一、设计背景：
新课程理念要求培养学生的动手能力及探索能力。例如，通过现有实验设备，让学生亲自动手重复探究的过程。通过研究性学习课程，尝试探究的方法和过程。让学生像科学家那样去研究、探索事物本质规律，从中获得能力的不断提高，是我所追求的。但是自然界中发生的各种物理现象往往是错综复杂的。科学上每一个重大的发现，都是科学家心血和智慧的结晶，他们的研究往往也花费大量的时间。但是如果我们把学生当科学家来培养是不切实际的。活动中教师的组织、引导就显得尤为重要。在引导的过程中，我感觉到尺度很难把握。过了，学生思维得不到充分发展；不及，会刺伤学生的学习积极性，同时效率低。
二、教学过程：
在一堂实验课上：“闭合电路欧姆定律”的探究课正在进行中。当我问：“同学们在初中都学过欧姆定律，请问电流与哪些因素有关呢？”。同学们回答到：“电流与电压有关”，“电流与导体的电阻的大小有关”。再想一想，还有没有其它因素？有的同学回答：“电流与导体的材料种类有关”，“电流与导体的长度有关”，“电流与导体的横截面积的大小有关”。
老师：在初三物理电阻一节的学习中，我们知道了影响电阻大小的因素有哪些？
学生：主要有导体的长度、导体的材料、导体的横截面积大小，还有温度。
老师：综上所述，我们可以将导体的长度、导体的材料、导体的横截面积大小归纳为与电阻有关。因此电流与电压、电阻有关.同学们也知道了在串联、并联电路中电流、电压和电阻的规律。也可以简单解释灯泡在串、并联电路中为什么会有不同的亮度。 下面请同学们注意观察老师做的实验，然后回答老师提出的问题。
老师：进行实验操作，电路图如下所示：（在这忽略）
器材：2节旧干电池、3只“3.8V、0.3A”的小灯泡、4个开关。按电路图连接好电路逐次闭合开关S1、S2、S3、S4，使用多功能数字多用表分别测量电源两端电压并观察小灯泡的亮度变化。
老师一边做实验学生一边在观察.
老师：请问同学们看到了什么现象。老师在黑板上列出电池两端电压的数值及现象，如下表所示。
闭合S1开关时电池两端电压
U1=2.2V
闭合S2开关时电池两端电压
U2=1.8V
闭合S3开关时电池两端电压
U3=1.4V
断开所有开关后电池两端电压
U=2.8V
灯泡亮度的变化
小灯泡亮度逐渐变暗
学生:我发现当开关闭合得越来越多时,小灯泡亮度在逐渐变暗。从数字多用电表测出的电压看,电池两端的电压在逐渐减小。
老师：这位同学观察得很仔细,谢谢,请坐。
老师：这是一个并联电路，根据并联电路的特点，我们知道关联电路各支路两端电压相同，那么为什么各个小灯泡的亮度不相同呢？电路中的总电压应该保持不变，为什么测量电路中电池电压时却发现电压是减小的呢？这和我们在初中学过的并联电路的知识是相互矛盾的呀。
同学在思考老师提出的问题。（以实验方法引入课题，提出问题以后引起了同学们极大的好奇心理，同学们纷纷在讨论我提出的问题。）
紧接着我又让学生动手进行分组实验：将学生分为10个小组进行，每组5个同学。
实验的内容如下：
请同学们以小组为单位进行以下实验操作：
老师：请同学按照老师刚才的电路图接好电路，然后分别用多用电表测量每闭合一个开关，电池两端的电压是多少，最后全部断开所有开关，用多用电表测量电池两端的电压是多少？
给学生10分钟时间进行实验，并记录相关实验数据，分析实验结果。老师巡视指导学生进行实验。
老师：请一个小组汇报你们的实验结果。
学生：我们的结果是电池两端电压是2.5V、2.0V、1.8V。断开所有开关后的电压是3.0V
老师：你们注意观察、分析你的实验数据，你能有什么发现吗？
学生：我发现开关闭合越多，电池两端电压也越低。
学生：我发现电路中的电池的总电压不是固定不变的。
学生：我发现闭合电路中电池的电压比断开所有开关后电池的电压要小。
老师：同学们观察得很仔细，这样的实验现象和我们在初中讲过的电路中的总电压是不变的是相互矛盾的，那么电路中的电池的两端电压是不是总电压呢？
学生：不是。
老师：那么哪个电压才是总电压？
学生：断开所有开关后电池的电压才是总电压。
老师：物理学上把电源的总电压称为电动势，通过实验我们可以知道，电源电压在什么条件下可以等于电动势？
学生：应该是在断开外部电路的条件下。
老师：请同学们重新测量灯L1、L2、L3两端电压，然后用断开后电池的电动势减去小灯泡的电压，看看少了多少？
学生：分别少了0.6V、1.0V、1.4V。
老师：那么少的这些电压到哪去了？是不是实验上的误差引起的？
学生：不是（有的学生说是）
老师：我告诉你们主要原因不是由误差引起的，那么请同学帮老师找一下原因，减少的电压被谁给分走了？
有的学生回答到，可能是给电池的内电阻给分走了。
我刚才听到有的学生回答是给电池的内电阻给分走了，我们在初中物理从来没有考虑电池有的电阻，电池内部有没有电阻呀。电池的内部主要是由什么构成的呀？
学生：主要是由锌、锰、碳棒以及里面的化学物质组成的。
老师：这些物质对电流有没有阻碍作用呀？
学生：有。
老师：因此我们可以猜想电池内部是有电阻的，请同学们注意听我介绍一下闭合路的欧姆定律。下一堂课，那么请同学们动手设计一个实验方案，帮帮老师求出你们实验中电池的内电阻，好吗？
学生：好
老师讲解：
闭合电路由两部分组成，一部分是电源外部的电路，称为外电路。包括导线和用电器；另一部分是电源内部的电路，称为内电路。如发电机的线圈或电池内的溶液等。内部电路的电阻称为内电阻。如图所示：
给学生大约5分钟时间利用学过的部分电路欧姆定律，根据电路图推导出电动势E与I和R、r的关系。
学生论证推导过程：
由分析可知：U内+U外=E
根据欧姆定律U=IR，有
U内=Ir；U外=IR
由此可得
IR+Ir=E或I= E/（R+r）
上式表明：通过闭合电路和电流跟电路中的电源的电动势成正比，跟电路中的内、外电阻之各成反比。这个结论称为闭合电路欧姆定律。
老师请学生分析闭合电路欧姆定律与部分电路欧姆定律的异同。并分析二者间之间的关系，一堂实验探究课就在讨论声中结束了。
三、教学反思：
这段教学中，通过演示实验——提出问题材——进一步猜想，层层深入，这样比较符合海南目前普通高中学生的认知水平，又能充分调动学生学习的积极性。通过学生对实验现象的分析，懂得电源内部存在内电阻。通过一系列的实验、推导论证过程，增强了学生的实验能力、分析总结能力。因为学生已有部分电路欧姆定律做基础铺垫，所以我就紧接着进行课本上闭合电路欧姆定律介绍。至于怎么设计方案论证求解电源内阻，因时间关系，留到下节课进行。
探究过程中教师组织、引导不到位，学生会显得很盲目。引导过于具体，就像是给了“实验步骤”来让学生进行验证。学生又会表现出很强的依赖性，束缚了思维的发展。我一直试图利用已有的知识，加上自己的一些经验。在探究过程中给学生一些方向性的提示，在宽松的思维空间里，学生肯定会提出许多独特的问题，会迸发出更多的思想火花。编写出有效的教学案例，构建教师组织、引导与学生探究的优化组合的桥梁。我在探究课的引导尺度真难把握。希望和大家多多探讨学生能力在探究课中如何得到充分发展。
|
|