《欧姆定律》教学案例分析

《欧姆定律》教学案例分析

【背景】

物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题，而只改变其中的某一个因素，从而研究这个因素对事物影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法，广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。那么学生能否很好地设计探究性实验？特别是能否有效地控制对比实验当中的变量，做到有效探究？本文以《欧姆定律》为例就学生如何开展实验设计控制变量作一分析，教给学生学习物理的方法。

【案例描述】

一、知识回顾：

师：我们已经学过了电学中的三个基本物理量——电流、电压、电阻，请同学们回顾一下。

问：什么叫作电流？如何测量？

生：电流的强弱叫做电流，用电流表测量。

生：分析如何正确使用电流表

问：什么叫作电压？如何测量？

生：分析如何正确使用电压表

问：什么叫作电阻？

生：一切导体对电流都有阻碍作用，叫做电阻。

师：分析如何正确使用滑动变阻器

二、新课教学：

师：电流、电压、电阻之间有联系吗？

演示：调节调光灯的亮度，让同学观察灯的亮度变化

师：灯的亮度变化是原因通过灯的电流强弱变化，在很多地方需要改变电流的大小，那么电流的大小可能与哪些因素有关？请同学们思考讨论，再进行交流。

学生交流：电流的大小可能与电压、电阻有关

师：探究电压、电阻的变化对电流的影响，应该用什么方法？

生：控制变量法。

师：如何控制变量

生：电阻一定时，探究电流与电压的关系；电压一定时，探究电流与电阻的关

系

探究一电阻一定时，探究电流与电压的关系

学生设计1:改变串联电池组电池的个数，既改变电

压，可以改变通过导体的电流大小。

学生设计2:在同一个电路中，调节滑动变阻器，改变电路中的电阻，也可以改变通过导体的电流大小。

学生讨论：由于滑动变阻器能连续调节电压，使用起来比较方便，这里我们使用串联滑动变阻器的方法改变电压。选取设计方案2。

生：应用控制变量法设计电路图。（如上图）

师：现在我们知道了所用的器材，大家现在画出用这些器材组成的一个能同时测量电压和电流的电路图。（引导：我们研究的对象是定值电阻，因此电流表和电压表测量的是通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压，电流表和电压表应与定值电阻怎样连接？要用滑动变阻器改变定值电阻两端的电压，滑动变阻器应与定值电阻怎样连接？）

电阻一定时，探究电流与电压的关系，实验时电阻5Ω，10Ω， 15Ω任选一个，然后调节滑动变阻器，观察两个电表的示数变化，实验记录表格如下表：

做出图像

（请两个同学在黑板上画图像，其它同学在纸上画）

师：从同学画出的图像可以看出，I与U的图像是一条斜线（数学的正比例图像）。

生：可得结论：导体电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比.

师：探究二电压一定时，探究电流与电阻的关系

师：电压一定时，探究电流与电阻的关系，实验时改变电阻先后用5Ω，10Ω， 15Ω，实验时要保持电阻两端的电压一定，而当电阻改变时，电压表的示数是否变化？若变化，如何才能使它的示数保持不变？

生：调节滑动变阻器的滑片，使导体两端的电压保持不变（3V）。

学生实验，调节滑动变阻器，观察两个电表的示数变化，实验记录表格如下表：

记录表格如下表：

师：对上述两个实验总结一下，可以得到什么结论？

导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比

这就是著名的欧姆定律

如果用字母U表示导体两端的电压，用字母R表示导体的电阻，字母I表示导体中的电流，那么欧姆定律能否用一个式子表示呢？

表达式：

教师强调

（l）公式中的I、U、R必须针对同一段电路．

（2）单位要统一I的单位是安（A）U的单位是伏（V）R的单位是欧（Ω）

练习处理（略）

师：本堂课，我们共同经历了探究电流与电压、电阻的定量关系的全过程，实验还可以如何改进，有什么其他方案，同学们课外可以继续探讨。电流与电压、电阻的

定量关系是电学中的一个重要定律——欧姆定律，是电学中的重要定律之一，定律的总结和有关应用，下一节课继续学习。

课后作业：

反思我们实验中的成功与不足之处。

【案例分析】

一、明确探究目标，增强教学指向性

欧姆定律的教学内容安排在学生学习了电流、电压、电阻等概念，电压表、电流表、滑动变阻器使用方法之后，它既符合学生由易到难，由简到繁的认识规律，又保持了知识的结构性、系统性。在教学时把本节所需知识点复习回顾，这样就使学生有了很好的知识准备，并就影响电流大小的因素进行分析，从而引出控制变量法，为新课的教学开了个好头，可谓事半功倍。

二、明确探究能力目标，在探究过程中培养能力

在实验中教师能引导学生在实验中观察什么，如何观察，即先观察电压表的示数，再观察电流表的示数，并能对电压值的设定进行分析，这样就让学生知道怎样做，以及为什么这样做，在习得知识的同时，又掌握了方法，提升了能力。

本节课应用控制变量法让学生通过自己亲身经历探究过程，体会电流随电压和电阻的变化过程，通过分析处理探究数据，从而得出欧姆定律的内容及公式，教师在教学时让学生设计电路图，并对学生的设计进行分析与评价，寻找最佳方案，教师在过程中注意引导和点拨，顺序渐进，注意如何应用控制变量法的引导。这样使学生在认知过程中体验了方法、学习了方法，体会得出欧姆定律的过程。

为了加强学生对欧姆定律的理解，注重了方法与知识的梯度，当导体的电阻R 一定时，导体两端的电压增加几倍，通过这段导体的电流就增加几倍。这反映导体的电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比例关系。当电压一定时，导体的电阻增加到原来的几倍，则导体中的电流就减小为原来的几分之一。反映了电压一定时，导体中的电流跟导体的电阻成反比例的关系。公式I=U/R完整地表达了欧姆定律的内容。通过控制变量法的具体应用，让学生感受到这种方法的重要性，同时加深了对控制变量法。的理解