欧姆定律的探究

欢迎来到论文参考中心,在您阅读前,与您分享:路是脚踏出来的，历史是人写出来的。人的每一步行动都在书写自己的历史。 —— 吉鸿昌
  

欧姆定律的探究

    一、教学目标:
    (一)知识与技能
    (1)理解欧姆定律及其变换式的物理意义。
    (2)会利用欧姆定律分析解决简单电路的有关问题。
    (二)过程与方法
    (1)初步掌握利用探索性实验研究物理问题,并归纳得出物理规律的一般方法,培养学生依据实验事实分析推理、归纳得出物理规律的能力以及利用物理规律解释同类物理现象的能力。
    (2)初步学会在实验探究的基础上交流讨论,互相合作。
    (三)情感态度与价值观
    结合欧姆当年研究电流、电压和电阻三者关系的简史,培养学生刻苦钻研、大胆探索的科学精神,同时让学生在自我实现中增强成功体会。
    二、教学重点:
    欧姆定律所揭示的物理意义及其数学表达式。
    三、教学难点:
    欧姆定律的实验设计及学生对实验数据的分析、归纳以及结论的得出。
    四、教学器材:
    调光灯、小灯泡、电池组、滑动变阻器、电流表、电压表、阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω的电阻器各一个、导线数根等。
    五、教学过程:
    (一)巧设情景,提出问题
    教师演示:调光灯调节,灯时亮时暗。
    师:灯时亮时暗说明什么?
    生:电路中的电流有大有小。
    师:电路中电流的大小由哪些因素决定?
    (二)激励猜想,活化思维
    鼓励学生大胆猜测:假如你是历史上第一个研究电流大小的人,你猜电流的大小究竟由哪些因素决定呢?
    学生分组讨论,教师适当提示。学生联系上一章内容,猜想:电流与电压的大小有关,因为电压是形成电流的原因;可能电流与导体的电阻有关,因为电阻对电流有阻碍作用。教师针对学生的回答,给予肯定。最后根据猜想师生共同得到结论:电路中的电流与电压、电阻两者有关。
    过渡:到底有怎样的关系呢?
    “创设情景———提出问题———猜想”这两步引起学生极大的兴趣,学生注意力高度集中,急切盼望问题的解决,产生主动探索的动机。
    (三)质疑聚思,设计实验
    用投影仪打出思考题:
    (1)根据研究电阻大小影响因素的方法,本问题应采用什么方法研究?
    (2)选择使用哪些器材?
    (3)该实验应分几步,具体步骤怎样?
    学生激烈讨论,明确本问题的研究方法:必须设法控制其中一个量不变,才能研究另外两个物理量之间的变化关系,即控制变量法。
    学生讨论:提出本实验必须分两步来完成:第一步,保持R不变,研究I与U的关系。第二步,保持U不变,研究I与R的关系。对于第一步,调节U(用电压表测),观察I(用电流表测),且电压的调节可通过改变电池节数来实现(阻值为R的电阻直接接在电源两端),或者通过电阻R与滑动变阻器串联,移动变阻器滑片来实现。
    师生共同讨论:通过改变滑动变阻器的滑片改变电阻两端的电压比通过改变电池节数来实现要好。
    学生纷纷要求在黑板上设计实验电路图。请一名同学上黑板画,其他同学在下面自己设计。
    学生讨论:对于第二步,要研究I与R的关系,首先要改变图中R的值,可用5Ω、10Ω、15Ω的电阻。要保持U不变,可调节滑片P的位置,使电压表示数不变。
    师生共同讨论:要完成以上实验,还必须测量相关数据。
    (四)分组合作,深入探究
    在此环节中,学生以两人为一个小组,像科学家那样兴趣盎然地开始按拟定的方案实验,边做边想边记。教师巡视,注意他们设计是否合理,仪器使用是否得当,数据记录是否正确,作个别辅导。
    学生在教师的指导下,自觉、主动地和教师、教材、同学、教具相互作用,进行信息交流,自我调节,形成了一种和谐亲密、积极参与的教学气氛和一个思维活跃、鼓励创新的环境。学生的思维在开放、发散中涨落,在求异、探索中又趋于有序,这培养了学生的独立操作能力,发展了学生的思维能力、创造能力。
    (五)综合分析,归纳总结
    学生汇报:实验完毕后,分别推出代表汇报实验的数据,下面是两组学生的实验记录和结论(出示投影)。
    学生讨论:从表一知电阻一定时,电流跟电压成正比;从表二可知,电压一定时,电流跟电阻成反比。
    师:同学们总结的很好,现在我们用了几十分钟研究得出了这个电学规律。然而这一规律是德国物理学家欧姆在1827年用实验方法研究得出的,为此欧姆花费了10年心血。为了纪念他的伟大发现,这一规律被命名为欧姆定律。今天,当我们一起学习这一规律时,每名同学都能从他身上学到一点精神———坚持不懈地从事科学研究。
    板书:欧姆定律
    内容:一段导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比,跟这段导体的电阻成反比。
    数学表达式:I=U/R
    公式变形
    (1)U=IR用于计算导体两端的电压。
    (2)R=U/I用于计算和测量电阻。
    (六)巩固练习,强化理解
    出示例题:
    (1)对欧姆定律理解的题。例如用上述实验记录表中某一行的数据编制一道习题。
    (2)对公式R=U/I的理解的题。使学生明确:同一导体,电压增加几倍,电流也增加几倍,它们的比值不变;R与I、U无关,导体的电阻等于导体两端电压与通过导体的电流的比值。
    课堂教学小结与延展:
    (1)让学生回顾本课的探究过程:发现问题→进行猜想→探索研究→得出结论→指导实践,指明这是研究物理的基本思路。物理教学中应注意渗透科学研究方法,同时也应进行学法指导和辩证唯物主义教育。
    (2)鼓励学生课后总结:“我们现在学到的物理有哪些地方也用到了这种探究方法?你能找出多少处?”布置课后作业让学生自己寻找,让课虽完而学未完。
    点评:这是根据新课程理念而设计的一节规律探究课。这节课在设计时改教师演示实验为学生探索实验,让学生经历探索,体验成功,让学生成为课堂的主人,真正参与到学习中。通过教师的有效指导和学生的异质互补,使学生学会自主学习、探索学习和合作学习。它改变了过去过分强调知识传承的倾向,让学生经历科学探究过程,学习科学研究方法,培养探索精神、实践能力以及创新意识。在这节课中,教师还注重对学生创新思维品质的培养,让学生提出问题,培养他们收集、整理、分析信息进而解决问题的能力。同时这节课还能关注每一个学生,关注每一个学生的情感。在师生共同营造的和谐、民主的学习氛围中,学生感受到知识的美好和力量,感受到老师的真诚,从而受到鼓舞而信心倍增,从而获得积极、愉快、成功的体验。