PAGE第7頁共7頁閉合電路歐姆定律習(xí)題課的教學(xué)設(shè)計（250001山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)楊丹丹李斌）【設(shè)計理念】閉合電路歐姆定律是電路中的一條重要規(guī)律，是恒定電流一章的重點(diǎn)內(nèi)容。經(jīng)過閉合電路歐姆定律新授課的學(xué)習(xí)，學(xué)生對閉合電路歐姆定律已有初步的了解，但對于相關(guān)規(guī)律還缺乏深入的研究，如：路端電壓和外電阻的關(guān)系，輸出功率和外電阻的關(guān)系等，老師應(yīng)及時精心設(shè)計習(xí)題課進(jìn)一步深入探究從而解決這些問題。傳統(tǒng)習(xí)題課是以教師講、學(xué)生練為主，一些抽象的物理規(guī)律只能生硬的塞給學(xué)生，例，電源的輸出功率和外電阻的關(guān)系就是一個難點(diǎn)，怎樣以一種符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律又令人信服的方式呈現(xiàn)給學(xué)生？這雖然是一節(jié)習(xí)題課，我們也可以嘗試著換種方式，讓學(xué)生動手多一些，思考多一些。基于以上各點(diǎn)考慮，在教學(xué)設(shè)計時，我們本著探究、體驗(yàn)的設(shè)計思想，將課堂內(nèi)容分成兩大板塊來實(shí)施課堂教學(xué)：一、路端電壓與外電阻（電流）的關(guān)系。（通過學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)、電流—電壓傳感器的實(shí)時圖像，從多角度領(lǐng)會路端電壓與外電阻（電流）的關(guān)系。）二、輸出功率與外電阻的關(guān)系。（通過理論分析、輔以電流—電壓傳感器，從公式和圖象兩方面總結(jié)分析輸出功率隨外電阻的變化關(guān)系。）【教學(xué)流程】一、路端電壓與外電阻（電流）的關(guān)系1、演示實(shí)驗(yàn)引入課題演示實(shí)驗(yàn)（電路圖如右圖所示）：閉合，燈發(fā)光；閉合，燈發(fā)光，燈變暗。在觀察實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出問題：為什么會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象？真實(shí)、生動的實(shí)驗(yàn)強(qiáng)烈地激發(fā)了學(xué)生的求知欲望，為下面探究的“好戲”拉開“序幕”。2、理論分析探求本質(zhì)引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用“閉合電路歐姆定律”的知識對路端電壓和外電阻的關(guān)系進(jìn)行理論分析:閉合，燈為何變暗？(強(qiáng)調(diào)對于給定電源，電動勢E和內(nèi)阻r都為定值。)學(xué)生通過觀察實(shí)驗(yàn)、分組討論得到電流和路端電壓隨外電阻的變化規(guī)律：外電路電阻增大，干路電流減小，路端電壓增大；外電路電阻減小，干路電流增大，路端電壓減小。3、分組實(shí)驗(yàn)層層遞進(jìn)學(xué)生在理論層面對路端電壓和外電阻的關(guān)系進(jìn)行分析后，亟需想知道自己的推理是否正確，是否符合實(shí)際情況，而實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，動手做實(shí)驗(yàn)是此處不可或缺的一個環(huán)節(jié)。再者，電學(xué)實(shí)驗(yàn)的動手操作一直是學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)，在平時的教學(xué)設(shè)計中應(yīng)盡可能的給學(xué)生創(chuàng)造動手的機(jī)會。（1）、①、明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?yàn)證路端電壓與外電阻（電流）的變化規(guī)律。②、明確實(shí)驗(yàn)器材。（兩節(jié)干電池、電壓表、電流表、開關(guān)、滑線變阻器、導(dǎo)線）③、動手實(shí)驗(yàn)前，小組同學(xué)討論如何選用兩表量程及在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)注意的問題。（明確安培表和伏特表的量程選擇和儀表正負(fù)接線柱的接入。）④、分組實(shí)驗(yàn)，按照電路圖連接實(shí)物，實(shí)驗(yàn)過程中老師個別指導(dǎo)。⑤、組織學(xué)生匯報實(shí)驗(yàn)結(jié)果：R增大，電流___減小__；路端電壓__增大__R減小，電流增大；路端電壓__減小__教師進(jìn)一步引導(dǎo)：除了理論定性研究電阻、電流、電壓之間的關(guān)系外，還可以通過更形象的圖像來分析路端電壓和電流的關(guān)系。（2）、借助電壓—電流傳感器得出圖象電壓—電流傳感器相當(dāng)于電壓表和電流表的作用，它們通過數(shù)據(jù)采集器和電腦相連，可實(shí)時以圖象的形式表現(xiàn)的動態(tài)關(guān)系。精心設(shè)計實(shí)驗(yàn)：仍然按照上圖連接電路，實(shí)驗(yàn)過程中師生配合改變劃線變阻器的阻值，觀察圖像（實(shí)際操作會有誤差）。如下：提出問題：a．—圖像反映的函數(shù)關(guān)系是怎樣的？b．圖像與縱坐標(biāo)的截距有什么物理意義？c．圖像與橫坐標(biāo)的截距有什么物理意義？d．斜率有什么物理意義？（通過軟件的“線性擬合”功能，讀出相關(guān)數(shù)據(jù)）結(jié)合公式和圖像，讓學(xué)生運(yùn)用所得到的規(guī)律，解答相關(guān)問題，解釋有關(guān)現(xiàn)象，掌握研究物理量變化關(guān)系的兩種常用方法——公式法和圖像法。4、拓展提高遷移深化設(shè)計題目進(jìn)一步挖掘—圖像其面積的物理意義：電路中滑線變阻器的觸頭從最右端滑至最左端的過程中，（1）電源的輸出功率為多大？（2）電源內(nèi)部損耗的電功率是多少？（3）電源的效率為多少？面對問題，學(xué)生習(xí)慣于用相關(guān)公式解答問題，有了前面—圖像的基礎(chǔ)，老師可以順勢引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用直觀的圖像來解決相關(guān)問題，進(jìn)一步挖掘圖像中幾何面積的物理意義（可回顧圖像的斜率和面積的物理意義）。學(xué)生會根據(jù)表達(dá)式分析出深色面積表示輸出功率，淺色面積表示內(nèi)電路消耗功率，電源的效率為深色面積和總面積的比值。經(jīng)過以上方法的對比，讓學(xué)生更深刻的領(lǐng)會“公式”和“圖像”兩種不同的描述物理量的方法，讓學(xué)生深刻體會知識的關(guān)聯(lián)性和延伸性。最后老師運(yùn)用Flash動畫，演示圖像中各面積的物理意義，讓學(xué)生的知識得到拓展延伸。二、輸出功率與外電阻的關(guān)系研究輸出功率與外電阻的關(guān)系，對于高二學(xué)生來講難度較大，無論是公式還是圖像，學(xué)生都較難得出。在過去的教學(xué)中都是把圖像硬塞給學(xué)生，讓學(xué)生死記硬背，由于缺乏真實(shí)性，甚至給出的圖象只是形似，并不太準(zhǔn)確，物理學(xué)科的科學(xué)性就打了折扣。本節(jié)課利用電壓—電流傳感器，經(jīng)過真實(shí)的實(shí)驗(yàn)畫出的圖像，可信度和科學(xué)性大大增強(qiáng)。1、提出問題：外電阻增大輸出功率怎樣變化？讓學(xué)生猜想。2、借助電流—電壓傳感器得出圖象如下：由于前面運(yùn)用此套設(shè)備畫出圖象，學(xué)生們親眼見到實(shí)際的電路，由師生共同配合完成的該實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對圖像的形成沒有任何懷疑，他們一方面感慨科技的進(jìn)步,一方面陷入深深的思考，學(xué)生對教學(xué)難點(diǎn)產(chǎn)生了一定的感性認(rèn)識,在此基礎(chǔ)上,教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生利用圖像分析輸出功率與外電阻的關(guān)系。3、引導(dǎo)學(xué)生分析圖像：（1）觀察圖像（不是簡單的遞增或遞減關(guān)系）。(2)分析輸出功率隨外電阻的變化規(guī)律。（3）分析峰值所對應(yīng)外電阻有什么特殊的物理意義。通過坐標(biāo)讀出數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)此時外電阻與內(nèi)阻的阻值相差不多。學(xué)生抱著這種猜想，“當(dāng)輸出功率最大時，外電阻和內(nèi)阻是否相等呢？”4、引導(dǎo)學(xué)生利用表達(dá)式分析輸出功率和外電阻的關(guān)系。學(xué)生迫不及待地想驗(yàn)證自己的猜想是否正確。討論：外電阻為何值時，輸出功率最大？（啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用關(guān)系式說明問題）分析得：當(dāng)時，輸出功率最大。點(diǎn)評：當(dāng)學(xué)生運(yùn)用自己學(xué)到的知識推導(dǎo)出當(dāng)時，輸出功率最大，自己的想法得到了驗(yàn)證，在學(xué)習(xí)過程中真正感受到獲取知識的快樂。5、學(xué)以致用，拓展提高有針對性的設(shè)置練習(xí)，深化、鞏固所學(xué)知識。例：如圖，E=6V，r=2Ω，R1=0.5Ω，R2的變化范圍是0－10Ω。（1）電源的最大輸出功率？（2）R2上消耗的最大功率？（3）R1上消耗的最大功率？點(diǎn)評:選擇該例題的目的，在于啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用不同的方法解決問題，讓學(xué)生對比“公式”和“圖像”兩種不同的研究方法。通過此題引起討論，啟發(fā)學(xué)生用不同的方法求電阻最大輸出功率問題，既可以用數(shù)學(xué)中的極值法來求，也可以采用圖象來求解，即所謂的等效電源法。在學(xué)生通過討論分析有了一定認(rèn)識的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮教師的指導(dǎo)點(diǎn)撥作用。重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)等效電源法：把定值電阻等效到電源的內(nèi)部，等效電源的電動勢等于電源的電動勢即，等效電源的內(nèi)阻等于電源的內(nèi)阻與定值電阻之和，即。并強(qiáng)調(diào)等效電源法的條件是：只有定值電阻才能等效到電源內(nèi)部，通常情況可變電阻則不能等效到電源內(nèi)部。【課后反思】這堂課總的設(shè)計思想是探究、體驗(yàn)，所有結(jié)論的得出，由學(xué)生自主完成，切實(shí)避免了教師滔滔講，學(xué)生默默聽，避免了教師將結(jié)論強(qiáng)加給學(xué)生的現(xiàn)象。教學(xué)充分重視學(xué)生獲取知識的過程，外電阻變化引起的路端電壓變化同時引起的輸出功率的變化，整個過程的認(rèn)識經(jīng)歷一個從感性到理性的深化過程。整節(jié)課都在圍繞一個電路進(jìn)行驗(yàn)證和探究，使實(shí)驗(yàn)的價值得到充分的體現(xiàn)。對于難點(diǎn)的突破，沒有生硬的給出圖像或是公式而是借助于先進(jìn)的電壓—電流傳感器，通過實(shí)驗(yàn)畫出圖像，進(jìn)而分析圖像再進(jìn)行理論推導(dǎo)，使難點(diǎn)的突破水到渠成。實(shí)驗(yàn)的引入大大提高了學(xué)生的動手能力，激發(fā)了學(xué)生的好奇心，增加了物理的魅力，消除了物理學(xué)習(xí)過程的枯燥，取而代之的是豐富的情緒體驗(yàn)，較好的實(shí)現(xiàn)了“創(chuàng)設(shè)情境——激發(fā)情意——切身體驗(yàn)——思維主攻——探究得本質(zhì)——反饋貫始終”的多次循環(huán)過程。使學(xué)生始終處于學(xué)習(xí)的主人的地位，真正達(dá)到了“滿堂思”，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生的“滿堂學(xué)”。【專家點(diǎn)評】該課題的教學(xué)設(shè)計充分體現(xiàn)了新課程的教學(xué)理念，對教材的分析比較透徹，既立足教學(xué)實(shí)際，又不失創(chuàng)新。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)和傳感器的設(shè)計使傳統(tǒng)的習(xí)題課耳目一新，特別是借助電流—電壓傳感器以圖象的形