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ID号:3669
标题:超越传递 走向研究
频道:初中教案
栏目:初中物理教案
属性:
作者:徐文英
来源:旧版导入
点击:
编辑:管理员
时间:2006-9-19 |
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超越传递 走向研究 |
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作者：徐文英 文章来源：旧版导入 点击数： 更新时间：2006-9-19  |
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超越传递 走向研究
--------《电与热》公开课课堂实录及自评
江苏省梅村高级中学 徐文英
【设计理念】
本课设计中体现：从生活走向物理，从物理走向社会的基本理念，并注重多种方式进行科学探究，激发学生学习兴趣，培养良好的思维习惯。课堂教学紧紧围绕着育人目标展开，从发现问题进而研究问题，从提出科学猜想到实验方案的设计和实施，让学生参与了科学探索的全过程。重视“过程和方法”的教学，突出了学生的主体地位，培养了学生的探究精神和实践能力，并以“探究卷”为桥，超越传递，走向研究。
【教材分析】
“电和热”是初中物理（人教版八年级下册）第八章第四节的内容。教材从实验出发定性研究了电热与电流、电阻和时间的关系，这样做的好处是体现物理研究问题的方法，在实验过程中学生能更好地体会到一些科学研究的方法，避免了一开始就从理论上推导给学生造成理解的困难和对纯电阻电路的理解的困难。在实验基础上再去推导学生更信服，同时启发学生从实验和理论两方面学习物理知识。并且焦耳定律是重要的物理定律，它是能量守恒定律在电能和热能转换中的体现，本节在电学中是重要的概念之一。学生学好这节知识是非常必要的，同时也为学生升入高中打好了坚实的基础。
实验引发是本节课的关键。
【教学目标】
知识与技能：1、知道电流的热效应以及它在实际生活中的应用。
2、知道焦耳定律（内容、公式、进行一些计算）并能用它解释生活中与此有关的现象。
3、通过学习，知道利用和防止电热的场所和方法，学会一分为二看问题。
过程与方法：
通过实验探究电流的热效应与电阻的大小、电流的大小、通电时间的定性关系，知道科学研究方法常用的方法间接法和控制变量法在本节实验中的运用方法。
情感态度与价值观：
通过对焦耳生平的介绍培养学生热爱科学，勇于克服困难的信念。
通过对电热的利用和防止知识的学习，认识科学是有用的。
【教学准备】
台灯、取暖器、焦耳定律演示器、实物投影仪、多媒体课件、学生分组实验用的干电池、导线、自制木架上串联等长的铜丝、镍铬合金丝电阻各一个、塑料泡沫一块
【课堂实录】
（一）创设情景，导入新课
师：出示台灯通电，看到什么？
答：发光。
师：请一学生用手触摸灯泡，有什么感觉？
答：发热。
师：出示取暖器通电，请一学生用手靠近取暖器，有什么感觉？
答：很烫。
师：今天我们一起来学习电与热。其实，我们家里很多电器通电后都能发热，请同学们讨论说说看。
（学生讨论举例：热得快、电热杯、电烙铁、电饭锅、电风扇、电视机、电灯等）
师：这些电器通电后，热量是从哪里来的？
答：电能转化为热能。
★自评：利用日常生活的用电器（电灯、取暖器等）引入新课很成功，能立即将学生的注意力引到新课上来，而且为新课的第一个概念“电流的热效应”做好了铺垫工作，打开探究之门，“导入”中注重“从生活走向物理”，达到了预期的目的。
（二）新课教学
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一、电流的热效应
电流通过导体时电能转化为热，这个现象叫做电流的热效应。[注意]
各种用电器都属于导体，电流通过任何导体时都要发热，温度随之升高，因此我们可以根据导体是否发热(即电流的热效应)间接判断电路中是否有电流通过。
师：在研究电流的热效应中，有个问题值得我们思考，请大家仔细观察取暖器，谈谈你的“发现”，并提出一个值得思考的问题。（思考）请一学生一手靠近取暖器一手触摸导线，“发现”问题。
问：说说你的感觉怎么样?
答：取暖器很热，而导线却不热(或不烫)
问：导线与取暖器是怎么连接的？
答：串联。
问：串联电路电流有什么特点？
答；电流处处相等。
问：根据观察现象你能提问吗？
生甲答：为什么电阻丝热得发红，而导线几乎不热？
师：热得发红说明产生的热量多，不热说明产生的热量少，所以换句话说：通电导体发出的热量与什么有关？这节课老师与同学们共同来讨论、研究。
★自评：此部分的设计目的，是通过观察让学生好奇地问，养成想问题、问问题、挖问题和延伸问题的习惯，让学生知道自己有权利、有能力提出新见解，发现新问题。经过这样巧妙、合理地设置情景，又用符合学生认知水平的问题，有层次、有梯度地把学生引向探究的知识，激活学生的思维，激发学生的求知欲望，培养学生提出问题的能力。
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二.探究实验：
电流通过导体产生的热量与哪些因素有关
师：请同学们观察台灯（上课至今一直开着），假如现在你要换灯泡，你敢用手直接拿它吗？
答；不敢。
师：为什么？
答：因为太烫了。
师：根据这个现象你能猜测电流产生的热量与什么有关？
生乙答：通电时间。
师：由生活经验可得什么关系？
答：通电时间越长产生热量越多。
师：下面请同学们利用桌上的器材做一个有趣的实验，先介绍木架上串联两根长度、粗细相同的金属丝1和2，铁钉相当于接线柱，连成闭合回路，分别在金属丝上切割塑料泡沫，观察到什么现象？发挥自己的想象，猜想一下，相互之间可以交流、讨论。
过程：学生根据所给器材操作（参考装置图如下）。
师：请甲、乙、丙几位同学发言，谈谈你们分别是如何做的，猜想是什么，依据是什么。
甲答：我们猜想电流产生的热量可能与电阻的大小有关。因为我们将两根金属丝串联，电流相等，一根可以切割塑料泡沫，另一根不能切割塑料泡沫，这两根金属丝长度、粗细相同，可能材料不同，那么电阻不同。
乙答：我们猜想电流产生的热量可能与电压的大小有关。依据是我们连接2金属丝，分别用一节干电池和四节干电池，发现四节干电池
切割塑料泡沫快。
丙答：我们猜想电流产生的热量可能与电流的大小有关。我们分别用四节干电池连接1金属丝和连接2金属丝，发现一根可以切割塑料泡沫，另一根不能切割塑料泡沫，通过它们的电流不同。
丁答：丙中电流、电阻都不同。
师：请同学们看看1和2两根金属丝，1是铜丝，2是镍铬合金丝，它们电阻确实不同，欧姆定律得出了电流、电压、电阻三者之间的关系，所以电压、电流之间我们只要一个因素就可以了，因为电流的热效应——所以可能与电流有关。
★自评：此部分的设计目的，实施开放式教学，让学生主动参与学生活动，给学生创造自由想象的课堂空间，让学生自由地想，以促进学生创新思维的发展。
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·猜想与假设：
电阻的大小
电流的大小
通电时间
师：同学们的猜想是否有道理?我们现在用实验来验证一下。根据猜想，我们研究的热量跟三个因素有关，那么如何来研究热量跟这三个量的关系呢?
物理学中，对于多因素的问题，常常采用控制变量法 的方法来研究。
·设计实验：（见探究卷）
师：正确！现在我们先来研究热量跟电阻的关系，看探究卷讨论1分钟。（学生讨论）
师：为完成该探究，必须控制哪二个量不变，改变哪个量？
答：I、 t相同，改变R。
师：选择何种导体作为研究对象比较科学？理由是 。
答：两根长度、粗细相同的铜丝、镍铬合金丝，因为它们电阻不同。
师：怎么连接？
答：串联。
师：为什么用串联?
答：串联使I、t相同(研究Q与R关系)
师：分析很正确!
师：请同学们想一想，电阻丝产生的热量如何来显示呢?试探地问几位同学。
师启发：手摸行吗?
答：不行。
师启发：那么怎样做才能较准确地比较它们的温度高低呢？
答：用温度计测。
师启发：噢，用温度计直接测量这两根金属的温度吗？（用温度计演示一下）
答：不行。
师：那怎么办？看谁突破这个难点。
生甲答：把金属丝放在水中，用温度计测水温。
生乙答：水是导体，我认为放在绝缘体中，例如油。
师：大家同意吗？
答：同意。
师：好，很好。请大家翻开课本，看一看书上的实验方法和大家设计的实验是不是一致呢？
生答：（看完书后）是一样的。
师：那我们为自己鼓鼓掌好不好！
（掌声响起）
·进行实验：（探究卷）
师：今天老师向你们介绍一套实验器材：实物投影介绍
学生讨论后认识到：
电阻丝通电产生热量，容器内煤油吸热，煤油中温度计液柱上升。即：温度计液柱上升较快的说明电阻丝产生热量多。（实验思想：间接法）
老师演示，一名学生计时，其他学生观察并记录在探究卷。
（演示实验）
师：观察到什么现象？
生答：电阻大的温度上升得快。
师：分析数据，可得到什么结论？
生答：在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。
师：下面研究电流热效应与电流的关系（同实验1相似，根据探究卷设计并进行实验，略）
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纵上所述：（略）
★ 自评：此部分展开以“通电导体产生的热量与哪些因素有关”为题进行“实验探究”。其目的在于给与学生充分的时间和空间去感知、去体验、去感悟“实验探索法”，实验探索由“猜想”入手，以“探究卷”为桥，围绕实验方案的制订和实施，渗透了“控制变量”、“间接推断”和“科学探究”等重要的研究方法，在这个“实验探究”活动中，学生既尝到了探索过程的艰辛，也品尝了成功的喜悦，为他们热爱学习的情感的形成和巩固，起到了良好的作用，同时也为他们打开“创新”的思维之门，提供了良好的课堂环境。
师：刚才，大家经过猜想和实验验证，取得了通电导体产生的热量跟电流、电阻、时间有关，这仅仅是一种定性关系的研究，早在1840年，英国物理学家——焦耳，经过多年的研究，做了大量的实验，最后精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻、时间的数量关系，人们称之为焦耳定律。
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三、焦耳定律
1.内容：（略）
师：下面我们观看焦耳的故事，从中我们要向焦耳学习什么精神？（焦耳的故事在课件）
生答：学习焦耳在科学道路中勇于攀登，不怕困难，精益求精的精神。
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2.公式:Q=I2Rt
3.单位：焦安欧秒
师：这个结论用实验研究得出，也可以利用电功率和欧姆定律的公式推出。
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理论推导：
如果电流通过用电器时，电能全部转化为热，即Q=W
∵W = Pt = UIt
U = IR
∴Q = W = UIt= IR*It = I2Rt(纯电阻电路)
如果电流通过用电器时，将电能同时转化为几种形式的能，如：电风扇工作，电能主要转化为动能，同时也有一部分电能转化为热能，此时，Q≠W，正确关系为：Ｗ＝Ｑ＋Ｗ其他（非纯电阻电路）
师：焦耳定律在生活中有哪些应用呢？
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四、焦耳定律的应用
1、回答这一节开始提出的问题：
取暖器通过导线接到电路里，为什么电阻丝热得发红，而导线却几乎不发热？（ ）
Ａ、通过导线的电流远小于通过取暖器的电流。
Ｂ、导线电阻远小于取暖器的电阻，导线消耗的电能很少。
Ｃ、导线的散热比取暖器快。
Ｄ、导线外有绝缘皮隔热。
2、例题
一根60欧姆的电阻丝接在36伏的电源上，在5分钟内共产生多少热量？
（板书略）
师：生活中和许多产业中都要用到电热，你能说出几个电流热效应的应用实例吗？
（学生举例）
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五、 （媒体文件） 电热的利用
师：电热既有有利的一面，又有有害的一面，很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。
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（媒体文件） 电热的危害和防止
师：大家讨论一下，如何减少或防止电热的危害呢？
生甲：给电视机后盖开散热孔。
生乙：给电脑主机上装小电扇。
生丙：建议电冰箱离墙远一点。
（三）课堂总结
师：请大家谈谈学习了这节课后有哪些收获？
生甲：我知道了什么是电流的热效应。
生乙：我知道了焦耳定律。
生丙：我知道了电热的利用和危害。
……
★自评：多媒体在教学中的作用无庸质疑，但我认为不一定所有实验都用多媒体，我们应取其长处即利用其可控制性来为我们服务。用多媒体再现“电热的利用、电热的危害和防止”，增加学生的感性认识，增加亲切感，使学生感到生活中物理处处可见，同时体现学生学习的主体性，使学生乐于交流讨论，培养语言表达能力。
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小结：
定义：电流的热效应
提出问题
电 探究：电流的热效应与 猜想与假设
和 电阻、电流、通 设计实验
热 电时间的关系 进行实验
得出结论
归纳：焦耳定律 内容 公式 单位
电热的利用和防止
反馈练习：（略）
（五）布置作业 教材Ｐ５１“动手动脑物理”１、２、３、４
★ 反思：
1、猜测和想象是物理智慧中最活跃的成分，是学习物理的重要方法。我在备课时不断地思考，在课堂教学中如何让学生猜想“通电导体发出的热量与什么因素有关？”，如果马上让学生猜测，学生可能不知从何下手，对猜想产生畏惧，不利于猜想能力的培养。于是，我就先让学生通过开放式实验直接观察，摸索、讨论出电热与电阻、电流有关
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