高中物理“闭合电路姆定律”课例研究.doc

回归真实实验 成就精彩课堂 -------“闭合电路欧姆定律”课例研究 [摘要] 真实实验是物理教学最精彩和不可或缺的组成部分。本文以典型的规律课“闭合电路欧姆定律”为例，在教学设计最重要的二个环节即“问题情景设计”和“学生活动设计”中，运用实验设计物理情景不仅能帮助学生形成概念获得知识和技能，而且能培养学生的观察能力、思维能力和探索精神。]；以实验探究为主线的 “学生活动设计”，则能深化学生对知识内涵的理解，准确构建新知识、产生新思想。 二、课例研究： 1、教学设计的思路： 《闭合电路欧姆定律既使学生从部分电路的认知上升到全电路规律的掌握，又从静态电路的计算提高到对含电源电路的动态分析及推演。评析：实验的目的，是改变学生初中所学的认为“电源两端电压不变”的思维定势。实验现象和学生已有的认知发生冲突，通过对现象的思考，发现并提出 “物理问题”。通过三个实验的对比，学生能认识到电池可以等效看成由具有恒定电动势的稳压电源和定值电阻构成的。 （2）采集真实实验数据, 为探究提供有效实据。 物理学作为一门以实验为基础的科学，观察和实验是提问题的基础。直观、形象的实验能激发思考，为知识的建构奠定基础。教学中为研究电源电动势产生的原因及内外电路电势升降情况，设置如下两个探究实验。 探究一：电源没有接入外电路时，电源电动势与极板电势提升的关系。实验中需要测出UAB、 UAD 、UCB 、UCD的电势差。用数字电压表实测数据为UAB＝2.11V，UAD＝1.50V, UCB＝0.60V, UCD＝0V。通过对实测数据的分析，可得到的结果是：UAB= UAD +UCB ，即电源的电动势，为电极附近由于非静电力做功，两次电势提升之和。 评析：在课堂中，采集到的数据能支持实验结论。但学生对UCD=0感到惊奇，通过讨论，学生认识到UCD=0的原因是内电路没有电流，内电阻上没有电势的降落。同时还提出：为什么正极板电势提升大于负极板？通过实验探究，共同研究了UCD=0的原因，学生对蓄电池的工作原理有所了解，并能提出引发新思考的问题。 探究二：在电源接入外电路的情况下，电源电动势与内外电路电势降落的关系。 U外（V） U内(V) U外+ U内（V） 1 1.84 0.24 2.08 2 1.81 0.27 2.08 3 1.76 0.32 2.08 4 1.67 0.40 2.07 5 1.65 0.42 2.07 6 1.58 0.48 2.06 改变外电阻，测出几组内外电压。 用两个数字电压表分别测出数据（如图所示）。 学生按下表记录数据，并进行分析，实验结果：U外+ U内=定值，通过与电源的电动势的数值进行比较得出：在闭合电路中，电源内部电势升高的数值等于内、外电路中电势降落的数值，即E = U外+ U内。 要求学生用能量守恒定律进行推导，并与实验结果进行比较，建构闭合电路欧姆定律。 评析：在整个实验探究中，师生合作得到的数据精确有效，为问题的解决提供真实的数据支持，通过与理论探究结论的比较，学生深刻地理解闭合电路欧姆定律。学生在分析数据中，支持了预测的结论。同时，学生还提出“随着外电路电阻的减小（即回路中电流的增大），内外电压之和小于电源电动势”的想法，在老师的引导下，了解到随着电流的增大，探针与极板之间存在的电阻的分压增大造成的影响。 （3）以真实实验为载体，学以致用。 学生在学习了闭合电路欧姆定律后, 与原有认知产生了冲突，可以抓住学生这一矛盾心理, 积极引导学生对新旧知识进行比较, 促进同化。本节设计分组实验, 强化对所学知识的应用。 提供实验任务：按图示思路连接实物，调节滑线变阻器，观察电压表和电流表的变化规律，并解释实验现象。 评析：教师在活动设计中应考虑到：学生将实验所得到的分散信息联系起来会存在困难，应尽可能把实验目标、意图清晰地告诉他们，当学生了解到教师安排实验活动的意图时，将更容易达到预期的目标。 三、教学反思： 学生在走进教室之前，已经形成了个人日常知识体系。在课堂上，只有当学生的日常知识与所学知识发生对话时，日常知识才可能向物理概念、规律转变。本节教学落实以下三条主线： 关注知识的逻辑结构。本节课从三个实验对比入手引入新课，通过比较引发学生质疑，消除电源两端电压恒定的“前概念”影响，认识到电源内阻的存在。师生合作通过实验得到精确有效的数据，支持“电源电动势与极板电势提升的关系”和“电源电动势数值上等于内外电压之和”的结论，并通过与科学结论进行比较建构闭合电路欧姆定律。 关注学生的认知发展。学生要由“对部分电路的认知发展到对全电路的认知”和“对静态电路的认知发展到含源动态电路的认知”。本节课通过真实实验，先解决对电源的认识问题，再解决全电路中电势升降的数值关系问题，最后通过学生的实际操作了解电路的动态