初中物理九年级全一册 第十六章 第5节 电压及其测量（教学设计）

初中物理九年级全一册第十六章第5节电压及其测量（教学设计）

一、基于课程标准的深度课标解读与教材分析

（一）课标要求精析

《义务教育物理课程标准（2022年版）》对本节内容的要求是：从能量转化的角度认识电压，会使用电压表。这不仅是一个简单的技能要求，更蕴含着深刻的物理观念。它要求教学不能仅仅停留在“电压表怎么接、怎么读”的操作层面，而应引导学生从“能量”这一核心概念的高度去理解电压的物理意义。课标强调“从能量转化的角度”，这意味着电压的学习必须与电流做功、能量变化紧密联系起来，为学生后续学习电功、电功率奠定坚实的观念基础。【核心目标】

（二）教材地位与作用（全景视角）

本节内容选自北师大版九年级物理全一册，是“简单电路”这一章的第五节，处于电学部分由“静”到“动”、由“概念”到“应用”的关键节点。

纵向联系：此前，学生学习了电荷、电流和电路，知道了电流是电荷的定向移动，但尚未触及“为什么电荷会定向移动”这一根本问题。电压概念的引入，正是回答了这一动力来源问题。它上承电流与电路，是解释电流形成原因的钥匙。同时，它又下启欧姆定律、电功率等重要规律，是贯穿整个电学的主干概念。【非常重要】

横向联系：本节内容中的电压测量，与上一节电流的测量形成类比，强化了学生使用电学测量工具的科学方法。同时，电压概念的建立，需要借助“水压”类比，这体现了物理学中重要的“类比法”思想，沟通了不同物理场景下的共同规律。

（三）学情精准画像（三维度分析）

知识储备：学生已经知道电路的基本组成，能连接简单电路，并掌握了电流表的使用方法，对测量工具的使用有初步的体验。但对于电压这个抽象概念，他们头脑中几乎是一片空白，缺乏直观感受。

能力水平：九年级学生具备了一定的观察、实验和逻辑思维能力，但抽象思维能力尚在发展之中。他们习惯于形象思维，对于“电压是形成电流的原因”这类因果关系的理解存在困难，容易将电压和电流的概念混淆。

心理特征与潜在障碍：学生对“电压”一词并不陌生（家庭电路电压、电池电压等），但这种前概念往往是模糊甚至错误的。例如，部分学生会误认为“电压是电流流动时产生的”，颠倒了因果关系。教学中需要精准捕捉并破除这些迷思概念。【难点】

二、核心素养导向的教学目标与重难点

（一）教学目标（具体化、可测评）

物理观念：

1.能从能量转化的视角，理解电压是电路中形成电流的原因，知道电源是提供电压的装置。【核心概念】

2.知道电压的单位及其换算关系，对常见的电压值（如一节干电池、家庭电路电压）有初步的了解。【基础】

科学思维：

3.运用类比方法（如水压类比电压），经历电压概念的建立过程，体会类比法和模型法在科学研究中的作用。【重要】

4.通过观察和比较，归纳总结电压表的使用规则，培养信息归纳能力。

科学探究：

5.能正确、规范地连接电路，使用电压表测量小灯泡两端的电压，并在操作中学会与他人合作。【高频考点】

6.通过尝试性连接，探究电压表在电路中如何连接，经历“试触”选择量程的过程，培养严谨的科学态度和实验技能。

科学态度与责任：

7.在实验操作中养成严谨认真、实事求是的科学态度，形成安全用电的意识。

8.通过了解生活中的电压值，体会物理与生活的紧密联系，激发学习兴趣。

（二）教学重难点

教学重点：

1.【核心】电压概念的建立（特别是从能量角度和类比角度的双重理解）。

2.【高频考点】电压表的正确使用方法（包括连接方式、量程选择、读数）。

教学难点：

3.【难点】对电压概念的理解，特别是区分电压和电流，建立“电压是产生电流的原因”这一逻辑关系。

4.【难点】电压表连接时“并联”的规范操作，尤其是在复杂电路中的识别与连接。

三、顶层设计：教学理念、方法与准备

（一）教学理念与设计思路

本节课遵循“主体参与、问题驱动、实验探究”的理念。以“如何让小灯泡更亮”这一真实问题为驱动，引发认知冲突，进而通过类比水压建立电压概念。随后，将“如何测量小灯泡的电压”作为下一个任务，引导学生在模仿电流表使用的基础上，通过自主尝试、合作探究、交流评估，自主建构电压表的使用规则。整个过程强调学生的亲身体验和思维参与，将知识学习、技能训练和观念形成融为一体。

（二）教学方法

教法：主要采用“启发式讲解”、“实验演示”与“问题链引导”相结合的方式。

学法：倡导“自主、合作、探究”的学习方式。学生将通过“类比联想”、“观察对比”、“动手实验”、“小组研讨”等方法进行学习。

（三）教学准备

教师：多媒体课件（含动画演示）、电压表、电源、开关、导线、小灯泡（2.5V和3.8V规格）、电池（1号干电池多节）、演示用大型电表。

学生分组实验器材（每组）：电压表1只、电源（电池盒带2节干电池）、小灯泡2只（不同规格）、开关1个、导线若干。

四、卓越课堂：教学实施过程精微设计（核心环节）

（一）第一阶段：创设情境，问题驱动——引入电压概念（约5分钟）

1.活动与体验：教师展示一个简单的电路：一节电池、一个开关、一个小灯泡，闭合开关，小灯泡发光。随后提出问题：“如何让这个小灯泡更亮一些？”学生基于生活经验，可能会回答“再加一节电池”。

2.认知冲突与追问：教师根据学生回答，演示串联两节电池，灯泡明显变亮。教师追问：“为什么多加一节电池，灯泡就更亮了？电池在这个过程中究竟起了什么作用？是它提供的电流变大了吗？还是它提供了别的什么东西？”此时，学生原有的知识（电流是电荷移动）无法解释这一现象，产生了强烈的求知欲和认知冲突。【导入意图：点燃思维火花】

3.引出核心问题：在学生困惑之际，教师指出：电池有一种特殊的“本领”，它能在它的两极之间建立一种“电压”，正是这种电压，驱使电路中的电荷定向移动形成了电流。把电池换成其他电源，也能起到同样的作用。从而引出本节课的主题——电压。

（二）第二阶段：类比启发，建立概念——认识电压（约10分钟）

1.类比水压，搭建思维阶梯：【重要】

教师活动：展示“水压形成水流”的动画。讲解：如图，水路中，水泵（抽水机）不断地将水从低处抽到高处，使水塔和低处的水池之间产生水位差，即水压。在水压的驱动下，水就沿着水管定向流动起来，形成水流。

学生活动：观察动画，聆听讲解，尝试理解水压与水流的关系。

核心类比映射：

水泵（提供能量）——电源（提供电压）

水位差（水压）——电压

水流（水的定向移动）——电流

教师总结：电源的作用，就像水路中的水泵，它给电路两端提供电压，电压是使电路中形成电流的原因。【核心概念敲定】

2.深化理解，辨析概念：

教师引导提问：“有了电压，电路中就一定有电流吗？”（启发学生思考：如果电路是断开的，即使有电压，也没有电流。电压是形成电流的必要条件，但不是充分条件，还需要有闭合的回路。）

教师进一步提问：“电压和电流，谁先谁后？”（明确：先有电压（作为原因），后有电流（作为结果）。）

3.电压的单位与常见值：【基础】

教师简介：电压的符号是U，单位是伏特，简称伏，符号V。简要介绍伏特的事迹，进行科学态度教育。

给出单位换算关系：1kV=10³V,1mV=10⁻³V。

组织学生阅读教材或PPT，了解并记忆常见电压值：一节干电池1.5V，家庭电路电压220V，人体安全电压不高于36V。【高频考点】强调安全电压，增强安全意识。

（三）第三阶段：任务驱动，自主探究——学习电压的测量（约25分钟，核心环节）

1.引出测量任务：

教师展示手中的电压表，提出问题：“我们可以用‘电压’这个物理量来精确描述电源的这种驱动能力。就像我们用电流表测量电流大小一样，测量电压的大小需要一种专门的仪器——电压表。如何正确使用它呢？请大家结合之前学习电流表的经验，通过实验来探究。”

2.观察对比，初步认知：

教师将电压表和电流表实物展示给学生，或通过PPT展示两者的表盘和接线柱。

学生观察对比，小组讨论，初步发现异同：都有正负接线柱、量程、刻度盘。但电压表的符号是V，电流表是A；电压表的接线柱标识可能与电流表略有不同。【基础观察】

3.自主尝试，试错与发现（第一次探究）：

任务驱动：请各小组利用桌上的器材，尝试用电压表测量小灯泡两端的电压。

核心引导问题：“电流表必须串联在电路中，测谁就和谁串联。那么电压表应该怎么接呢？是串联还是并联？”（教师不直接给出答案，鼓励学生大胆假设并尝试。）

学生活动：各小组按照自己的假设连接电路。部分小组可能将电压表串联进电路。

实验现象与冲突：将电压表串联的小组会发现，小灯泡不亮了！但电压表却有示数，且接近电源电压。这一现象极大地冲击了学生的既有认知，引发新的认知冲突。【设计意图：制造冲突，深化理解】

4.合作研讨，建构规则（第二次探究）：

教师组织全班交流：“你们遇到了什么现象？为什么会这样？”

引导学生分析：当电压表串联时，灯泡不亮，说明几乎没有电流通过灯泡。这是因为电压表本身的电阻非常大（可以看作是断开的），它串联在电路中，就像在电路中加了一个巨大的障碍，导致电流极其微弱，所以灯泡不亮。而电压表自己却显示出了电压，说明它直接接到了电源的两极，测量的是电源电压。

教师顺势总结出电压表的使用规则第一条：【非常重要】电压表必须与被测用电器并联。

学生修正方案，重新连接电路。这次，他们成功地将电压表与灯泡并联，灯泡发光，电压表也有了读数。

5.规范操作，精细指导（技能形成）：

（1）连接方式的确认与巩固：再次强调“并联”，并在黑板上画出规范电路图，指导学生按图连接。

（2）量程的选择：【高频考点】【难点】

教师示范：在不知道被测电压大小的情况下，如何正确选择量程？应该采用“试触”法。即：先连接好除电压表外的电路，最后将电压表的大量程（如0-15V）接线柱接入电路，迅速闭合开关然后瞬间断开，同时观察指针偏转的角度。如果偏转角度过小（如小于3V），则应换用小量程（0-3V）以提高测量精度；如果偏转超过量程或指针打弯，则说明量程选小了，必须换用更大量程。强调“试触”是保护电表、规范操作的必要步骤。

学生动手实践，练习“试触”并选择合适的量程。

（3）正负接线柱的连接：强调电流必须从电压表的“+”接线柱流入，从“-”接线柱流出。如果接反，指针会反向偏转，不仅无法读数，还可能损坏电表。

（4）读数训练：【高频考点】

引导学生观察电压表表盘，认清两个量程（0-3V和0-15V）对应的分度值分别是0.1V和0.5V。

教师通过多媒体或实物投影，快速变换指针位置，进行读数抢答或小组竞赛，确保人人过关。

6.测量与交流（第三次探究）：

任务：测量并记录一节新干电池的电压，以及两个不同规格小灯泡两端的电压（在串联电路中，为后续学习埋下伏笔）。

学生分组测量，记录数据。

小组间交流数据，发现不同电池、不同灯泡两端的电压值可能不同，为后续学习“串并联电路电压规律”埋下伏笔和悬念。

（四）第四阶段：总结提炼，应用迁移（约5分钟）

1.知识结构化梳理：

教师引导学生回顾本节课的探究历程，从“是什么（电压概念）”到“怎么测（电压表使用）”。可以用问题链引导学生总结：什么是电压？电源的作用是什么？电压表如何连接？如何选择量程？如何读数？

形成知识结构图（口头引导，思维内化）：

（1）一个原因：电压是形成电流的原因。

（2）两种方法：类比法（建立概念）、试触法（选择量程）。

（3）三个规则：并联、正进负出、选择合适量程。

2.迁移应用与拓展：

基础应用：出示一个简单的电路图（如一个开关控制两个灯泡并联），让学生判断电压表测量的是哪个灯泡两端的电压。

拓展思考：如果电压表直接并联在电源两极，它测量的是什么电压？（电源电压）如果电压表与断开的开关并联，会有什么现象？（相当于直接接电源，测电源电压）

生活链接：展示手机电池、电动车电池上的参数，让学生找一找“电压”标识，解释其含义，体会物理就在身边。

五、板书设计（结构化、可视化）

（黑板左侧）

第十六章第5节电压及其测量

一、电压（U）

1.作用：使电路中形成电流的原因。

2.单位：伏特（V）kVmV

3.常见值：干电池1.5V；家庭电路220V；安全电压≤36V

（黑板右侧）

二、电压的测量——电压表

1.连接方式：与被测用电器【并联】（非常重要）

2.接线柱：电流“+”进“-”出

3.量程选择：

（1）必须【试触】（关键技能）

（2）大量程（0-15V，分度值0.5V）

（3）小量程（0-3V，分度值0.1V）

4.读数：明确量程→找准分度值→正确读数

（黑板中央下方，板画区）

规范电路图（电压表测L1两端电压）：

——||——开关——L1——L2——

||

|—————【V】————|

（强调电压表与L1并联）

六、作业设计（分层与拓展）

1.基础巩固（必做）：完成课后“动手动脑学物理”相关习题，重点练习电压的单位换算和电压表的读数。

2.实践探究（选做）：寻找家里的一些用电器或电源（如充电器、纽扣电池等），查看上面的电压标识，记录下来，并和家长分享你对“电压”的理解。

3.预习质疑（挑战）：思考：在刚才的实验中，我们测量了两个不同小灯泡的电压。请猜想，在串联电路中，灯泡两端的电压和电源电压之间可能有什么关系？在并联电路中呢？试着画出电路图，设计一个验证你猜想的实验方案。

七、教学反思（预设与生成）

本节课的设计，最大的亮点在于将抽象的电压概念通过“水压”类比进行了形象化解构，并通过精心设计的“尝试-失败-研讨-修正”的三段式探究活动，让学生亲历了电压表使用规则的建构过程。特别是将电压表