初中物理科學探究：歐姆定律優秀教案教學設計 李志華設計理念： 1、關注全體學生的發展，培養全體學生的科學素養；2、注重科學探究和合作學習；3讓學生經歷基本的科學探究的過程，學習科學探究的方法和科學思維方法，使學生學會思考，學會學習，培養學生的科學探究能力、科學態度與團隊合作精神等。 教學內容： 義務教育課程標準實驗教科書物理（人教版）九年級第十七章第一節科學探究：歐姆定律，為科學探究類型課。本節課通過實驗探究電流跟電壓和電阻的數量關系，即歐姆定律。采用“變量控制法”來進行，分別研究電流跟電壓、電阻的定量關系，讓學生經歷科學探究的幾個主要環節，完整地體驗對一個問題進行科學探究的全過程。 教學目標： 一、知識與技能 1通過實驗探究電流跟電壓、電阻之間的定量關系； 2通過實驗探究，進一步熟悉科學探究中被廣泛采用的一種方法：變量控制法 3通過實驗探究，學習科學家的科學探究的方法 4嘗試用圖象法來分析實驗數據，得出結論 二、過程與方法 讓學生經歷和體驗科學探究的全過程，發展初步的科學探究能力三、情感態度與價值觀1通過學生的科學探究活動，培養尊重事實、探究真理的科學態度； 2體驗科學探究的樂趣和方法，領悟科學的思想和精神； 3在探究活動中培養學生交流與合作的意識。教學重點：讓學生經歷和體驗實驗探究的過程，培養初步的科學探究能力 教學難點：用圖像法分析實驗數據和對實驗結果的評估 學情與教材分析： 歐姆定律是電學中的基本定律，是進一步學習電學知識的基礎。對于“變量控制法”探究問題，學生在八年級已知道用，應該不陌生。通過前章的學習，學生已經會使用電流表和電壓表、滑動變阻器，會連接簡單的串聯和并聯電路。可在同一個實驗電路中同時使用電壓表和電流表，學生還是第一次，由于先前的科學探究活動多數只涉及部分要素，而本節需完成探究實驗的全過程，對學生來說是一個較高的要求。如實驗電路設計、實驗器材的選擇、用圖像法分析實驗數據、對實驗結果的評估等都是本節的難點。這需要教師的點撥、引導，也需要同學間的合作。 教學過程： 一、引入新課 1復習：電流是怎么形成的？電壓對電流的形成起了什么作用？什么是電阻？ （導體兩端的電壓使導體中的電荷定向移動形成電流；電阻是導體對電流的阻礙作用） 2既然電壓是形成電流的原因，那么升高電壓，電流會不會隨著升高呢？ 電阻對電流有阻礙作用，如果增大電阻，導體中電流會不會隨著減小呢？ 請同學們利用老師給出的器材動手做一做，說說你的發現 （器材：二個干電池、小燈泡、開關、滑動變阻器各一個，導線若干） 實驗一：同一個小燈泡分別接在一節和兩節干電池上，觀察小燈泡的發光情況。 實驗二：將小燈泡與滑動變阻器串聯接入兩節干電池上，移動滑片，觀察電阻增大或減小時，小燈泡的亮度變化情況。 從這兩個小實驗中發現：電流隨電壓的增大而增大，隨電阻的增大而減小 二、進行新課 （一）提出問題 教師直接提出：電流大小可能與哪些因素有關？ （二）猜想與假設 學生根據前面的實驗很容易猜想到與電壓、電阻有關 請同們再大膽地猜想一下，電流與電壓、電阻可能有什么樣的定量關系？ （提示學生：這種數量關系可用數學的函數關糸來表達） 將同學們的猜想寫出來 猜想與假設的對不對，必須用實驗來驗證 這節課將請同學們利用給出的器材探究電流與電壓、電阻的關系（三） 制定實驗計劃與設計實驗 1討論研究實驗的方法 如果一個物理量受多個因素影響，可用什么樣的方法可以把一個多因素的問題轉變成一個單因素的問題來研究，從而為我們研究問題帶來許多的方便？ （變量控制法） 請學生討論出實驗研究方案，與同學交流、比較 （將導體接入電路，采用變量控制法分別研究：當導體電阻不變時，改變導體兩端電壓，研究導體電流與電壓的關系；當導體電壓一定時，改變導體電阻，研究導體電流與電阻的關系） 2討論如何制定計劃與設計實驗 （1）引導學生討論如何探究電流與電壓的關系 發動學生討論實驗需解決的問題，逐步完善設計的電路 本實驗需要測量哪些物理量？（測量通過導體的電流和導體兩端的電壓） 用什么器材測量？ （電流表、電壓表） 電流表和電壓表如何接入電路？ （學生回答后，畫出電路如圖1） 復習回顧電路的連接方法和注意事項 請學生回顧電流表和電壓表使用方法后，教師對連接電路再進行點撥指導： 在連接同時有電流表和電壓表的電路時，一般先連接電壓表以外的串聯電路，最后再將電壓表并聯在電路中。連接時注意兩電表的正負接線柱和量程，電流表和電壓表的量程應選擇合適，在不能估計被測數值的情況下，可用試觸法確定電表的量程。 要完成本實驗，必須怎么操作？ （保持導體電阻不變，改變導體兩端電壓，觀察通過導體的電流有什么變化？） 小組討論改變導體兩端電壓的方法，并將討論結果與同學們交流 學生提出的方案可能有幾種：a.通過改變串聯電池組的電池個數來直接改變導體兩端電壓，b.用電壓可調 的學生電源改變導體兩端電壓c.在電路中串聯一個滑動變阻器來改變導體兩端電壓 （2）討論如何探究電流與電阻的關系 引導學生討論該實驗要解決哪幾個問題？解決的方法是什么？根據現有條件和操作方便性，選擇哪種方法好？ 該實驗必須保持什么不變，改變什么？ 請各小組討論a.怎樣改變導體電阻R的大小？b.怎樣保持導體兩端的電壓U不變呢？ 教師建議：導體電阻最好選用成整數倍的定值電阻，以方便對數據的分析。 （四）指導學生進行實驗與收集證據 選擇桌面上給出的器材進行實驗。 要求：各小組成員分工合作明確，嚴格執行儀器的使用規則，探究過程中首先設計好實驗電路，計劃好實驗步驟（可參考教材）；正確讀取、如實填寫實驗數據；對自己的實驗數據進行認真的分析、論證，并要求畫出電阻不變時，電流隨電壓變化的圖像；電壓不變時，電流隨電阻變化的圖像；歸納出實驗結論。（同學們操作，教師巡視指導） 探究結論是在測量多組數據的基礎上，才能得出具有普遍意義的規律。考慮到時間問題，同時也為了培 養學生的合作精神，每個實驗只測三次，分析論證時可以與其他組交流共享數據；分析數據時，其中一部分小組只作IU圖象,另一部分小組只作IR圖象。引導學生運用數 學知識來探討實驗記錄中有關物理量間是否存在嚴格的數量關系，有利于培養學生運用 數學方法解決物理問題的能力和實事求是的科學態度 （五） 分析與論證 選擇34組同學利用投影機展示自己的實驗數據及IU圖象和IR圖象，并逐一表述自己的分析論證過程和結論。 分析與論證是實驗的重要環節，讓學生經歷從物理實驗中歸納科學規律的過程，是發展學生創造性思維的過程。本實驗通過對實驗數據進行分析比較，借助圖像來描述數據間的的相互關系特征，能更直觀地反映物理量間的關系，有助于歸納出科學規律。同時讓學生嘗試用自己的語言解釋和描述探究結果，能培養學生大膽表述自己觀點的意識和正確表達的能力；通過展示自己的研究成果，體會成功的喜悅，激發更強的探究興趣。綜合各小組的論證結果，得出結論：1.保持電阻不變時，電流與電壓成正比。 2保持電壓不變時，電流與電阻成反比。 （六）評估與交流 請各實驗小組進行自我評估，客觀評估自己的實驗過程及結果，并與其他小組的實驗進行交流。同時引導學生正確對待實驗中的失誤，分析實驗失敗的原因，研究實驗改進的措施。將自己的評估和大家進行交流，教師再加以點評。 教師對評估活動的引導與提示： 1在探究過程中，應該保持不變的物理量是否在操作中真正做到了保持不變？ 2實驗小組的測量數據是否嚴格符合我們總結的規律？不符合的原因是什么？ 3比較本小組得出的實驗與其他小組的實驗結論有什么差別？ 4反思實驗結論與開始的假設有什么差異？ 5分析產生誤差的原因，探討減小誤差的方法 6該實驗中還有沒有什么影響因素沒考慮到？ 7你的實驗過程有沒有不夠完美之處？可以改進嗎？研究改進實驗方案的措施 。評估與交流是對探究的反思過程，有利于培養學生嚴謹的科學態度，發展學生的批判性思維。從評估中感受自己的失敗與錯誤，通過糾正錯誤，逐步走向正確，真正體會到成功的喜悅。評估與交流也是一種后續的學習，從評估中吸取經驗教訓，揚長克短，增長知識提高技能，也有助于學生物理素養的形成。 設計思路： 本節探究型課是通過實驗探究電流跟電壓和電阻的關系，實驗指導是以學生為主體、教師為主導的啟發討論式教學模式。引導學生用 “變量控制法”將探究的問題通過兩個實驗來進行。通過實驗一、二創設問題情景，啟動思維，引導學生進行大膽的猜想與假設，激勵學生積極主動地進行探究活動。在教師的不斷引導和學生的積極思考、討論下，解決怎樣改變電阻兩端的電壓和電流、實驗器材的選擇等問題，逐步突破實驗