高中物理闭合电路的欧姆定律教学设计学情分析教材分析课后反思.docx

高中物理闭合电路的欧姆定律教学设计学情分析教材分析课后反思.docx

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高中物理闭合电路的欧姆定律教学设计学情分析教材分析课后反思

闭合电路的欧姆定律教学设计

设计理念：

本节课通过以创设真实的问题情境：

并联电路灯泡两端电压发生了变化，使学生已有的认识与现实情境产生认知冲突，并围绕着这个问题展开讨论。

使具体问题模型化：

将多个灯泡等效为一个可变电阻，引导学生建立对路端电压是可变的印象，打破了学生原有的认知平衡。

学生进而继续猜测，深入探究，结合教师引导的理论推导，最终解决了问题。

本

节课本着发现问题、理解问题、解决问题的主线发展，课堂环节完整。

学生探究环节始终围绕着灯变暗这个真实情景，最终解决了这个问题。

通过一个真实问题的解决，尽量挖掘学习活动的育人价值，意图达成以下目标：

1、物理观念目标：

能用基本的电学仪器设计、连接实验电路；明确各实验仪器，如开关、电源、滑动变阻器、小灯泡、电压表、电流表等实验仪器仪表的基本作用和测量原理，具备物理观念的基本要求。

2、物理思维目标：

分析得出基本的物理结论，提升学生观察和分析总结能力；利用能量守恒和功能关系，得出电源电动势大小与内外电压的大小关系，透彻物理学能量守恒观念；会基于定性分析的推断和质疑指导完成定量实验。

3、物理探究目标：

通过电路中灯泡亮度随电路结构的变化，激发学生研究电路中灯泡能量变化的原因，利用能量守恒推导电源电动势与内外压的关系，培养学生的推理能力。

掌握电源断路和短路两种特殊情况下，知道电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，了解路端电压与外部电阻变化的关系，培养学生分析解决问题的能力和实验操作能力。

4、科学态度与责任目标：

通过实验探究加上能量角度佐证和对误差分析，培养学

生事实就是的科学态度。

教师活动

学生活动

设计目的

课前检测分析

预习检测：

展示正答率，通过正答率分析来看，大家对电源电动势和电源提供电压两个概念还是混淆不清。

互动解答预习作业

通过前侧了解学生预习情况，作为新的教学的起点。

情景创设产生问题

电源电动势测定

1、观察几节干电池，让学生测量1、5、7号电池的电动势。

2、教室演示实验

演示实验：

观察一下这个电路，这是个串联电路还是并联电路。

如图1中有3个灯泡完全相同，逐个闭合开关1,2,3，仔细观察观察灯泡1，看它亮度有什么变化？

1、为什么变暗了？

猜一猜原因。

灯泡变暗说明实际功率变小了。

变小的原因是什么？

教师：

电压是不是真变了，我们实际测一测。

路端电压变小了。

2、有什么地方不对劲，少了的电压去哪里了？

你有什么猜测？

不在电源外部，可能在电源内部。

分压得时什么元件？

与这些灯泡时串联还是并联。

3、为了方便研究这个问题，我们可以把这个电路可以等效为：

一个可变电阻接在电电源上，电源内部叫做内电路，电源外部电路叫做外电路。

可变电阻变化，导致得路端电压变化。

路端电压和电阻变化大致时什么关系。

学生上台测量电动势

学生：

并联，各支路电压相等等于电源电压，亮度不变。

学生：

电压变了。

回答：

电源内部有个电阻。

因为串联分压，这个内阻与外部电路串联。

学生猜想并完成电路连接和实验操作

和初中知识相比较，激发认知冲突

引导学生从现象开始到定性分析再到定量的测量过程，学会问题解决的路径。

化繁为简，培养学生把电路转化为简化为模型

各个概念界定，为接下来得探究与讨论统一话语系统。

分组实验：

路端电压与外部电阻得关系

结合上面演示实验，你有什么猜想？

路端电压变化与负载的关系究竟是什么？

我们再回来自习观察一下这个电路，未闭合开关前，此时电路中的电阻是多少？

闭合一个开关，此时电阻电阻变大变小？

再闭合一个开关，此时电阻变大变小？

我们可以把电路等效为

请大家依照电路图连好电路，看路端电压改变与外部电路变化是什么关系。

注意：

连接短路时，开关处在断开状态，滑动变阻器滑片处在电阻最大端。

为什么？

实验结论：

外部电路阻值越大，路端电压越大。

反之越小。

实际操作实验验证猜想。

R越小，I越大，U外越小；

R越大，I越小，U外越小。

定性的认识路端电压与负载得关系，改变学生原有得电源电压是不变得观念，理解路端电压得含义

初步分析，知道内电阻的存在

精确测量原电池的内外压

接下来我们用数字化测量仪器测一下原电池得内外压先观察一下它得结构，原电池可以将电压表并联在内阻中测量其内电压。

看一下有什么发现。

教师介绍：

原电池由金属片和电解液构成。

铜片是正极、锌片是负极、另外还有两个探针插入电解液内部，如果将电压表并联在探针两端可测量其内部电压。

如电路图所示，电压表V1测量的是路端电压，V2是并联在电池内阻两端，测量的是内电压。

教师实验操作：

改变外电路电阻，外压改变。

内部电压增加。

记录数据。

通过观察数据你有什么发现？

1

2

3

4

5

U内

U外

这个恒定值，大家利用直觉判断一下，它是什么？

学生观察实验和分析实验数据。

发现路端电压与内电压一个变大一个变小。

路端电压与内电压之和是个定值。

这个定值是E。

路端电压的变化与内电压的变化相同

也就是

E=U内+U外，

E叫做电源的电动势。

（可否暂时理解为总电压？

？

）

培养学生分析数据得能力和语言表述能力。

能量角度佐证

1、结合图形，正电荷从高电势到低电势，闭合电路外部静电力做什么功？

实现了什么能量转化？

2、电源内部的正电荷需要从负极移到正极，单靠静电力能过去吗？

需要有非静电力做功，这个非静电力是一种化学作用。

非静电力做功能量转化是什么？

3、根据能量守恒，对比W非＝E外＋E内、两个公式。

W非、E外、E内三个物理量是什么关系？

依据是什么？

EIt=UIt+U内It，内外电流是否相同？

可以得到E=U外+U内。

误差分析：

测量产生的误差是由于探针并不完全在内部电阻的两端。

回答：

外部做正功，电能变成其他形式。

内部电荷过不去，其他形式转化为电能。

非静电力转移单位电荷产生的（做的功）电能。

电流处处相等，可以约掉，佐证了之前的猜测。

通过实验探究加

上能量角度佐证

和对误差分析，培

养学生事实就是

的科学态度。

结合部分电路欧姆定律推导出全电路欧姆定律

提问：

若外电路为纯电阻电路，外电阻为R,内电阻是r，则：

E＝IR+Ir

整理得：

I＝

总结：

这就是闭合电路的欧姆定律。

内容

PPT显示：

闭合电路欧姆定律是德国科学家欧姆在1826年发表的论文中提出的，

教师陈述：

他是电学方面的基本规律，也是解决电路问题的基本依据。

从初中学习的基础上我们对全电路欧姆定律有了一个认识的飞跃

怎么理解初高中的两个欧姆定律？

对于内电阻来说，它也是电路的一部分，它用欧姆定律怎么描述。

教师陈述：

因为这个定律所描述的是含电源的电路，所以也叫作全电路欧姆定律。

习题应用：

已知电路中的电源电动势是1.5V，内电阻是0.1Ω，外电路是1.4Ω，求闭合电路中的电流。

闭合电路欧姆定律适用于纯电阻电路。

内容表述：

闭合电路中的电流跟电源的电动势成正比，跟内外电路的电阻之和成反比。

I电流

E电动势

R外电路电阻

R内电路电阻

学生：

高中的闭合电路欧姆定律，初中时部分电路欧姆定律；

分析得出基本的物理结论，提升学生观察和分析总结能力；利用能量守恒和功能关系，得出电源电动势大小与内外电压的大小关系，透彻物理学能量守恒观念；

问题解决；加深理解

欧姆定律的另一种理解

欧姆定律的其他表达方式

1、我们回到开始的分组探究实验

结合闭合电路欧姆定律解释这个现象。

用电压表测量一号电池电压，路端电压约等于电动势

结合闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律，用公式推导的方式，解释用电压表测得路端电压为什么近似等于电动势。

2、短路时电源会烧坏，用理论推导。

（大屏幕把两个问题全部）

3、回到最开始的现象中解释

学生通过理论推导的方式呈现到大屏幕上

E=U+IrU=E-Ir

R变小时，I变大，Ir变大，外就变小R=0时，I很大，E=U内

R=∞，断路，I=0

U=E，粗测电源电压的原理。

大屏幕呈现动态得理论推导过程。

图像表达，深入理解

数学与物理是

很好的跨界搭档，我们接下来用图像的方式来对问题进行分析，看有什么新的认识。

用数字化器材做出一节干电池的U-I图像。

从图中能得出哪些信息？

电动势：

当电流为零时，外部电压等于电动势。

短路电流：

当外部电压为零时，图像与I轴截距是短路电流。

内阻：

结合欧姆定律的其他表达方式

发现线段的斜率为电池内阻。

课堂评价

教师设置习题，当场显示答题准确率

学生答题推送

学生实时反馈，教师当堂补救

布置作业

做出路端电压U随电流I电话的图像，并回答

1.在图像上如何确定电压电动势。

2.从图像上如何确定电源内阻。

3.从图像上如何确定短路电流。

4.设计一个测定电源电动势和内阻的方案。

课下认真领会图像的意义，深入理解闭合电路欧姆定律；设计电路，培养学生创新能力。

学情分析

学生在初中阶段已经非常熟悉部分电路的欧姆定律，这是初中阶段最重要的物理规律，学生熟练掌握欧姆定律的计算，这是本节课的一个坚固的基础，同时初中阶段的对电源电源是不变的这一认识根深蒂固，这是本节课的一个学习障碍，但同时也是激发学生学习动机的基础。

学生并没有对电路有整体和局部的认识，需要通过体验探究、演示探究、创设真实的问题情境，解决问题，使学生的学科素养得到提升。

评测工具

本节课采用了AI学智慧平台对学生的学习过程进行评测。

分为前测、中测、终测。

前测结果显示：

学生在电源电动势和电压概念出现了混淆和模糊，对闭合电路欧姆定律理解不深刻。

前测显示学生对电动势、电压等概念混淆不清，对电动势的定义理解程度较好，可以进入下一节课的学习

终测显示：

本节课的学习目标基本达成，个别同学答错题目有可能是对题目本身的理解有问题

通过最终的正答率显示，这节课的学习目标还是达成了。

教材分析

本教学设计参考了三个版本的物理课本，分别是山东科技出版社、人民教育出版社、上海科技教育出版社三个版本的教材。

这三个版本的教材对闭合电路欧姆定律这部分内容的陈述各有各的风格。

有的教材重视科学理论的逻辑顺序、有的遵循学生认识事物的规律、有的教材先讲电动势再讲欧姆定律、有的正好将两个倒置。

如上海版的教材打破了原有的设计，电动势不先介绍，而是从一个科学探究开始，通过发现问题解决问题的过程逐步理解这些科学概念，给我很大的启发，教学设计中也借鉴了许多，人教版教材闭合电路欧姆定律作为专门一节没有涉及到电动势的问题，课时容量适中，人教版说理逻辑严谨，总体而言是先讲电动势、再讲欧姆定律、再到闭合电路欧姆定律。

鲁科版教材注重对基本概念的探究和理解。

着三个版本各有各的理念，但总体斗都体现了以学为中心。

但电动势这个概念单靠学生探究很难得处，需要教师一些语言描述和讲授。

综上所述，我本节课只涉及到闭合电路欧姆定律，没有涉及到电动势的讲解，意在课堂探究重心

不发生转移。

评测工具

本节课采用了AI学智慧平台对学生的学习过程进行评测。

分为前测、中测、终测。

前测结果显示：

学生在电源电动势和电压概念出现了混淆和模糊，对闭合电路欧姆定律理解不深刻。

前测显示学生对电动势、电压等概念混淆不清，对电动势的定义理解程度较好，可以进入下一节课的学习

终测显示：

本节课的学习目标基本达成，个别同学答错题目有可能是对题目本身的理解有问题

课后反思

本节课通过以创设问题情境：

并联电路灯泡两端电压发生了变化，使学生已有的认识与现实情境产生认知冲突，并围绕着这个问题展开讨论。

使具体问题模型化：

将多个灯泡等效为一个可变电阻，引导学生建立对路端电压是可变的印象，打破了学生原有的认识。

进而有学生继续猜测，深入探究，结合教师引导的理论推导，最终解决了问题。

本节课本着发现问题、理解问题、解决问题的主线发展，课堂环节完整。

学生探究环节始终围绕着灯变暗这个真实情景，最终解决了这个问题。

课堂评测效果显示，每个题正答率百分之九十以上，证明学生学习目标达成。

本节课存在的不足，对问题预设不够，导致教学对学生引导不足，课堂节奏变慢。

教师讲授内容较多，对学生思维发展不利。

教师语言方面存在不足，有习惯用语和无关语言，部分指令不清晰，语言还需要锤炼。

课标分析

【课标分析】旧课标：

知道电源的电动势和内阻，理解闭合电路的欧姆定律

新课标：

理解闭合电路欧姆定律。

会测量电源的电动势和内阻。

通过新旧课标的对比来看，新课标对电动势和内阻的要求更高了，明确提出会测量电动势和内阻，这是对学生能力的具体要求，但是考虑到一节课时间很短，这节课重点放在理解闭合电路的欧姆定律，这是会测电动势和电阻这个最终要求的基础，理解欧姆定律的过程中蕴藏着丰富的育人价值，包括

1、物理观念：

能用基本的电学仪器设计、连接实验电路；明确各实验仪器，如开关、电源、滑动变阻器、小灯泡、电压表、电流表等实验仪器仪表的基本作用和测量原理，具备物理观念的基本要求。

2、物理思维：

分析得出基本的物理结论，提升学生观察和分析总结能力；利用能量守恒和功能关系，得出电源电动势大小与内外电压的大小关系，透彻物理学能量守恒观念；会基于定性分析的推断和质疑指导完成定量实验。

3、物理探究：

通过电路中灯泡亮度随电路结构的变化，激发学生研究电路中灯泡能量变化的原因，利用能量守恒推导电源电动势与内外压的关系，培养学生的推理能力。

掌握电源断路和短路两种特殊情况下，知道电源电动势等于电源没有接入电路时两极间的电压，了解路端电压与外部电阻变化的关系，培养学生分析解决问题的能力和实验操作能力。

4、科学态度与责任：

通过实验探究加上能量角度佐证和对误差分析，培养学生事实就是的

科学态度。