初中物理-第二节 科学探究：欧姆定律教学设计学情分析教材分析课后反思

《科学探究：欧姆定律》教学设计课标要求：科学探究：经历设计实验与制订计划的过程，尝试考虑影响问题的主要因素，有控制变量的意识。经历从物理现象和实验中归纳科学规律的过程。尝试改进探究方案。了解交流与合作在科学探究中的意义。科学内容：3.4.2知道电压、电流和电阻。通过实验，探究电流与电压、电阻的关系。理解欧姆定律。教学目标知识与技能通过实验，探究电流与电压、电阻的关系；通过探究，分析归纳出欧姆定律过程与方法让学生经历科学探究的全过程，进一步熟悉“控制变量法”。进一步熟悉电流表、电压表的使用方法。学会正确利用滑动变阻器改变电流或电压的方法。学会科学分析、处理实验数据。情感、态度、价值观重视学生在实验探究过程中的表现、探究能力的发展情况、合作精神以及实事求是的科学态度。帮助学生分析实验失败的原因，研究实验改进的措施，研究减小实验误差的方法。教学重难点重点：通过实验探究电流、电压和电阻的关系难点：设计实验及如何对实验数据分析、归纳并得出结论教学器材教师：演示实验电路、PPT学生：电池组，滑动变阻器、电压表、电流表、定值电阻（5欧、10欧、15欧）、开关，导线。教学流程示意图：教学过程主要教学过程教学内容设计意图学生活动一、新课引入1.展示电路演示板：将“神秘盒”的接线柱接入电路，观察灯泡的亮度变化情况。提问：1．灯泡的亮度不同说明什么？2．老师怎么做到的？盒子里面有什么东西？3．电路中电流的大小受哪几个因素的影响？二、猜想与假设通过导体的电流大小与导体两端的电压和导体电阻到底存在什么关系呢？请你利用所学的知识进行思考，对这个问题提出合理的猜想和假设。学生讨论-----师生交流（板书：影响电流大小的因素I-----UR）要想知道我们的猜想是否正确，需要进行实验探究。三、指定计划，设计实验（一）教师提示：由于影响电流的因素不只一个，设计实验时应注意什么呢？活动一：探究通过导体电流大小和电压的关系设计中需要注意的问题：1.怎样控制变量和改变变量2．要测量哪些物理量？3．如何选择实验器材组成电路？画出你设计的实验电路图。在设计的电路中滑动变阻器的作用是什么?展示学生制定得实验方案，分析总结出最佳方案，确定实验电路图。四、进行实验、收集证据（一）下面可以进行分组实验：温馨提示：1.连接电路时，开关应处的状态；2．滑动变阻器的滑片应放置的位置；3．注意选择电压表和电流表的量程；4．闭合开关前应确认电路无误后方可进行实验；5.一二三组同学定值电阻选用5欧；四五六组同学选择10欧；七八九组同学选择15欧。6.开关闭合时间不宜过长（为什么？），请及时记录下相应的数据，并在实验完成后作出电流电压图像。五、分析论证（一）1．分析数据，可得出什么结论？2．怎样分析得出上述的结论？3．这个结论前提是什么？得出：电阻一定时，电流与电压成正比。六、评估（一）图像中看，连点组成的图像是一条严格的直线吗？为何有些数据有偏差？七、指定计划，设计实验（二）活动二：探究电流与电阻的关系展示学生制定得实验方案，分析总结出最佳方案，制定出实验电路图。八、进行实验、收集证据（二）请同学根据讨论，连接电路，分组用不同的电压进行实验，作好记录，并作出图像。温馨提示：1.连接电路时，开关应处的状态；2．滑动变阻器的滑片应放置的位置；3．注意选择电压表和电流表的量程；4．闭合开关前应确认电路无误后方可进行实验；5.一二三组同学定值电阻选用1伏；四五六组同学选择1.5伏；七八九组同学选择2伏。九、分析论证（二）1．分析数据，可得出什么结论？2．怎样分析得出上述的结论？3．这个结论前提是什么？得出：电压一定时，电流与电阻成反比十、评估（二）对实验中出现的问题进行分析、讨论、评估。总结：结合刚才的探究实验，我们知道了（1）在电阻不变时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；（2）在电压不变时，导体中的电流与导体的电阻成反比。科学家们经过大量的实验探究，归纳出了著名的欧姆定律：一段导体中的电流，跟加在这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。十一、课堂小结，随堂演练十二、布置作业由小灯泡亮度的变化引起学生的注意，让学生分析出电流的变化，引导学生猜想电流大小与哪些因素有关，之间可能的定量关系。引入新课让学生发表自己的看法，有依据的进行猜想，突出学生的主体地位。进一步培养学生在实验中控制变量的意识。培养学生分析、探索和判断能力，深刻领会实验的科学性、合理性、严密性。多选用一些电阻，实验分析时虽然还是不完全归纳，但学生能意识到结论的普遍性。同时给学生研究方法的启示：同样一个规律要注意选择不同的研究个体。寻找数据之间的相互关系的特征，培养学生分析简单的因果关系能力。用图像进行实验数据处理求，让学生去发现图像中的信息，培养学生用图像分析、研究物理问题的能力。观察实验，分析电路中小灯泡亮度变化的原因。学生思考，提出自己的观点可能的答案有（电压增大，电流增大；电阻增大，电流减小；电流与电压成正比，与电阻成反比）学生思考讨论，设计实验方案可能设计出的方案：（更换电源来改变电压，探究电流和电压的关系）开始实验，观察实验现象，记录实验数据，与小组成员讨论分析实验遇到的问题。总结出实验探究的结论：在电阻一定时，通过导体的电流随导体两端的电压的增大而增大，减小而减小或电阻一定时，电流与电压成正比的关系。结束语：本堂课，我们共同经历了探究电流与电压、电阻定量关系的全过程，既有成功的喜悦，也有失败的经历，实验还可以如何改进，有什么其他方案，同学们课外可以继续探讨。电流与电压、电阻的定量关系是电学中的一个重要定律——欧姆定律，是电学中的重要定律之一。好了，请各实验小组小组长组织本组同学整理好实验器材，下课。板书设计：板书设计：科学探究：欧姆定律（一）一、探究：电流与电压的关系。猜想：方案设计电路图3、结论：电阻一定时，电流与电压成正比。二、探究：电流与电阻的关系。1、猜想：2、方案设计电路图3、结论：电压一定时，电流与电阻成反比。学情分析知识基础：学生已经掌握了电流、电压、电阻的概念,对电流随电压、电阻改变有感性的、定性的认知。实验技能：学生学会了电流表、电压表和滑动变阻器这三种电学仪器的使用。研究方法：学生能够熟练应用“控制变量法”解决研究问题,对图像法不熟悉.能力分析学生具有一定的空间思维想象能力,能够运用数学方法分析物理问题,揭示物理规律;具有分析数据,得出结论的能力.效果分析本节课的教学重点是实验探究电流大小和那些因素有关，以及欧姆定律的介绍和简单应用。难点是实验的设计过程、实验数据的处理实验结论的归纳过程。从课堂表现看，绝大多数同学都能紧跟教师思路，高效投入课堂，积极进行小组合作交流，团结协作进行实验探究。经历了提出问题，猜想与假设，设计实验与制定计划，进行实验与收集证据，分析与论证，评估和交流合作的整个科学研究流程。让学生体验了物理概念的形成过程，探寻了规律的发现过程，参与了物理实验的设计过程，亲历了物理问题的解决过程。取得了比较满意的教学效果，顺利完成了本节课的教学任务。纵观本节课，课时容量较大，时间安排比较紧张。对于欧姆定律的应用，仅仅经过这节课的学习，学生很难做到牢固掌握，必须再拿一节课进行相应的例题讲演与应用拓展。教材分析《科学探究：欧姆定律》九年级沪科版物理第十五章探究电路，第二节的内容。本节是在学习电流强度、电压、电阻的基础上，通过探究电流、电压、电阻三者之间的关系，得出欧姆定律，最后介绍了欧姆定律的应用。本节是初中物理的重点内容之一，欧姆定律是电学中的基本定律，它是进一步学习电学知识和分析电路的基础，所以是本章的重点知识。本节教材安排了一个探究活动：探究电流与电压、电阻之间的关系。探究活动的宗旨是培养学生利用物理现象和实验来处理信息的能力，体验科学探究的乐趣，领悟科学探究的思想和精神。引发学生提出问题的兴趣和善于发问质疑的良好习惯，学会拟订简单的科学探究计划和实验方案。为学生的终身学习打下良好的基础。欧姆定律的实验是探索性实验，其设计是本节的难点。因为初中物理不从理论上解释欧姆定律，所以欧姆定律的建立完全领依赖实验的结果。同时，欧姆定律的实验研究在本章中是作为物理学常用研究方法的典型范例出现的。是电学中的基本定律，也是进一步学习电学知识和分析、解决电路问题的基础，因此是初中电学的重点知识。通过本节教学，应使学生理解欧姆定律。电流跟电压、电阻的关系，是分析和研究各种电路的关键。着重介绍了研究三个物理量之间变化关系的方法。先引导学生得出电流与电压和电阻有关，再通过实验来研究。

本节从开头引入课题后，就提出物理学中常用的研究方法。教学时应重视研究方法的指导。一是教师是要引导学生懂得欧姆定律的研究是在如下科学方法的指导下进行的。在三个或三个以上的物理量中，先要确定研究对象的物理量（如I），然后逐一研究这个物理量和另一物理量的关系。研究时，要假定除这两个物理量外的其他物理量不变，然后将这些单一的关系综合起来。应该在常用方法的传授过程中，先将研究的思路和方案确定，然后再进行电路图的设计、电学器材的选择等内容的教学。二是教师要熟悉整个初中物理教材中哪些地方应用了这种研究方法，以便有目的的、有计划地渗透科学方法的教育，并逐步提高要求，加强训练，例如，九年级课本中研究压强的大小和研究滑动摩擦的大小跟哪些因素有关，本书第六章研究导体的电阻与哪些因素有关待都应用了这种研究方法。本章之后研究磁场对电流的作用，研究电磁感应现象，怎样计量功的多少，研究动能与哪些因素有关，势能与哪些因素有关待，实际上也都是这种基本研究方法的应用事例，教学中应提示学生用这种研究方法去获得新知识。

研究方法和步骤确定以后，实验电路不宜直接给出，而应启发学生根据实验目的和研究方法自己设计电路图，选择实验器材，设计实验表格，并指导学生进行实物接线。接线时，要强调电路图和实物图一一对应。进行具体操作时，最好选用0—50Ω的滑动变阻器。开始时应将滑动变阻器调到最大值，然后减小变阻器的阻值，使电阻两端的电压增加，电压值最好取整数，并成整数倍增加。在保持电压不变时，电阻值变化应成倍数地增加，但由于存在变阻器自身电阻和电源内电阻，需将阻值调大一些。进行定量实验前，也可先作些定性研究。取得数据后，要教会学生如何分析数据。分析时，也可由学生自行研究。

探究电流、电压、电阻的关系时，应给学生足够的时间去思考、讨论。通过多媒体及时展示学生讨论、设计的方案，使学生间相互交流，共同提高，扩大每个学生的知识面。设计实验有一定难度，教师应及时充当优秀学生的角色参与设计，以便激励学生积极参与。本实验要改变电阻两端电压的方法至少有两种，一是改变电池的个数，二是利用滑动变阻器，应尽可能让学生通过讨论自己得出。进行实验时，可让学生按自己设计的方案进行实验，并非一定要统一要求。在分析表格数据得结论时，应让学生多发表自己的见解，不完整，不规范没关系，可在充分肯定其合理性的同时继续找学生补充，最后总结出规范的结论，得出欧姆定律的具体内容。

同时教材中有U-I关系图象，让学生学会运用图象进行分析，但由于是学生第一次接触，故对于学生来说是一个难点，因此，教师因从坐标轴的建立与划分入手，使学生理解U-I关系图象。

根据探究得到的两个结论，应用创造学的组合原理，便可较容易的得到欧姆定律的内容。再通过例题进行公式的简单应用。题目不宜过难。提供计算较简单的两个例题，但初二学生接触物理计算题不多，因此应在解题方法，思路、格式等方面要求规范。第二节科学探究欧姆定律一、探究电流大小的影响因素提出问题：电流大小和那些因素有关猜想与假设：我的猜想是：我们采用的实验方法是：活动一、探究电流与电压的关系我们设计的实验电路图如下：探究实验：该探究实验中控制的不变量是_________，我们小组取的是_______Ω，请将此值填入实验表格相应位置。滑动变阻器的作用是。1、首先根据电路图，有序连接实物电路；2、检查所连电路是否完好。3、调节滑动变阻器，读出定值电阻两端的电压和通过定值电阻的电流，请将实验数据填入表格中。4、多次重复上面的步骤，得到不同的数据，并作好记录。实验记录表：5、根据数据作出“电流随电压变化的图像”*6、请同学们小组共同分析所得数据，寻找规律。7、我们分析后得出的结论是：*8、我们实验中出现的问题和解决办法如下：电流随电压变化坐标图像活动二、探究电流与电阻的关系我们设计的实验电路图如下：探究实验：该探究实验中，电源电压为_____V。控制的不变量是定值电阻两端的_______，我们小组打算始终保持所接定值电阻两端电压为_______V，请将此值首先填入实验记录表中相应位置。滑动变阻器的作用是。1、首先根据电路图，有序连接实物电路：我们首先接入的是阻值为_____Ω的电阻2、检查所连电路是否完好。3、调节滑动变阻器，使电压表的示数为我们前面所取的_____V，读出通过定值电阻的电流，将所选电阻值和通过该电阻的电流值填入表格相应位置。*4、接着我们将所接定值电阻分别换为______Ω和______Ω，多次重复步骤3，得到不同的数据，并作好记录。实验记录表：5、根据数据作出“电流随电阻变化的图像”6、请同学们小组共同分析所得数据，寻找规律。7、我们分析后得出的结论是：8、我们实验中出现的问题和解决办法如下：电流随电阻变化坐标图像二、欧姆定律欧姆定律的内容：一段导体中的电流，跟成正比，跟成反比。欧姆定律的公式是公式中电流的单位是符号。电压的单位是符号。电阻的单位是符号。练一练实验室中的小灯泡，正常发光时两端的电压为2.5伏，灯丝电阻大约为4欧，试求此时通过灯丝的电流大小。教学反思欧姆定律一课的教学已经完成了，为了总结经验和查找不足，我准备从三个方面反思。一、课前备课时认真分析了本节课的学情。1、欧姆定律这一内容是初中电学知识的基础和重点。从电学这一部分的前后联系来看，这一节处于核心位置，前面是电学的基础，即对电流、电压、电阻的认识，后面是电功、电功率、家庭电路的计算，是电学的引申和扩展。2、本节教材包括影响电流大小因素的实验探究，欧姆定律的内容、公式表达、三个物理量单位。难点是：一、指导学生运用以前所学知识，进行自主实验设计，总结交流并进行实验改进。二、让学生学会数据处理的方法，通过实验数据的汇总，总结出普遍规律，归纳出实验结论。同时这也是这节课的重点。欧姆定律的计算在本节课中只做简单介绍，详细应用拓展得放到下一个课时。二、反思上课时的情景刚上课的实验引入时，由于翻页笔意外掉落，自己比较紧张，忘给学生展示B中隐藏的电池了。这说明自己在处理课堂突发事件上还欠火候。回放讲课的录像，觉得自己教态还有待改进。有些不太好的小动作需要祛除，另外表情也相对有些太严肃，不够放松自然，语音语调欠缺抑扬顿挫，语言不够幽默。数据处理时，由于时间关系略显仓促，对学生的点评有点不到位。课堂容量有些过大，关于欧姆定律的应用并没有过多的强调和讲解，留到了以后具体问题具体分析，降低了学生本节的难度。三、课后反思我感觉本节课大致达到了和完成了预期设计目的。学生学习效果不错。但欧姆定律应用方面，我觉得应该再有一个相对应的例题练习会