蘇科版初中物理（九年級?上）設計

題

14.3歐姆定律

型：實驗探究型

教

材

與

學

情

分

析

一、教材分析

歐姆定律作為一條實驗定律是電學的核心，它揭示了電流、電壓和電阻三個物理量之間的關系。教材將歐姆定律這節(jié)內(nèi)容編排在學生學習了電流、電壓、電阻等概念和電流表、電壓表、滑動變阻器的使用方法之后，為它的探究性學習做出了足夠的鋪墊，既符合由易到難，由簡到繁的認識規(guī)律，又保持了知識的結構性、系統(tǒng)性。而通過對歐姆定律的學習，又為接下學習伏安法測電阻、電功、電功率和安全用電知識打下了基礎。對歐姆定律的探究，還使學生進一步體驗了本第一節(jié)探究影響電阻大小的因素時所用的控制變量法，認識到應用科學方法的重要性。學生在探究過程中，科學思想得到熏陶，能力得以提高。

二、學情分析

根據(jù)以往的經(jīng)驗，學生對電流、電壓、電阻的概念能正確理解，也知道電流與電壓和電阻有關，但對于它們的定量關系卻知之甚少；對電流表、電壓表和滑動變阻器的正確使用能較好地掌握，也能想到用控制變量法研究這三個物理量之間的關系，但對于如何具體實施探究過程卻普遍缺乏思考。

教

學

目

標

1、知識與技能目標

①通過實驗探究電流與電壓和電阻的關系，理解歐姆定律的物理意義。

②會使用歐姆定律的公式及其變形式進行簡單的計算。

③學會同時使用電流表和電壓表測量同一導體的電流和電壓。

④會用滑動變阻器改變部分電路兩端的電壓。

2、過程與方法目標

①初步掌握利用探索性實驗研究物理問題，并歸納得出物理規(guī)律的一般方法。

②培養(yǎng)學生依據(jù)實驗事實，分析推理、歸納得出物理規(guī)律的能力。

③進一步體驗控制變量的科學研究方法和用圖像說明物理現(xiàn)象和過程，揭示物理規(guī)律的方法。

3、情感、態(tài)度與價值觀目標

①結合歐姆當年研究電流、電壓和電阻三者關系的簡史，培養(yǎng)學生刻苦鉆研、大膽探索的科學精神，同時使學生親身感受物理研究的意義。 ②引導學生認識物理規(guī)律的客觀性、普遍性和科學性，促進學生科學世界觀的形成。

重點

難點

教學重點：通過實驗探究電流跟電壓和電阻的關系，歸納出歐姆定律。 教學難點：如何設計實驗，如何對實驗數(shù)據(jù)進行分析并歸納結論，如何評估實驗結果。

教學器材

每組學生：三節(jié)干電池、開關、電流表、電壓表、滑動變阻器、5Ω、10Ω、20Ω的電阻器各一只、導線若干 教師：多媒體電腦、電池組、開關、電流表、電壓表、滑動變阻器各一只、導線若干

時安排

1時

教 學 設 計

教學過程

教 師 活 動

學 生 活 動

設計意圖

新

導

入

師：同學們，通過前面的學習我們已經(jīng)掌握了電流、電壓和電阻的相關知識。那么就你們掌握的知識分析，電流與電壓、電阻之間有沒有關系？

有關系！ 因為電壓是形成電流的原因，電阻表示導體對電流的阻礙作用，所以我認為電流與電壓和電阻有關。創(chuàng)設問題情景，引入新問題

猜

想

與

假

設

師緊接：大家能不能大膽猜想，電流與電壓、電阻之間有什么樣的關系？并說說你猜想的依據(jù)。

教師演示此實驗。

猜想1：前面做過實驗：在一個小燈泡的電路中，當電用兩節(jié)干電池代替一節(jié)干電池時，小燈泡變得更亮，電流表的示數(shù)會變大。 因此我猜想：電流與電壓有關，電壓越大，電流就越大。引導學生合理猜想，引出探究題

師：在這個實驗中，如果在電路中在串聯(lián)一個，當移動滑片改變變阻器連入電路的阻值時，你將會看到什么現(xiàn)象？對于你觀察到的現(xiàn)象，你又有什么猜想？教師演示實驗。

猜想2：當移動變阻器的滑片使變阻器連入電路的阻值變大時，小燈泡變暗，同時電流表的示數(shù)變�。环粗�，小燈泡變亮，同時電流表的示數(shù)變大。 因此我猜想：電流與電阻有關，電阻越大，電流就越小。師：在上面同學合理猜想的基礎上，誰能進一步對電流與電壓、電阻之間的定量關系提出更具體的猜想？

猜想3：電阻一定時，電流與電壓成正比；電壓一定時，電流與電阻成反比。

確

定

探

究

方

法

師：我們知道，在合理的猜想和假設之后，還應該對其進行實驗探究。那么應該用什么方法探究電流與電壓、電阻之間的關系呢？

師：具體怎么做呢？學生：控制變量法

學生：可以先控制電阻R不變，探究電流I與電壓U的關系；再控制電壓U不變，探究電流I與電阻R的關系。學會用控制變量法探究問題

設

計

實

驗

方

案

師：同學們已經(jīng)確定了采取控制變量的科學探究方法，那么在實驗前應該準備哪些器材？又如何設計實驗呢？請大家相互討論、交流，看那一組能找出最佳方案。

學生分組討論。在自主設計實驗方案的過程中，培養(yǎng)學生的實驗設計能力

教學過程

教 師 活 動

學 生 活 動

設計意圖

設

計

實

驗

方

案

師：剛才的熱烈討論說明，同學們對如何進行實驗已經(jīng)胸有成竹，下面就請大家各抒己見，說說自己的好主意。

教師在學生的匯報過程中做適當?shù)奶崾竞脱a充： （1）你認為需要準備哪些實驗器材？ （2）在第一步實驗中，需要控制電阻R不變，改變電阻R兩端的電壓，通過電流表觀察通過電阻R的電流I的變化情況。那么，你們打算怎樣改變電壓U呢？

師：使用滑動變阻器也是一個好方法。與上述方法相比，它有什么優(yōu)點呢？

學生匯報交流： 生：實驗要探究電壓、電阻對電流的影響，即必須準備電流表、電壓表和電阻；還要有電，開關和導線。 生：可以通過改變電池組中電池的節(jié)數(shù)改變電阻R兩端的電壓；也可以使用學生電，改變電電壓的取值改變電阻R兩端的電壓。 生：還可以在電路中串聯(lián)一個滑動變阻器，通過改變變阻器連入電路的阻值改變電阻R兩端的電壓。 生討論后：使用滑動變阻器除了可以改變電阻兩端的電壓，還可以觀察到電壓連續(xù)變化的過程。另外，還能保護電路。多種方法啟發(fā)學生用解決問題

設

計

實

驗

方

案

師：接著，誰說說如何控制電壓U不變，而探究電流I與電阻R的關系？

師：是不是任意取幾個阻值不同的電阻呢？

師：阻值不同的電阻接入電路時，電阻兩端的電壓是否能保持不變呢？如何解決這個問題？

師：說得非常好！由此可見，滑動變阻器在我們這個實驗中的重要性。下面請大家根據(jù)剛才的分析，設計出實驗電路圖。

教師用實物投影展示學生設計的實驗電路圖。

師：根據(jù)同學們的分析、匯報，我把大家的實驗思路和方法進行一下總結。實驗應分兩步進行：第一步，控制電阻R不變，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器，改變電阻R兩端的電壓U并使其成倍數(shù)變化，再觀察通過電阻R的電流I的變化情況，找出電流與電壓的關系；第二步，把阻值成倍數(shù)關系的不同電阻分別接入電路，并通過調(diào)節(jié)滑動變阻器控制電阻兩端的電壓保持某一固定值不變，再觀察電流的變化情況，找出電流與電阻的關系。

生：可以用幾個阻值不同的電阻分別接入電路，從而改變電阻，同時觀察電流表的示數(shù)，確定電流I的變化。 （生：也可以用電阻箱接入電路改變電阻。） 生：為了比較數(shù)據(jù)方便，最好選擇幾個阻值成倍數(shù)關系的電阻。 生：電阻兩端的電壓會發(fā)生改變，可以通過調(diào)節(jié)滑動變阻器控制電阻兩端的電壓保持不變。

學生設計并展示實驗電路圖。通過對學生設計的肯定，激發(fā)學生學習欲望，且為學生給出了一個正確的示范

對實驗的總結，為學生的成功探究奠定基礎

教學過程

教 師 活 動

學 生 活 動

設計意圖

實

驗

探

究

師：通過交流與合作，同學們對實驗的方法達成了共識，下面就請大家根據(jù)實驗方案自己設計記錄實驗數(shù)據(jù)的表格，然后進行分組實驗。每一小組可以在“電流與電壓的關系”和“電流與電阻的關系”兩個題中選擇一個進行探究，當然也可以兩個都探究。然后，大家要相互交流，共同合作，找出結論。

教師巡回指導。

學生分組實驗，記錄數(shù)據(jù)

讓學生體驗合作學習

交流成果總結規(guī)律

師：同學們剛才都根據(jù)自己設計的實驗方案，進行了認真、細致的探究，并進行了科學地分析。下面就請大家交流一下自己組的探究結果。

教師用實物投影展示學生的數(shù)據(jù)

師：分析實驗數(shù)據(jù)，你們發(fā)現(xiàn)了什么？

師：你們得到的結論是什么？

師：同樣探究這個問題的小組，是否也發(fā)現(xiàn)了這樣的規(guī)律？如果有的小組有不同結論，與其他同學交流一下，找找原因。

師：當然，實驗誤差也會造成實驗數(shù)據(jù)有差異，不一定能得到嚴格相等的比例關系。在實驗中，我們要尊重事實、實事求是地記錄和分析數(shù)據(jù)。生：我們小組完成的實驗是控制電阻不變，探究電流與電壓的關系，我們設計的表格和記錄的數(shù)據(jù)如下： R=___Ω 實驗

次序

電壓U/V

電流I/Ａ

①

②

③

生：分析實驗數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)電壓變大為原的兩倍時，電流也變?yōu)樵�的兩倍；電壓變大為原的三倍時，電流也變?yōu)樵�的三倍�?生：電阻一定時，電流與電壓成正比。

學生表示贊同。

學生間短暫交流。

讓學生學會交流

激發(fā)學生交流的欲望

讓學生思維發(fā)生碰撞，取長補短

培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度

師：下面請?zhí)骄苛硪粏栴}的小組與大家交流。

教師用實物投影展示學生的數(shù)據(jù)，并與前一組數(shù)據(jù)一起保持。

生：我們小組完成的實驗是控制電壓不變，探究電流與電阻的關系，我們設計的表格和記錄的數(shù)據(jù)如下： U=___ V

實驗

次序

電阻R/Ω

電流I/Ａ

①

②

③

教學過程

教 師 活 動

學 生 活 動

設計意圖

交流成果總結規(guī)律

師：你們發(fā)現(xiàn)的規(guī)律是什么？

師：這兩組同學設計的表格中，都安排了三次實驗，老師想知道為什么？

生：分析實驗數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)電阻變大為原的兩倍時，電流變?yōu)樵�的二分之一；電阻變大為原的三倍時，電流也變?yōu)樵�的三分之一。所以我們得到的結論是：電壓一定時，電流與電阻成反比。

生：只比較兩組數(shù)據(jù)尋找規(guī)律具有一定的偶然性，三組或三組以上數(shù)據(jù)可避免它。

師：綜合分析以上實驗結果，我們可以歸納出什么樣的結論？

師：電流I跟電壓U、電阻R在數(shù)量上有什么關系？

師：剛才同學們歸納的結論：導體中的電流，跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比。用公式表示為：I=U/R。這是一條很重要的物理規(guī)律，叫做歐姆定律。那是德國物理學家歐姆在大量的實驗后，歸納出的結論。歐姆定律揭示了電路中電流遵循的基本“交通規(guī)律”，是最重要的電學規(guī)律之一。

教師引導學生閱讀有關歐姆研究歐姆定律的歷史資料。

生：導體中的電流，跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比。

生：各組數(shù)據(jù)表明，電流等于電壓除以電流，即I=U/R。

學生閱讀本92頁的“方法”和例題，初步了解歐姆定律的使用方法。學習科學家不畏困難、不屈不撓

評估

師：這節(jié)同學們在較短時間內(nèi)經(jīng)歷了科學家的探究過程，并且出色的發(fā)現(xiàn)了規(guī)律──歐姆定律。那么，在探究過程中，大家又沒有走過彎路而影響實驗？又是怎么解決的呢？是不是有哪些小組還有其他發(fā)現(xiàn)呢？

學生進行自我評析并匯報交流。在實驗中得到體會，在交流中得到提高

小結與作業(yè)

教師引導學生進行小結：

1.回顧本探究過程 2.本節(jié)學到了哪些知識？ 3.本節(jié)學會了哪些研究方法？ 作業(yè)：本“www”習題

教學小結：

針對本節(jié)以實驗為基礎的特點，主要采用在教師的指導下讓學生自主進行實驗探究的方法進行教學。通過提出問題→學生猜想與假設→制定計劃與實驗方案→進行實驗與收集證據(jù)→分析論證、得出結論→評價→交流與合作等探究的全過程，讓學生自主構建知識，學習科學研究方法，培養(yǎng)了學生觀察和實驗的能力。但由于本節(jié)容量大、時間緊，學生素質(zhì)較低時，教師不能一味放手，要注意適當引導。利用實物投影顯示學生歸納的結論，減少教師和學生的板書，可以節(jié)約不少時間，從而使學生的探究顯得比較寬裕，是本圓滿完成的關鍵之一。

本文來自：逍遙右腦記憶 http://m.portlandfoamroofing.com/chusan/46385.html

相關閱讀：粵滬版《探究歐姆定律》教案