高中物理“闭合电路欧姆定律”课例研究

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1、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，运用真实实验设计物理情景，教学中以真实实验为平台，关注知识的逻辑结构、学生的认识发展、实验功能与教学效果的匹配。[关键词]真实实验物理教学精彩课堂一、问题提出：真实实验是人们利用实验仪器进行实际操作的实践活动，真实实验是物理教学最精彩和不可或缺的组成部分。麻省理工《功和能》的开放课中，老师在研究机械能守

2、恒时演示了这样的一个实验：将一个150牛顿的球悬挂在天花板上，用支架在墙上固定一块玻璃，让球从距玻璃1米高的另一侧摆下，砸在玻璃上，砸碎玻璃的情景很震撼。取下支架，老师靠墙站立，让球靠着下巴并无初速释放，球摆回到接近下巴处速度减为零。在球摆回的过程中全场惊呼，老师幽默地说：“物理又赢了，我还活着”。这段视频给我很深的感触，真实实验可以成就精彩的课堂。有一种观点认为：花那么多的时间、人力和物力在真实实验上，值吗？持有这种观点的老师为了追求所谓的“课堂效率”，经常用虚拟实验或“讲”实验替代真实实验，削弱了实验的教育功能。真实实验不仅

3、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[1]。以真实实验为基础的“问题情景设计”能引发学生与“前概念”的冲突，激励学生的思想交锋[2]；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》是一节典型的规律课，本节课的教学，既要使学生从对部分电路的认知上升到对全电路规律的掌握，又要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。教学设计关注二个环节即“问题情景设计”和“学生活动设计”；落实三

4、条主线：一是关注知识的逻辑结构，二是关注学生的认知发展，三是关注实验功能与教学效果的匹配。2、教学定位（1）教学目标定位：通过实验探究，了解电源内部存在内阻，理解蓄电池电动势与极板电势提升的数值关系，能够从探究实验和能量守恒的角度分析出电源的电动势等于内、外电压之和；理解闭合电路欧姆定律及其公式，并能熟练地用来解决电路有关的问题；理解路端电压与负载（或干路电流）的关系，知道二者关系的公式表达和图线表达，并能用来分析、计算有关问题。（2）教学关系定位采用探究式教学，通过对各种演示实验以及学生实验现象的观察、分析，得出结论。体现多元

5、互动、相互切磋的教学模式，师生将在提出问题和解决问题的过程中，共同找到创新的钥匙。教师是平等关系中的首席，教师的重要任务是在互动中引领、启发[3]。（3）教学器材定位演示器材：6V干电池组、稳压电源、化学电池、数字电压表两个、50Ω可变电阻一个、灯泡4个、单刀单掷开关五个，定值电阻一个。学生实验器材：3V干电池组、单刀单掷开关、20Ω、3A滑线变阻器、3V电压表、0.6A电流表、导线若干。3、课堂实录（1）设置问题情景，消除“前概念”的影响。北京师范大学李春密教授对“中学物理实验教学”的一项研究发现，约70%的学生受“前概念”的

6、影响，制约着对物理的学习。为消除“电源两端的电压保持不变”这一“前概念”影响，引导学生对电源存在内阻的认识，本课教学中以三个演示实验设置问题情景。ABS2S1S3S4演示一：四盏小灯泡并联，由四个电键控制，外电路如图所示。用四节干电池串联作为电源接入AB两端，逐一闭合电键，观察小灯泡的亮度变化情况；再逐一断开电键，观察小灯泡的亮度变化情况。演示二：用恒定电压电源的直流6V档替换电池组，逐一闭合电键，观察小灯泡的亮度变化情况；再逐一断开电键，观察小灯泡的亮度变化情况。演示三：在图示电路的干路上加一个约为0.5Ω的电阻（用二个1Ω的

7、电阻并联），再按演示二的操作，观察小灯泡的亮度变化情况。学生描述观察到的实验现象演示一：逐个闭合电键，灯泡变暗；逐个断开电键，灯泡变亮。（灯泡变暗，说明电源两端的电压变小。学生疑惑：谁分走了那一部分电压？）演示二：电键闭合、断开，灯泡的亮度几乎不变。（说明演示一中电压的减小不是由于导线分走电压所致。）演示三：逐个闭合电键，灯泡变暗；逐个断开电键，灯泡变亮。（学生猜想：是否可以认为干电池由恒定的电动势和定值内阻构成。）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

8、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