摘要:歐姆定律是在學(xué)生已經(jīng)認(rèn)識(shí)電壓、電流、電阻的基礎(chǔ)上來研究這三者之間的關(guān)系。本節(jié)課是電學(xué)定律中最基本的定律,通過電學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí),掌握分析電路特點(diǎn)的方法。
關(guān)鍵詞:初中物理;教學(xué)案例;歐姆定律
一、課程目標(biāo)
(一)理論層面
1.熟記歐姆定律的概念、公式以及對(duì)應(yīng)單位。
2.掌握歐姆定律的變形方式,區(qū)別適用范圍,找準(zhǔn)限定條件,分清變量與不變量,利用歐姆定律解決實(shí)際問題。
(二)運(yùn)用層面
1.學(xué)生利用歐姆定律的相關(guān)內(nèi)容,讀懂圖像信息,獲取有效的電流電壓與電阻間的關(guān)系,確定正反比例,準(zhǔn)確處理數(shù)據(jù),感受歐姆定律實(shí)驗(yàn)的操作過程,體驗(yàn)變化特點(diǎn)。
2.探究實(shí)驗(yàn)過程,討論變量與不變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,找準(zhǔn)誤差出現(xiàn)的原因,感受組間合作的重要性,提升學(xué)習(xí)興趣。
3.更進(jìn)一步地學(xué)會(huì)運(yùn)用數(shù)學(xué)公式來表示物理規(guī)律的方法,感受這樣做的好處。
(三)價(jià)值觀層面
1.介紹并提出歐姆定律的發(fā)展歷史以及電壓、電流、電阻概念的來源,傳遞勇于探索、不言放棄的科學(xué)精神,提高學(xué)生的抗壓能力,增強(qiáng)學(xué)生自我探究意識(shí),建立科學(xué)發(fā)展觀,內(nèi)化創(chuàng)新價(jià)值取向,轉(zhuǎn)變情感態(tài)度。
2.教學(xué)重點(diǎn):歐姆定律所表達(dá)的意義以及數(shù)學(xué)表達(dá)式。
3.課前準(zhǔn)備。復(fù)習(xí)上節(jié)課所學(xué)習(xí)的電流和電壓,進(jìn)一步熟悉他們的定義、測(cè)量工具和單位并上網(wǎng)查找關(guān)于歐姆的資料。
(四)教學(xué)過程
1.設(shè)置物理情境討論,提出問題。
如圖所示的電路圖,通過哪些辦法可以更改小燈泡的亮度?小組間進(jìn)行討論,然后進(jìn)行交流,最后上前演示。同學(xué)們的方法:(1)接入不同的定值電阻;(2)接入不同的電源電壓;(3)串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:觀察小燈泡的亮暗變化。教師:小燈泡時(shí)亮?xí)r暗說明了什么?學(xué)生:小燈泡的電流實(shí)大實(shí)小。教師:那么,什么決定小燈泡里的電流大???鼓勵(lì)學(xué)生大膽思考,大家思考一下究竟是什么因素決定電流的大小呢?
2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。
探究一:保證電阻阻值不變,確定電流、電壓的內(nèi)在聯(lián)系。實(shí)驗(yàn)器材:直流電源、電壓表、電流表、定值電阻15歐、開關(guān)、導(dǎo)線。
實(shí)驗(yàn)步驟:(1)按照畫好的電路圖,正確連接電路,保持開關(guān)斷開狀態(tài);(2)將滑動(dòng)變阻器滑片移到最左端,保證電阻最大,閉合開關(guān),改變滑動(dòng)變阻器滑片位置,使電壓表示數(shù)為U0,記下電流表示數(shù);(3)再次移動(dòng)滑片,使電壓表示為U1,記下電流表示數(shù);(4)再次移動(dòng)滑片,使電壓表示為U2,在表中記下電流表示數(shù);(5)斷開開關(guān),結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和操作過程,明確滑動(dòng)變阻器的作用。
探究二:保持電源電壓一定,明確電流、電阻間的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)器材:直流電源、電壓表、電流表、定值電阻(各一個(gè))、開關(guān)、導(dǎo)線若干
實(shí)驗(yàn)步驟:(1)斷開開關(guān),按圖1連接電路,先選用5歐的定值電阻;(2)將滑動(dòng)變阻器調(diào)到最左端,閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑片位置,當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時(shí),在表格內(nèi),記下電流表示數(shù);(3)保持開關(guān)斷開,將5歐電阻取下,接入10歐的定值電阻,繼續(xù)調(diào)節(jié)滑片到最左端,閉合開關(guān),再次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片位置,使電壓表示為3V,在表格內(nèi),記下電流表示數(shù);(4)保持開關(guān)斷開,將10歐電阻取下,接入15歐的定值電阻,繼續(xù)調(diào)節(jié)滑片到最左端,閉合開關(guān),再次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片位置,使電壓表示為3V,在表格內(nèi),記下電流表示數(shù);(5)斷開電路開關(guān),整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出結(jié)論。
在以上的實(shí)驗(yàn)中,可以發(fā)現(xiàn),需要的器材比較多,步驟也比較麻煩,尤其探究二的實(shí)驗(yàn),需要更換三次定值電阻,并且每次更換都必須重新調(diào)節(jié)變阻器的滑片,否則就不能保證電壓不變,這對(duì)于學(xué)生來說無疑增加了困惑和難度。
3.整理歸納數(shù)據(jù)結(jié)果。
教師:依據(jù)以上兩個(gè)關(guān)于電流、電阻和電壓的實(shí)驗(yàn),可以提出何種猜測(cè)假設(shè)?
學(xué)生:當(dāng)電阻一定時(shí),導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比;當(dāng)電壓一定時(shí),導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。教師:我們之所以可以得出這個(gè)結(jié)論,是因?yàn)殡娏髋c電阻、電壓之間的定量關(guān)系電流跟電壓成正相關(guān),電流與電阻負(fù)相關(guān)。教師:歐姆定律中三個(gè)單位的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位是什么?學(xué)生:伏特、歐姆、安培。教師:同學(xué)們有沒有發(fā)現(xiàn)這些單位之間有何種共同點(diǎn)?學(xué)生:(經(jīng)過小組間討論)都是科學(xué)家的名字。教師:物理中使用科學(xué)家命名單位,是對(duì)科學(xué)家的紀(jì)念,使后人銘記對(duì)科學(xué)做出的巨大貢獻(xiàn)。
板書:規(guī)范電流、電壓、電阻的單位:
電流I:安培(A),電壓U:伏特(V),電阻R:歐姆(Ω)。注意:在電流、電壓、電阻對(duì)應(yīng)于同一個(gè)導(dǎo)體的情況下,歐姆定律才成立。
4.鞏固練習(xí),強(qiáng)化記憶。
教師:同學(xué)們想一想,歐姆定律真的能這么簡(jiǎn)單的就被發(fā)現(xiàn)了嗎?利用短短一節(jié)課的時(shí)間,就探究出歐姆定律的表達(dá)式和內(nèi)容,能夠表明物理定律是通過簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)就可以被發(fā)現(xiàn)的嗎?接下來,同學(xué)們跟隨老師一起觀看影片。
[視頻]歐姆生平簡(jiǎn)介和歐姆定律建立過程
教師:觀看了視頻內(nèi)容后,同學(xué)們認(rèn)為定律的建立是一蹴而就的嗎?
學(xué)生:科學(xué)探究的過程從來不是一蹴而就的,凝結(jié)了好幾代科學(xué)家們的心血,基于大量的實(shí)驗(yàn)論證過程,才能得到一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。因此,歐姆定律的建立也是通過眾多科學(xué)家的共同研究,苦嘗數(shù)不清的實(shí)驗(yàn)失敗,進(jìn)行N+1次的實(shí)驗(yàn),改正許多缺點(diǎn)才得出來的。歐姆是很堅(jiān)強(qiáng)的人,遇到困難的時(shí)候也從不放棄,哪怕別人不理解他,他也不會(huì)畏縮。
二、結(jié)語
通過本節(jié)課程內(nèi)容的講解,學(xué)生了解了歐姆定律的建立過程,明確了定律概念,基本可以掌握運(yùn)用定律解決問題的步驟。本節(jié)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較多,需要學(xué)生的動(dòng)手能力和自我探究能力,實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)生遇到問題能夠在小組間進(jìn)行討論,增強(qiáng)解決問題的能力,增加與學(xué)生間的互動(dòng)。物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,教師要充分把握這一特點(diǎn),積極探索創(chuàng)新的教學(xué)模式,改變傳統(tǒng)的知識(shí)傳遞方向,培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí),傳遞科學(xué)發(fā)展觀。
參考文獻(xiàn):
[1]何雅涵.初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略的研究[D].遼寧師范大學(xué),2018.
[2]秦文佩.基于物理核心素養(yǎng)對(duì)人教版初中物理教材的研究[D].陜西師范大學(xué),2018.
作者簡(jiǎn)介:王球(1980.08-),男,漢族,江蘇銅山人,本科,一級(jí)教師,研究方向:初中物理教育。
(責(zé)編? 楊 菲)