电阻成反比。

(备注:适用于纯电阻电路)
评价4:各组运用能量守恒定律能否推导出电动势的表达式和闭合电路欧姆定律。

智慧课堂平台的录制微课功能:现场录制微课推送给学生,供学生课后观看
问题:你能解释水果电池为什么不能点亮小灯泡了吗?
基于核心素养的设计意图:学生在老师创设的问题情境下交流讨论,学生深度参与课堂,经历先交流再观察、再猜想、再推导、再思考,从感性到理性,由特殊到一般的过程,发展了科学思维。

同时,这样的设计循序渐进,遵从学生认知规律。

(四)应用规律,解释现象
任务四:运用欧姆规律,解答情境问题
活动⑧:说一说——水果电池不能点亮小灯泡的原因
水果电池的内阻r太大,导致闭合电路中的电流I小,故外电压U 外小。

实验验证:利用注射器改变铅蓄电池内阻,观察内电压、外电压以及电流的变化(图15)。

智慧课堂平台同屏展示功能:展示实验操作过程,提高实验可视度(图16)。

评价5:能否运用闭合电路的欧姆定律解释水果电池不能点亮小灯泡的原因。

基于核心素养的设计意图:解释原因,即是本节课知识的应用,同时也使本节课的情境贯穿始终。

通过实际问题的解决,体会到了运用所学知识解决实际问题的乐趣,同时增强了实践意识,深化了物理观念,发展了科学思维。

【课堂小结】
闭合电路的欧姆定律
一、初次尝试,发现问题
二、实验探究,寻找线索
三、理论分析,发现规律
四、应用规律,解释现象
【教学反思】
本节课内容________于生活真实情境,从发现问题到探究原因,再到发现规律,最后解释现象。

各教学环节层层递进,环环相扣,充分运用了循环递进式教学方法。

学生在一个个递进的情境任务中不断认识科学本质,寻找到物理规律,发现解决问题的科学方法。

在不断探索的过程中锻炼了关键能力,提升了科学素养。

欧姆定律教学设计3
一、教学任务分析
拓展型课程中的“电源”和“闭合电路欧姆定律”是基础型课程中部分电路的延伸,是“电路”一章中的核心知识。

内容不仅涉及到电流、电阻、电压及电动势等物理量,还通过对电池供电原理以及非静电力做功等内容的详细介绍,突出闭合电路中能量转化和能量守恒的规律。

“电源”和“闭合电路欧姆定律”涉及到的新概念较多并且抽象,如电动势、外电压、内电压、外电阻、内电阻等等,学生掌握这些概念均有一定的难度。

建立闭合电路欧姆定律的探究过程,不仅要有较强的动手实验获取数据的能力,还要学生具有较高的处理数据的理性分析能力。

让学生感受电池,制作水果电池,体会物理与生活的联系,打破对电池认识的神秘感,甚至给学生一个发明创造的欲望,从而感受成功的喜悦或失败的经历。

本节课通过对教材内容的合理整合,探究活动的科学设计,较好地达成了学习目标。

二、学习目标
1.知识与技能
(1)知道电源电动势及内阻概念,知道化学电池的工作原理。

(2)理解闭合电路欧姆定律。

(3)通过实验操作,培养动手实验能力。

2.过程与方法
(1)经历实验观察、猜想、验证等过程,感受科学探究的一般方法。

(2)通过对实验数据的分析、归纳,经历物理规律的发现过程。

3.情感、态度和价值观
(1)通过科学探究过程,培养严谨求真的科学态度。

(2)通过对化学电池结构的认识,增强环保意识。

(3)观看“神六”、“核电站”等图片,领略我国电能领域取得的巨大的成就,激发爱国主义的热情。

三、教学重点
电动势概念的建立,探究电源内阻和闭合电路欧姆定律。

四、教学难点
通过实验数据分析,得出电源有内阻以及闭合电路欧姆定律。

五、教学资源
1.实验器材:电压、电流传感器、DIS数据采集器等,水果及铜丝、锌丝等。

2.信息技术:自制FLASH课件。

3.使用教材:上海市现行高级中学课本《物理》拓展型课程I第二册(试用本)(华东师范大学出版社。

六、设计思路
在“电源电动势”和“闭合电路欧姆定律”两节电学内容的教学中,通常我们的教学设计是根据高中物理教材中提供内容按次序而进行的。

在教学内容上,从非静电力做功引入电动势的概念,强调电动势是将其他形式的能转化为电能的本领,在实验得到电源的内外电压之和为电源电动势的基础上,借助欧姆定律,推导出闭合电路欧姆定律。

在教学次序上,先电源电动势,后闭合电路欧姆定律。

由于人们对事物的认识是一个渐进的过程,在不同的阶段有着不一样的认知水平,学生对电动势概念的理解也不会是一步到位的,需要一个螺旋上升的过程,所以,我们在对“电动势”和“闭合电路欧姆定律”
两节内容研究后,将教材内容进行了有机的整合,设计出两个双循环的教学过程。

第一个双循环针对电动势而言。

电动势的概念是掌握闭合电路欧姆定律的关键和基础,考虑到电动势概念比较抽象,涉及的知识面较广,学生全面、深刻地理解它是有困难的。

在电动势教学的第一循环中,仅仅指出电源电动势是由电源本身的特性决定的,它在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压,它可以用电压表直接测量出来。

在第二循环中,指出它是表征电源将其他形式的能转化为电能本领的物理量,电源电动势和电路断开时电源两极间的电压有相同的大小和单位,但他们的。

物理含义不同。

第二个双循环针对闭合电路欧姆定律而言。

在第一循环中,通过多组电流、电阻的实验数据,让学生通过探究得到电源有内阻,并进一步得到闭合电路欧姆定律,改变了传统教学中先将电源的表征量都研究好,待所有概念都解决后,再去研究电路中电流所遵循的规律,即闭合电路欧姆定律。

第二循环中,先以作业形式给学生一系列问题,然后让学生通过自主学习、合作学习的形式完成从能量角度对电源的研究。

考虑到本节课的探究方法与课本中的不同,我们在作业中编排了题目“简述课本中闭合电路欧姆定律的建立过程”,引导学生通过阅读教材,学习到另一种经典的研究方法,即通过探究电动势与电源内、外电压的关系而得出闭合定律欧姆定律。

本节课的教学设计主要针对“电源”和“闭合电路欧姆定律”第一循环的学习,课题名称定为“电源及闭合电路欧姆定律”,教学时间为1课时。

七、教学流程
八、教学过程
(一)情景──回顾历史、引入课题
视频:神舟6号遨游太空。

让学生思考电池翼板的作用。

图片:科学家伽伐尼。

介绍伽法尼发现电的过程。

图片:科学家伏打照片。

介绍伏打及伏打电池,让学生利用所学的化学知识,解释伏打电池的工作原理。

实物:不同类型化学电池。

解剖化学电池内部结构,指出废旧电池给人体和环境带来的危害。

制作:自制水果电池。

在不同水果中插入锌丝和铜丝,并测量其两丝间的电压。

图片:核电站、三峡。

简要介绍我国电力发展情况。

(二)探究──建构概念、建立规律
探究一:影响端电压的因素
师:下面我们以干电池为例来研究电源。

如图1是由干电池、电阻箱组成一个电路。

为了我们有共同的语言,先介绍两个概念。

我们把电源两端的电压称为“端电压”;电源外部所接的电阻称为“外电阻”。

图1电路中电源的端电压也就是外电阻上的电压。

师:请大家按图1连接电路,测量电源的端电压,完成下表,并讲一讲你的发现。

电阻箱电阻R
断路
电源端电压U
生:我们发现外电阻R越大,电源端电压U越大,说明端电压与外电阻有关。

生:不同的电源在外电阻相同的情况下U是不同的,说明端电压还与电源有关。

生:电路断开时的端电压仅由电源本身决定。

师:电路断开时,电源两极间的电压是由电源本身决定的,即:不同的电池,在电路断开时,维持两节间电压的本领是不同的。

为了描述电源的这种特性,在物理学中,引入了电动势的概念。

电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的`电压。

电动势用符号是E表示,它的单位是伏特。

师:请大家测量课桌上干电池的电动势。

探究二:闭合电路的电流
师:在图1所示的电路中,如果电源的电动势和电阻是已知的,那么,电路中的电流是多少呢?凭你的知识、经验、智慧或灵感,猜测一下。

生:我的猜测是:I=E/R
师:这样的猜测对不对呢?电池的电动势刚才大家已经测量过,下面请大家再测量一下,不同外电阻时电路中的电流,完成下表,最后看看我们的猜测是否正确?
电阻箱电阻R
电路中电流I
生:通过实验,我们发现电流I
师:那么,电流与电动势和外电阻之间关系存在怎样的关系呢?请大家再猜测一下。

生:分母再大一点就行了,我的猜测是,可能是电源内部有电阻。

师:假设你的猜测是正确的,我们不妨将电源内部的电阻叫内阻,用r表示。

这时电路中的电流可写成:I=E/(R+r)。

现在请大家利用。

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