物理人教版九年级全册测量小灯泡电功率的教学设计.docx
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物理人教版九年级全册测量小灯泡电功率的教学设计
第3节 测量小灯泡的电功率
教案
金川中学冯应国
一、学情分析
（一）、样本学习者环境简析
样本学习者来自平均海拔为2600米高原地区，讲授“测量小灯泡的电功率”内容时间大约在10月，此时，已进入初冬季节，这时，该地区气候干燥，空气湿度一般在30%左右，早晚温差较大，一般相差36℃左右，平均温度在8℃左右，是典型的的山地高山气候；这个地区极易发生火灾，特别是家用电器引发的各种火灾较多。
（二）、样本学习者学习风格简析
基于所罗门学习风格（BarbaraA.Soloman）量表检测显示（见表一）：
学习者在知识感知方面，感悟型26%，直觉性是74%；知识输入方面：
视觉型是61%，言语型是39%；知识理解方面：
整体型是26%，序列型是74%；知识加工方面，活跃性学习者76%，沉思型学习者24%；学习习惯较差和自我表现的欲望相对较强；喜欢课堂环节紧凑、有序学习方式；乐于开展合作学习。
表一：
样本学习者 初三
（二）班学习风格基本信息
学习风格
类别
初三
（二）班（人）
优等生
中等生
后进生
知识加工
活跃性（显著）
4
7
4
活跃沉思（混合型）
6
21
7
沉思型（显著）
0
3
0
知识感知
感悟型（显著）
2
8
2
感悟直觉（混合型）
6
21
8
直觉型（显著）
2
2
1
知识输入
视觉型（显著）
4
14
4
视觉言语（混合型）
6
17
7
言语型（显著）
0
0
0
知识理解
序列型（显著）
4
4
3
序列综合（混合型）
3
21
6
综合型（显著）
3
6
2
合 计
10
30
10
（三）、样本学习者经验基础简析：
2014年电学讲授前的调查显示，90%的家庭有电视机，76%的家庭有洗衣机，20%的家庭有电磁炉、36%的家庭有电炉、3%的家庭有空调，特别是取暖器、电炉、空调等大功率用电器使用有较大的上升趋势，部分家庭有两个以上的电炉，但是，大部分家庭由于电学知识经验较少，比如，多个大功率用电器同时工作，导致电流过大引发火灾或用电器不能正常工作，缩短家用电器使用寿命，或者保险丝、保险管等耗材使用量较大的现象较多。
同时，样本地区冬季水资源不足，经常出现断电现象，忘记切断电源，或用电量早晚差异过大，电炉亮度较低，忘记电炉还在工作就离开家，结果引发火灾等现象在样本地区较多。
（四）、样本学习者已有知识基础简析
本探究活动中小灯泡电功率的测量，是学习者在已经初步掌握串联电路、电路中电流、电压特点，初步运用电流表、电压表测量工具实际探究电路中电流与电压、电阻关系的基础上，进行电功率测量的一项提高性学习。
本探究活动是通过伏安法测量小灯泡不同电压下的电功率，加深学习者对实际功率与额定功率的理解，而且可以通过实验进一步巩固、强化对电流表、电压表以及滑动变阻器的使用与操作方法。
教师应指导学习者在探究活动前，能够对不同电压下小灯泡的实际功率进行一个初步假设，预设在不同电压下，小灯泡的实际功率与额定功率大小关系，小灯泡的电功率是否会发生变化。
（五）、样本学习者学业成绩简析
样本学习者第十五章电流和电路、第十六章电压和电阻、第十七章欧姆定律学业成绩检测情况显示（见图一：
学业成绩饼图）。
1、学业成绩偏低
最高分87分，最低分15分，平均分40.5分，及格10人，及格率为10%；优分人数1人，优分率2%；差分人数11人，差分率为22%，因此样本学习者学业成绩总体偏低，低分组人数显著性偏高，中低分组人数显著性高于期望值 。
2、离散程度较大
从离散程度可以看到方差（σ=225.78）较大，说明高低分成绩差异较大；样本学习者离均差相对较小，标准差为（s=15.03），说明学习者比较集中在40分左右（见图二：
学业成绩散点图）。
（六）、样本学习者心理发展状况简析
1、样本学习者的心理特点
进入初三,随着中考升学压力的增大，学习者无论在身体上、心理上还是价值观念上都在发生相应的变化，其心理特点归纳起来大致有如下几点：
（１）思维能力空前提高
经常提出各种问题，不轻易接受成人的观点，爱争论，特别希望独立地解决问题，但往往会以偏概全，比较偏激。
比如A同学。
（２）理想压力空前增大
想进重点高中的欲望陡然提升，其他同学能进好一些的高中我也想进好一些的高中，思想压力增加。
（３）理想热情大打折扣
几次考试不理想就自暴自弃，一点点小小的打击就萎靡不振，丢掉早先的理想，比如B学习者。
（４）异性交往有所分化
无性别友谊更加牢固而且专一，但个别同学开始思慕起某个特定的异性，进入“早恋”状态。
（５）自私叛逆日益强烈
易怒、暴躁、不听话、和家长有对立情绪，甚至自残，比如C同学在夜晚由于玩手机被生活教师收缴，而自杀，幸好发现及时没有造成重大伤害。
（６）厌学情绪继续激化
有部分学习者厌学情绪较重，学习成绩和学习心理都有问题，不听讲、不愿意写，只要不谈学习就是好孩子。
（７）自我管理两极分化
有些孩子已能把握自己，有的孩子则完全不能自我管理。
2、样本学习者的行为特点
（１）心理浮躁
部分学习者学习缺乏持之以恒的精神，情绪波动比较大，学习的态度随心情变动，常会显露出自以为是。
成绩掉下来后，就更会自暴自弃,最终一落千丈，比如D同学由于一次考不好，几天都没有看到笑脸。
（２）力不从心
有部分学习者对自己有要求，也有目标，学习勤奋刻苦，但成绩总不理想。
有时候表现为忧郁，怯懦自卑，信心不足；又有时表现为烦躁不安，患得患失，思维迟缓，记忆力减退；也有的甚至表现为偏激、嫉妒、神经质。
有时还出现了食欲不振，面色苍白，大脑供血不足，失眠头晕等现象。
这类学习者多集中于女生和性格内向的男生，他们常为自己的成绩不能提高而苦恼不已。
（３）欲速则不达信心屡遭挫败
这些同学以饱满的热情投入到学习之中，他们（包括家长）希望自己的成绩在非常短的时间内能提高一二十名，期望能从别人那里得到一种轻松快捷，并且能在短时间内取得很大的学习效果的方法，这些同学都希望通过考试来证明自己的能力，增加对中考的信心，结果往往事与愿违，达不到期望的成绩，产生出较为严重的挫败感。
学习上急功近利。
（４）作息时间不当学习效率不高
一到晚上便“挑灯夜战”，结果早晨不能按时起床，即便勉强起来，头脑也是昏沉沉的，一整天都打不起精神，有的甚至在课堂上伏桌睡觉，这种现象相对较多，几乎每天都可以看到部分学习者睡觉。
（５）情绪焦虑
他们深知这一年的学习对自己的重要性，但有的时候发现，自己所得到的成绩和付出的努力并不成正比，有的学科再怎么去“攻”它，成绩就是上不去，每次考试都弄得“灰头土脸”（物理的中等难题怎么弄都是一头雾水），久而久之，对这门学科只能束手无策了，甚至放弃对这门学科的学习。
严重的还会产生“习得性无助”心态，更谈不上什么学习兴趣。
（６）不知如何应对家长的压力
不少学习者说：
“父母对我们真的非常关心，生活上无微不至，学习上千叮咛万嘱咐，精神上殷切期望，但使我们感到关心的背后，有一股巨大的压力”。
（七）、学习者归因风格简析
学习者的归因风格，就影响学习者的学业成绩，特别是归因于不可控、外部原因时，自主学习主动性下降，不仅影响以后学习，还会影响其他同学学习，形成负面影响，样本学习者的学习风格倾向于不可控因素（见表二）。
表二：
样本学习者归因风格
归因类别
成败归因维度
稳定性
因素来源
能控制性
稳定
不稳定
内在
外在
能控制
不能控制
能力
73%
27%
36%
64%
28%
72%
努力
33%
67%
46%
54%
29%
71%
学习难度
69%
31%
26%
74%
19%
81%
运气、身体状况
53%
47%
46%
54%
83%
17%
二、教学目标
（一）知识与技能目标
本节课课程内容主要涉及技能性和体验性两个维度目标。
具体说明如下：
1、知识目标
（1）结合实例理解电功率
“理解”属于认知性目标行为动词，该条目处于“理解”水平。
其中对电功的理解不作为本节要求。
对于电功率的“理解”主要是在初步学习“第2节电功率”基础上，通过实验探究，具体测量小灯泡不同电压下的实际功率，进一步加深对电功率概念的深刻理解，即学习者能独立计算不同电压的电功率。
体会不同电压下，用电器的功率一般是不同的。
（2）知道用电器的额定功率和实际功率
“知道”属于认知性目标行为动词，该条目处于“了解”水平。
本节是在已经初步学习电功率的基础上，通过观察小灯泡在不同电压下实际发光亮度的不同，了解小灯泡不同电压的实际工作状态；通过对小灯泡不同电压下实际电功率的测量，学习者能独立计算高于额定电压、低于额定电压、等于额定电压时对应的电流强度情况下的电功率，体会和理解不同电压下小灯泡实际功率与额定功率的实际差异。
2、技能目标
（1）会设计电路图
根据实验探究目标设计和规划合理的实验探究方案，学习者能在教师帮助下自主设计符合探究需要的电路图。
（2）会选测量工具的量程
在实验探究过程中，学习者知道根据测量小灯泡实际功率的需要，自己合理选择电流表、电压表等测量工具的量程，能根据实验完成探究的任务。
（3）在教师的的引导下会初步设计实验记录表格
学习者具体设计符合探究要求的实验数据记录表格，并能够依据实验探究中所记录的实验数据，进行初步的数据处理和分析判断，初步得出不同电压下小灯泡的实际功率随电压变化的关系。
（4）会准确、规范测量小灯泡的电功率
“测量”是技能性目标行为动词，该条目属于“独立操作”水平。
在具体的实验操作中，学习者能独立规范而准确的控制小灯泡在不同电压的工作状态，能够保证小灯泡实际电压为额定电压的五分之四下工作，小灯泡实际电压等于额定电压下工作，小灯泡工作实际电压为额定电压1.2倍下工作。
（二）过程与方法
能够根据测量小灯泡电功率的原理，设计符合测量需要的实验方案。
会根据记录的实验数据，利用比较的方法，分析和判断实际功率与额定功率的区别。
（三）情感态度价值观
通过实验，初步认识用电器正常工作与不正常工作时电功率的差异，观察实验现象，培养学生科学使用用电器的安全意识。
三、重点难点
（ 一）本节重点
1、本节是在学习“伏安法测电阻”之后的又一个综合性电学实验，也是在学习“第二节 电功率”后，已初步理解电功率的基础上，利用电功率计算的原理，通过实验定量测量，观察小灯泡工作状态变化，分析比较小灯泡实际电功率与额定电功率的区别，进一步加深学生对用电器实际功率与额定功率的理解。
2、会利用电功率计算公式作为实验原理，用伏安法测量小灯泡不同电压下的实际功率与额定功率，区分额定功率和实际功率。
（二）本节课的难点
1、学习者能够根据测量小灯泡电功率的实验原理，设计符合实验目的的实验方案、实验步骤，并得出实验结论。
四、教具准备
（一）教具准备
每组学生电源（或干电池3节），2．5V（或3．8V）小灯泡1只，开关1只，小灯座一个、电流表1个，电压表1个，滑动变阻器1个，导线若干，共25个小组。
（二）学生准备
学生课前准备好多媒体并报告教师多媒体设备是否正常。
五、板书设计
内容
第三节：
测量小灯泡的电功率
1、实验目的
2、实验原理
3、实验电路图
4、实验器材
5、实验步骤
ppt展示区
实验表格填写区
学生板演区
六、教学反思
1、建立规范的实验室
由于学校没有规范的物理实验室，该课借用通用技术实验室上课，在课前准备实验器材时，难有足够的时间充分准备实验器材，在实验过程中出现仪器本身损坏难以及时修理导致延时完成实验，也出现小灯泡这种耗材损坏难以及时更换，导致实验延时完成，这些都在一定程度上影响学习者的成就感，因此，需要一个规范的实验室，让管理员能规范、充分准备实验器材，减少由于难以及时维护仪器、耗材及时更换产生的成就感弱化。
2、阐释实验数据时与导入新课的火灾连接深度不够
授课者还可以指导学习者利用三次实验探究中所记录的小灯泡的电压值、电流值，通过欧姆定律计算所对应的电阻值，对三次不同电压下的小灯泡的电阻值大小进行比较，看看是否发现电阻值的大小发生变化，从而进一步理解不同电压下用电器的电流热效应，当电压较低时用电器实际功率较低，热现象不明显，当电压较高时实际功率较高，实际功率较高从而可能引发火灾；特别是小灯泡的电阻值随电压的增加，流过小灯泡的电流增大，可以引申到电炉、取暖器等大功率用电器电阻的变化和电流的变化，导致引发火灾的机率增加；同时，用电器在低于额定电压、等于额定电压、高于额定电压时电功率不同，当高于额定电压、低于额定电压时用电器不能正常工作导致损坏用电器。
3、实验表格填写
表格设计合理、规范
4、实验仪器的使用
实验仪器使用规范，特别是电压表和电流表的使用，强化滑动变阻器的使用。
七、教学过程
（一）导入新课
1、真实故事导入（5分钟内）
教学内容
教学目标
教师活动
学习者活动
设计意图
讲解真实故事，回答电功率的导入知识。
创设教学情境，激发学习兴趣，特别是中低分组学习者学习兴趣。
检测方式：
观察学习者是否准确回答授课者所提问题。
一、导入新课
1、故事导入
这是一个真实的故事，2013年冬季有一家举行婚礼，白天比较温暖，夜幕降临时气温开始大幅度下降，主人、客人都在院子里唱歌跳舞，但家里的所有取暖器、电炉都开始工作，再加上电灯等其它用电器使电流增大，恰巧有一段导线靠近棉花这种易燃物，不久，发生了火灾，虽无人员伤亡，但也烧坏了家里大部分物品。
（ppt展示故事情境）
2、复习电功率的相关知识
（1）电功率是描述（ ）的物理量，计算电功率的公式有（ ）和（ ）。
（2）到目前所学的电学知识为止，我们学了哪些物理量？
哪些可以直接测量？
哪些不能？
（3）画出伏安法测小灯泡电阻的电路图。
实验原理是：
（ ）。
教师及时公布诊断评价试题答案，了解学习者错误情况，并指导学习者自主矫正。
快速阅读
自主答题
对照答案
自主纠错。
样本学习者学业成绩基础较差，身边发生的火灾、用电器不能能正常工作的现象较多，因此主要采用火灾引入，激发学习者学习“原动力”，（ppt展示图片资料，通过图片和文字，使视觉型学习者增强感知，创设学习情境，强化自我提高内驱力）；通过点名提问的方式，让学习者集中注意力，强化师生感情联系，提高学习者“附属内驱力”。
“建构主义”理论认为知识是建构在已有知识基础上。
因此，诊断学习者在新课学习前，是否具备或已经掌握与新课学习所必要的和密切相关物理知识，为新课学习做好前提性诊断和及时补偿矫正。
（利用ppt展示答案和问题的同时阅读一遍试题，使学习风格差异中的视觉型和言语型学习者增加感知）
（ 二）讲授新课
2、实验假设（5分钟内）
教学内容
教学目标
教师活动
学习者活动
设计意图
根据伏安法测量小灯泡的电阻，猜想测量小灯跑的实验原理、实验器材、实验电路图。
回忆伏安法测电阻的相关知识建立知识链接，让中等分组学习者能独立、准确回答相关知识。
问题1：
如何测量一个额定电压为2.5v小灯泡的额定功率？
说出你的实验方法，所要测的物理量，需要的实验器材，并请画出电路图。
围绕老师问题，通过对比伏安法测电阻的实验，按要求回答问题。
利用已学伏安法测电阻的知识，建立好下位概念，从而建构平行概念，测量电功率知识，引导学习者思考如何进行测量小灯泡电功率电路设计（展示ppt通过机械记忆及时强化所学知识）。
问题2：
如果要测量低于或高于额定电压下的小灯泡实际功率，还需要什么电路元件可以帮助改变小灯泡两端电压？
按要求回答：
滑动变阻器。
从生活中引导（调节电压）学习者掌握利用滑动变阻器改变小灯泡两端电压，为实验探究小灯泡不同电压下的实际功率奠定基础（ppt展示滑动变阻器使用，及时反馈，与已学知识建立链接）。
3、设计实验（5分钟内）
教学内容
教学目标
教师活动
学习者活动
设计意图
拟定实验原理、实验目的、试验方法、实验器材、实验步骤。
1、 中低分组学习者能在教师提示下回答实验原理、实验目的，初步会画电路图。
2、中等分组学习者能在略有提示的条件下正确画出电路图、正确连接实物图。
3、高分组学习者能在略有提示情况下设计数据填写表格。
1．实验原理：
（ ）。
2．实验目的：
（ ） 。
3．实验电路图：
4．实验表格：
提示：
在连接电路中，应注意哪些？
学习者自主设计实验
回答：
开关置于断开的状态；电流表、电压表的选择合适的量程和正负接线柱；滑动变阻器滑片置于阻值最大端。
根据小灯泡的额定电压，选择合适的干电池个数。
考查学习者自主设计实验方案的能力
引导学习者实验操作中，要注意电路安全（技能目标）及电路元件的保护（情感态度价值观目标）。
学习者设计完成后及时展示ppt，及时反馈，让场独立型学习者和场依存性学习者都有思考时间。
4、进行试验（7分钟内）
教学内容
教学目标
教师活动
学习者活动
设计意图
学习者进行试验，观察实验现象、计算小灯泡的电功率。
中等分组、高分组 学习者正常进行实验。
检测方式：
首先在教学者一定的提示下，观察高分组学习者能否正常进行试验、填写实验数据。
然后在高分组和教学者的提示下观察中等分组学习者能否正常实验、填写实验数据。
最后帮助中低分组学习者完成实验。
问题3：
电路连好了，接下来怎么做呢？
分别测量以下三种情况下的实际功率。
1．使小灯泡在额定电压下发光，并记录电流表、电压表数值。
2．使小灯泡两端电压是额定电压的1．2倍，并观察小灯泡亮度，并记录电流表、电压表数值。
3．使小灯泡两端电压低于额定电压0．2倍，并观察小灯泡亮度，并记录电流表、电压表数值。
按要求规范操作，准确记录实验数据，观察小灯泡的亮度变化。
根据实验原理，进行实验探究（自己设计实验，自己验证猜想，强化学习者附属内驱力）。
展示动画，让学习者既有实物感知，又有操作规范的感知。
特别是直觉型学习者的感知。
5、分析论证（5分钟内）
教学内容
教学目标
教师活动
学习者活动
设计意图
分析并计算小灯泡的电工律，比较灯泡的亮度。
计算小灯泡不同电压下的电功率，比较灯泡的亮度。
检测方式：
低分组学习者能正确计算小灯泡的电功率，比较灯泡的亮度。
高分组能阐释火灾产生的原因。
根据实验记录数据，分别计算小灯泡的额定功率是多少？
当小灯泡两端电压低于或高于额定电压时，它的实际功率是多少？
比较小灯泡的发光情况与实际功率的变化关系。
根据实验测量的数据进行实际计算。
体会不同电压下小灯泡实际功率与额定功率的区别，认识到实际功率是变化的，额定功率是不变的，从感性认知到理性认知，强化以实验为基础验证猜想。
6、交流评估（4分钟内）
教学内容
教学目标
教师活动
学习者活动
设计意图
各实验组发生的实验现象，进行实验现象的分析。
列举典型实验现象并进行分析。
检测方式：
高分组能在教师提示下进行实验现象的分析。
1．实验中，一位同学连接好电路，在闭合开关时发现小电灯不亮，电流表无示数，但电压表有示数。
试分析电路中可能出现的故障。
2．另一位同学连接好电路后，闭合开关时发现小灯泡特别亮。
这说明他在闭合开关前没有（ ）。
积极思考。
回答问题。
比较测量伏安法测电阻电路。
能根据实验中产生的现象，准确地找出电路连接时产生的故障。
引导学习者学会知识的迁移。
（ 三）结束新课
1、课堂小结（4分钟内）
教学环节
教学目标
教师活动
学习者活动
设计意图
对实验进行小结。
学习者能进行该实验的小结。
检测方式：
中等分组学习者能在教师提示下进行比较规范的实验小结。
1．这节课同学们有哪些收获呢？
2．同学们调节变阻器的过程中，小灯泡的电压不在2.5V时，它此时的功率还等于它的额定功率吗？
灯泡的亮度将如何变化呢？
电压能太大吗？
3．实验中对小灯泡的实际功率进行了三次测量，是否可以将三次测量的功率求平均值？
【巩固练习】
学习者按要求主动回答问题。
体会1．小灯泡实际功率随灯泡两端电压增加而变大；小灯泡的额定功率始终保持不变。
体会2．用小灯泡两端电压高于或低于其额定电压，小灯泡不能正常工作。
用电器应在额定电压下工作。
通过课堂小结让学习者理解电功率，特别是知识理解的序列型学习者，能建立知识链接，形成知识链。
进一步领会和理解小灯泡实际功率与额定功率不同。
进一步理解本次实验探究目的ppt展示，强化整体性与序列性学习者在学习方法的差异。
要注意一点就是把时间用在难题上的同时，也要花一点时间在基础知识上，如果能很好地掌握了每个基本知识点，在保证基本知识少丢分的情况下，再增加难度，这样高分组和低分组学习者都能获得成就感，增加学习自我提高内驱力。
作业布置
完成课后理科爱好者本节基础训练（必做），能力提升（选作）。
按要求完成
巩固知识
升级会员 