18.4 焦耳定律—人教版九年级物理全一册教学设计

教学设计
一、教学课题：
（一）课题：焦耳定律
二、教学内容分析
焦耳定律是初中物理学习的重要定律之一，是能量守恒定律在电能和内能之间转化的具体体现，是物理学的基础知识，也是初中物理的重难点之一。

焦耳定律是欧姆定律的引申和发展，教材在电功、电功率之后安排焦耳定律，是对电功、电能理解的提升，符合学生的认知规律。

从本章的结构来看，电与热是对电能、电功率的应用总结，也是从电热角度认识安全用电的理论基础，起着承上启下的作用。

通过学习，学生能够提高综合分析、解决问题的能力，在学习过程中也将会深化和巩固学生已经学过的电学基本知识。

本节由“电流的热效应”“焦耳定律”“电热的利用与防止”三大部分组成，在教学中，分成了六小点来介绍，最后深化拓展综合计算的问题，内容与实际生活联系十分紧密，具有较强的综合性与实用性。

学生通过实例认识电流的热效应，结合实例对电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关提出猜想，然后通过实验来验证自己的猜想，通过实验得出电热的大小与电流、电阻和通电时间有关，得出它们的定性的关系，具体的定量关系就是焦耳定律。

焦耳定律的理解及应用既是教学重点又是教学难点。

学生用焦耳定律解释一些生活中与电热有关的问题，理解电热的利用和防止的内容。

这部分内容很贴近学生生活，充分体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的教育理念。

最后深化拓展电功、电功率、热量的综合计算问题，总结章节知识框架，通过例题讲解和练习，让学生能够掌握综合计算题的解题思路。

三、学情分析
电流的热效应现象是学生在日常生活中经常感受到的，学生对用电器发热现象有较为直观的认识，是研究学习本节课的重要资源。

在本节课的学习过程中，通过演示实验创设情境，学生会被物理现象所吸引，但有部分学生并未产生探索这些物理现象内在原因的欲望，因而教师要注重引导学生探究物理现象背后的物理规律。

在这个阶段，大部
分学生实验设计能力及观察能力有待提高，在教学过程中教师要结合生活实际及时引导学生进行猜想、探究，在教师的引导下，学生设计出探究实验方案，观察得出实验结论。

通过长期训练，能大大提高学生的科学探究能力。

通过前面的学习，学生已了解欧姆定律、电能、电功率知识，同时也具备了一定的科学思维能力和实验操作能力，掌握了基本的物理研究方法。

这些都为本节课的学习提供了基础。

四、教学目标
（一）知识与技能
1.学生分析总结日常生活中用电器的热现象，能够独立为电流热效应下定义。

2.学生小组合作，在教师的引导下，能在实验的基础上引出焦耳定律，概括公式的含义与应用场景。

3.学生会独立利用电能、电功率、焦耳定律的表达式进行综合计算，总结每一个公式的使用条件，正确解答60%以上的综合计算题。

4.学生小组合作运用焦耳定律进行分析，至少举一例说明利用和防止电热的场合和方法。

（二）过程与方法
1.学生合作进行实验：探究电流的热效应与哪些因素有关，能够合作提出两条假设，学会探究方法——控制变量法，初步制定实验探究方案。

2.学生小组交流能解释实验原理，能转述清楚实验中用U形管中的高度差反映电阻丝的热量的原因。

3.学生小组合作学会观察实验现象，比较实验数据，归纳总结得出实验结论。

4.学生能独立将探究实验过程转换成自己的语言讲述清楚，完全理解探究过程。

（三）情感态度与价值观
1.学生能够利用焦耳定律的知识解释生活中的现象，分析问题，体会理论到实践的
迁移。

2.学生小组交流讨论电热的利用和防止，学会辩证地看待问题。

3.学生小组讨论和交流，培养合作学习的态度和意识，激发学习兴趣。

五、教学重点难点
电热是指电流做功把电能转化为内能，电热的大小与哪些因素有关这个实验从提出问题、猜想、设计实验、进行实验与收集证据、得出结论几个方进行研究。

重点是研究电流通过导体产生热量的多少与电流、电阻和通电时间的关系，实验中要采用控制变量的方法。

研究电热与电阻关系时要控制电流和通电时间相同，设计出的电路要使用两个不同的电阻串联。

研究电热与电流的关系的设计是一个难点，电阻相同改变电流，可以利用分电压的思想，也可以两个电路来完成。

焦耳定律研究的是把电能转化为内能的多少，它与电功有联系也有区别。

电功是指电流做功，可以把电能转化为各种形式能，而电热只是电功的一部分。

只有在纯电阻电路中，这两个量才相等。

重点：通过实验研究电流通过导体产生热量的多少与电流、电阻和通电时间的关系，并确定研究方法及实验操作中各个环节应注意的问题。

难点：对焦耳定律的理解、电功和电热的关系及焦耳定律在实际生活中的应用。

六、教学方法
本节课主要采用情境教学和实验演示相结合的教学方法，突出以学为本，生活性、主体性、实践性，即联系生活实际，充分开发学生的生活经验。

在学法方面，以自主学习、合作探究为主，在课堂上着力开发学生的活动空间、思维空间和表现空间。

整个课堂教法与学法相互呼应，充分体现教师的主导作用和学生的主体作用。

课堂从新课程的理念出发，采取分阶段逐步深入的教学模式，由浅入深给学生创设了一个开放、动态的课堂，让学生开展合作学习和自主学习。

在轻松、平等的氛围里让学生小试牛刀，初步品尝科学探究活动中成功的喜悦，又通过教师的例题讲解和习题落实了知识与技能目标。

情景导入，通过视频+实验：电阻丝发热点燃火柴，激发学生探
究新知的欲望；然后从电炉丝与连接的导线入手，提出问题，学生也比较容易猜想到电阻是影响电热的因素之一。

在设计实验研究电热与电流、电阻和通电时间关系时，要利用到控制变量的方法。

研究电热与电阻的关系要比研究电热与电流关系思维难度上略低一些，体现了从简入难的层次性。

设计实验时结合了电路的特点，利用串联电路使两电阻的电流相等，利用分电压的方法使两电阻的电流不相等。

通过实验总结出电热的影响因素，让学生体会科学家的探索精神，熟练掌握科学探究的要素。

对“电热与电功的联系与区别”知识点的讲解，可采用演示实验的方式进行，利用了和课本上不同的电路图来进行实验探究，注重知识迁移，学生会更容易理解焦耳定律的意义，突破教学难点。

由生活中经常见到的家用电器等，让学生知道电热的利用和防止电热带来的危害。

最后深化拓展电功、电功率和热量的综合计算，课堂练习由易入难、层层深入，让不同程度的学生体会到解决问题的成就感，从而可以提高学生的积极性，能取得更好的教学效果。

七、教学资源
教科书、教学参考书、多媒体课件整合网络、火柴、电阻丝、玻璃瓶、铁夹子、活塞、焦耳定律演示仪等。

八、教学流程设计
九、教学过程
教师引导学生观察实验装置，思考：
（1）两电阻为什么要串联？（2）如何比较电流通过电阻放出的热量？
（3）设计实验数据记录表格。

电路接通，进行实验，观察U 形管中液柱的上升情况，把实验结果填入表格中。

教师引导学生观察实验装置，思考：
（1）右边电阻丝上为什么要再并联一根电阻丝？
（2）设计实验数据记录表格。

电路接通，进行实验，观察U 形管中液柱的上升情况，把实验结果填入表格中。

分析实验数据，可以得到什么结论？
3、探究电流通过电阻产生热量
电流比右边容器中通过电阻丝
中的电流大
B．左边容器中电阻丝两端的电压比右边容器中电阻丝两端的
电压高
C．U形管中液面高度的变化反映电阻丝产生热量的多少
D．通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同
三、焦耳定律
介绍科学家焦耳。

焦耳做了大量实验于1840年
四、电功与电热
回顾学习电功时的计算公式，引出电功和电热之间存在什么关系的问题。

学生在基本熟悉焦耳定律之后，通过简单的演示实验让学生了解电功W和电热Q之间的关系：组装一个简单的并联电路，一条支路只有电阻丝，为纯电阻电路；另外一条支路电阻丝与电动机串联，为非纯电阻电路（电流表显示两条支路电流相同，则在相同时间内消耗相同的电能）。

闭合开关，学生观察实验现象，思考原因。

实验结果：只有电阻丝的支路火柴先燃烧，这个过程，电能转化为内能，Q=W；有电动机的支路火柴后燃烧，电能转化为机械能和内能，Q<W。

电功、电功率、热量的综合计算
引导学生总结电功、电功率、热量的计算公式及使用条件。

电功：表示电流做功的多少
电功率：表示电流做功的快慢
焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正
比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。

例题：如图所示，是一种电吹风的工作原理图，有“冷风”和“热风”两个档位。

（1）在吹“热风”时，开关应掷向（填序号）。

（2）表中是电吹风的部分参数，求吹冷风时电路中的电流。

（3）求电热丝R 的电阻。

（4）某次使用该电吹风，吹热风5分钟，求消耗的电能和产生的热量各是多少？
十、教学评价
1、教师：
（1）同事评价：邀请同事听课、评课，指出教学内容、教学方法手段、教学效果、学生的学习等方面不足，课后交流反思，日后进行改进。

（2）学生评价：收集学生评价，有何改进建议，及学生希望的、更感兴趣的课堂形式。

在后续的课堂教学中不断贴合学生兴趣，提高学生课堂参与度。

2、学生：
（1）课堂表现评价：包括自我反思评价、小组评价、教师评价。

根据学生课堂表现评价量表（如下表1），剖析学生当堂表现，帮助学生有效调控自己的学习过程，向表现优秀的同学学习，及时改进不足。

表1 学生课堂表现评价量表
（2）学习效果评价：教师根据学生课后完成练习试卷以及调查报告，对照学习效果评价量表（如下表2）和量规（如下表3）判断学生是否达到学习目标，后期针对性进行教学。

表2 学习效果评价量表
表3 评价量规
十一、板书设计
教学反思
课后结合教学评价，对照教学目标，进行反思。