1、初中物理科学探究欧姆定律优质课教案教学设计欧姆定律教学设计教学内容分析：欧姆定律是一个重要的电学规律，反映了电流、电压、电阻这三个重要物理量之间的定量关系，是电学的核心定律，也是分析解决电学问题的金钥匙，在学生的学习过中起着承上启下的作用。学生学情分析：1. 能否在实验中熟练应用控制变量的思想；2. 能否熟练设计出规范的电路图；3. 能否合理规范使用测量工具；4. 能否处理简单的电路故障；5. 能否结合数学知识处理实验数据。课标分析义务教育课程标准实验教科书物理（沪科版）九年级第十五章第二节科学探究：欧姆定律，为科学探究类型课。本节课通过实验探究电流跟电压和电阻的数量关系，即欧姆定律。采用“变
2、量控制法”来进行，分别研究电流跟电压、电阻的定量关系，让学生经历科学探究的几个主要环节完整地体验对一个问题进行科学探究的全过程。关注全体学生的发展，培养全体学生的科学素养；注重科学探究和合作学习；学生通过经历基本的科学探究的过程，学习科学探究的方法和科学思维方法，使学生学会思考，学会学习，培养学生的科学探究能力、科学态度与团队合作精神等。教学目标1. 知识与技能：通过实验探究电流与电压、电阻的会正确使用电流表和电压表；会使用滑动变阻器改变部分电路的电压；会使用欧姆定律公式及变形式进行简单的计算。2. 过程与方法：初步掌握利用实验探究的常用方法控制变量法培养学生依据实验数据分析归纳物理规律的能力
3、；初步掌握用图像法处理数据。3. 情感、态度与价值观：引导学生认识物理规律的客观性、普遍性、科学性； 了解“欧姆”当年研究三者关系的简史，培养学生刻苦钻研、大胆探索的科学求真 精神；通过对超导的了解与展望，培养学生热爱科学、应用科学的精神。教学重点、难点重点：实验探究电流与电压、电阻的关系；难点：设计实验，排除故障，处理数据并归纳结论教学设计思路这节课是一个综合性的实验探究课，为了更好的实现教学目标，突破教学的重难点，在教学过程中适时的融入信息技术，使信息技术更好的优化实验教学,打造高效课堂。本节课的重点是学生通过自己的实验探究得出电流与电压和电阻的关系，在探究活动开始前，教师给学生创设生活情
4、境、问题情境，引导学生发现问题，使学生产生探究的动机，从而提出问题。设计实验过程教师一步一步引导把复杂的问题分割成多个小问题让学生小组内探讨比较，最后找到解决问题的 办法。实验的探究过程既是重点也是难点，由于实验的难度比较大，所以教师先用微课引导学生复习各电表的使用规则及之前相关的电学知识，并用摄像头拍 摄了常见的几种实验故障，让学生交流讨论形成原因，降低了实际实验的难度， 提高学生的实验素养，成功突破实验中的重难点。本课的教学流程为：在整个探究过程中，教师是一个引导者和参与者。关注探究过程的细节，对学生出现的错误及时纠正，同时善于发现其闪光之处，给予鼓励，调动学生积极参与到探究过程中，另外充
5、分利用好交流和评估，培养团队合作精神以及修改完善自己实验方案的能力。教学资源学生分组实验器材：干电池组、电流表、电压表、滑动变阻器（20 1A）、定值电阻（5、10、15）、开关、导线。教师演示器材：饮料瓶（2 个），水槽，吸管教学过程教师活动学生活动设计意图创设情景， 提出问题- 演示水压不同水流不同的实验；演示水管中阻力不同时水流不同的实验。引导学生提出问题电路中电流的大小与什么因素有关？观察、讨论、思考通过观察实验，激发学生的学习兴趣，渗透“类比”的思想。继而提出问题，做出猜想引导学生做出猜想- 电路中电流的大小可能与电压和电阻有关。做出猜想设计实验与制订计划 引导学生讨论研究实验的方法
6、如果一个物理量受多个因素影响， 可用什么样的方法可以把一个多因素的问题转变成一个单讨论如何制定计划与设计实验（1）讨论如何探究电流与电压的关系根据已有的学习经验， 先确定实验方法-“控制变量法”。因素的问题来研究， 从而为我们研究问题带来许多的方便。-控制变量法（1）引导学生讨论如何探究电流与电压的关系 如何保持电阻不变？怎样改变定值电阻两端的电压？思考回答问题： “选用定值电阻”讨论问题得出两种方案 A：改变电池的节数；B 用滑动变阻器调节。对提出的方案进行具体分析， 兼顾考虑实验是否精确， 操作是否方便及现有条件等因素。把复杂的实验拆分为两步进行分析， 可以使难度降低。根据控制变量的思想，
7、 逐步提问， 然后分组讨论， 找到合适的实验器材。本实验需要测量哪些物理量？ 用什么器材测量？经讨论比较后最终确定用 B 方案回答问题需要测量通过导体的电流和导体两端的电压锻炼学生设计电路图、画电路图、连接实物图的技能鼓励学生设计电路图、连接实物图，并展示。分别用电流表、电压表小组讨论并设计电路图在电子白板上模拟连接要完成本实验， 至少要测量几次？为什么？实物图。继续分割问题， 引导学生思考， 找到解决方法进而制订出合理的实验计划。通过微课复习的方式可以节约课堂时间， 提高课堂效率。给学生后续的实验提供帮助， 提高学生的实验讨论回答问题（2）讨论如何探究电流与电阻的关系3 次，总结规律，避免实
8、验的偶然性。引导学生讨论： 该实验必须保持什么不变？改变什么？ a.怎样改变导体电阻R 的大小？b. 怎样保持导体两端的电压不变（2）讨论如何探究电流与电阻的关系学生思考回答问题保持导体两端的电压不变， 改变导体电阻的大小小组讨论问题教师建议： 导体电阻最好选用成整数倍的定值电阻， 以方便对数据的a. 可更换定值电阻来改变导体电阻 R 的大小；b. 通过调节变阻器使导体两端的电压保持不变引导学生设计记录实验数据的表格，并展示素养播放微课-复习电流表、电压表和滑动变阻器的使用规则讨论如何设计记录实验数据的表格？ 并画在学案中对应的位置提示： 在不能估计被测电流或电压大小的情况下，可用试触法确定电
9、表的量程。回顾电流表、电压表和滑动变阻器使用方法。观察、体会图片展示几种常见的电路故障巡视指导学生“进行实验进行实验与收集证据-学培养学生在自主学习的与收集证据 ”的过程。生分组实验并记录实验基础上合作探究的能力提出要求： 各小组成员数据。养成良好的实验习惯，分工合作明确， 严格执如实填写实验数据， 发培养实事求是的科学态行仪器的使用规则， 计现电路故障仔细检查度。划好实验步骤（ 可参考教材）。帮助学生排除电路故障引导学生分析实验数据选择 34 组同学利用食物投影展示实验数据及 IU 图象和 IR 图象， 并引导学生逐一表述分析论证过程和结论。分析实验数据， 在学案上画出 I-U 图像和 I-
10、R 图像， 并分析存在的函数关系学生运用数学知识来探讨实验记录中有关物理量间是否存在严格的数量关系。注重学科间的知识迁移展示用“几何画板”中的画图方法做出的 IU 图象和 IR 图象，肯定学生的成功， 鼓励学生注意学科间知识的迁移。让学生经历从物理实验中归纳科学规律的过程是发展学生创造性思维的过程。通过对实验数据进行分析比较， 借助图像来描述数据间的的相互关系特征， 能更直观地反映物理量间的关系。引导鼓励小组间 “交流与合作”分享实验过程中成功体会； 交流讨论实验过程让学生尝试用自己的语言解释和描述探究结果强调并提出问题 滑动变阻器在本实验中的作用？介绍欧姆， 总结欧姆定律， 得出欧姆定律的数
11、学表达式；出示例题中的不足之处。总结滑动变阻器在本实验中的作用了解欧姆的事迹， 学习物理学家严谨治学的精神，理解欧姆定律，应用公式完成下列计算能培养学生大胆表述自己观点的意识和正确表达的能力； 通过展示自己的研究成果， 体会成功的喜悦。欧姆定律是电学中的重要定律， 理解并应用欧姆定律为以后分析和解决电学问题打下基础。通过计算， 认识短路的危害。课堂总结1. 经过科学探究的全过程，得出电流与电压、电阻的定量关系。2. 学会分析数据绘制图像。3. 欧姆定律：通过导体的电流，跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。U表达式:I = -R U变形公式： U=IR R =-I达标训练(见学案)板书设
12、计15.2 科学探究：欧姆定律电路中电流的大小与什么因素有关？UI ?R实验方法 控制变量法教学过程：创设情境-引入课题观察实验 1：提问：你发现了什么？学生思考初步得出：水压大小不同，产生的水流不同观察实验 2提问：你发现了什么？学生思考：水压相同，水管中的阻力不同时，水流也不同从上面两个实验看出，水管中的水流大小与水压和水管中的阻力有关。进行新课（一）提出问题用前面学过的“类比”思想教师直接提出：电路中的电流大小可能与哪些因素有 关？（二）猜想与假设学生根据前面的实验很容易猜想到与电压、电阻有关请同学们再大胆地猜想一下，电流与电压、电阻可能有什么样的定量关系？ 请同学们把你的猜想说出来猜想
13、与假设的对不对，必须用实验来验证请利用给出的器材探究电流与电压、电阻的关系（三）制定实验计划与设计实验1. 讨论研究实验的方法如果一个物理量受多个因素影响，可用什么样的方法可以把一个多因素的问题转变成一个单因素的问题来研究，从而为我们研究问题带来许多的方便。-控制变量法 当导体电阻不变时，改变导体两端的电压，研究电流与电压的关系；当导体电压一定时，改变导体的电阻，研究电流与电阻的关系2. 讨论如何制定计划与设计实验（1） 引导学生讨论如何探究电流与电压的关系 如何保持电阻不变？（选用定值电阻）怎样改变定值电阻两端的电压？学生讨论得出两种方案 A：改变电池的节数；B 用滑动变阻器调节。发动学生对
14、提出的方案进行具体分析，兼顾考虑实验是否精确，操作是否方便及现有条件等因素，经讨论比较后最终确定用 B 方案 本实验需要测量哪些物理量？（测量通过导体的电流和导体两端的电压） 用什么器材测量？（电流表、电压表）电流表和电压表如何接入电路？（学生回答后，画出电路图，并模拟连接实物图）要完成本实验，至少要测量几次？3 次，总结规律，避免实验的偶然性。 讨论设计记录实验数据的表格。并画在学案种对应的位置（2） 讨论如何探究电流与电阻的关系引导学生讨论该实验要解决哪几个问题？解决的方法是什么？根据现有条件和操作方便性，选择哪种方法好？ 该实验必须保持什么不变，改变什么？（保持导体两端的电压不变，改变导
15、体电阻的大小） 小组讨论 a.怎样改变导体电阻 R 的大小？b.怎样保持导体两端的电压 U 不变呢？（可更换定值电阻来改变导体电阻 R 的大小；通过调节变阻器使导体两端的电压保持不变）实验电路如图 3 所示 教师建议：导体电阻最好选用成整数倍的定值电阻，以方便对数据的分析。（3） 微课复习电流表、电压表和滑动变阻器的使用方法（4） 实物图片模拟常见的几种电路故障，学生观察分析（四）指导学生进行实验与收集证据选择桌面上给出的器材进行实验。要求：各小组成员分工合作明确，严格执行仪器的使用规则，探究过程中首先设计好实验电路，计划好实验步骤（可参考教材）；正确读取、如实填写实验数据；对自己的实验数据进
16、行认真的分析、论证，并要求画出电阻不变时，电流随电压变化的图像；电压不变时，电流随电阻变化的图像；归纳出实验结论。（同学们操作，教师巡视指导）探究结论是在测量多组数据的基础上，才能得出具有普遍意义的规律。考虑到时间问题，同时也为了培养学生的合作精神，每个实验只测三次，分析论证时可以与其他组交流共享数据；分析数据时，其中一部分小组只作 IU 图象,另一部分小组只作 IR 图象。引导学生运用数学知识来探讨实验记录中有关物理量间是否存在严格的数量关系，有利于培养学生运用数学方法解决物理问题的能力和实事求是的科学态度（五）分析与论证选择 34 组同学利用投影机展示自己的实验数据及 IU 图象和IR 图
17、象，并逐一表述自己的分析论证过程和结论。分析与论证是实验的重要环节，让学生经历从物理实验中归纳科学规律的过程， 是发展学生创造性思维的过程。本实验通过对实验数据进行分析比较，借助图像来描述数据间的的相互关系特征，能更直观地反映物理量间的关系，有助于归纳出科学规律。同时让学生尝试用自己的语言解释和描述探究结果，能培养学生大胆表述自己观点的意识和正确表达的能力；通过展示自己的研究成果，体会成功的喜悦，激发更强的探究兴趣。综合各小组的论证结果，得出结论：1.保持电阻不变时，电流与电压成正比。2保持电压不变时，电流与电阻成反比。评估与交流请各实验小组进行自我评估，客观评估自己的实验过程及结果，并与其他
18、小组的实验进行交流。同时引导学生正确对待实验中的失误，分析实验失败的原因， 研究实验改进的措施。将自己的评估和大家进行交流，教师再加以点评。教师对评估活动的引导与提示：1. 在探究过程中，应该保持不变的物理量是否在操作中真正做到了保持不变？2. 比较本小组得出的实验与其他小组的实验结论有什么差别3. 分析产生误差的原因，探讨减小误差的方法4. 两次实验中滑动变阻器分别起了怎样的作用？评估与交流是对探究的反思过程，有利于培养学生严谨的科学态度，发展学生的批判性思维。从评估中感受自己的失败与错误，通过纠正错误，逐步走向正确真正体会到成功的喜悦。评估与交流也是一种后续的学习，从评估中吸取经验教训，扬
19、长克短，增长知识提高技能，也有助于学生物理素养的形成。拓展与应用总结我们的实验结论，就得出著名的欧姆定律。学生读教材中的“欧姆定律”。然后了解欧姆，学习科学家严谨治学不畏艰辛的探究真理的精神。总结得出公式：I=U/R 及变形式思考讨论：由R=U/I 能否说导体的电阻与导体两端的电压成正比，跟通过导体的电流成反比？导体的电阻是导体本身的一种性质，只与导体的材料、长度、横截面积及温度有关。而与通过的电流、所加的电压大小无关。公式的应用：学生阅读课本例题，学习利用欧姆定律解题的方法与步骤课堂练习：一段长 1m、横截面积 1mm2 的铜导线的电阻 0.017，假如用这段导线将220V 电源的两极直接连接起来，通过导线的电流有多大？通过计算认识短路的危害拓展延伸：根据欧姆定律的公式，试想，若导体的电阻 R=0，结果会怎样？引发学生对超导的兴趣。我国对超导材料的研发与应用处于世界领先水平。（六）课堂总结，畅谈收获
