楊金 劉文 趙佳喜

摘 要：在教學中正確運用科學思維方法，貫穿實驗探究的基本內涵，培養(yǎng)學生的學科素養(yǎng)是當前中學物理教學改革的一項重要任務，在教學過程中充分體現(xiàn)教師的主導作用，學生的主動地位，從而真正將物理核心素養(yǎng)落在實處。

關鍵詞：科學思維；方式；教學設計

根據(jù)本節(jié)的特點，我采取在教學中貫穿科學思維方式的培養(yǎng)下的“邏輯推理加實驗探究”的教學模式。首先借助課堂探究實驗，通過測量電壓值，進而引出電勢，接著以這一問題為引，指出內、外電路上電勢的變化，思索內外電路上能量的轉化情況，功率變化情況，得出閉合電路的歐姆定律。接著又以探索問題為基礎，設計課堂分組實驗，引導學生進行實驗探究，讓學生注意觀察，討論與交流，讓學生積極主動地探求科學結論，在新知識的探索和學習過程中不斷提升學生的科學思維的能力與水平。

一、 教材分析

《閉合電路歐姆定律》是高二物理選修3-1第二章恒定電流第七節(jié)的內容。本節(jié)課是在學習了部分電路歐姆定律、電阻定律、焦耳定律基礎上進行的，既是對初中所學的部分電路歐姆定律的延伸，也是分析直流和交流電路的基礎，同時又是本章知識拓展的重要理論和實驗的基礎，也就是本章的教學重點。對于大多數(shù)電學問題只有放在閉合電路這一框架之下，才能完全說清楚，所以本節(jié)在教材中的作用是極其重要的。而且，本節(jié)教材充分展示了物理學科的特點——理論推導與實驗探究相結合，體現(xiàn)了用理論加實驗的手段研究物理問題的思想方法。本節(jié)課我計劃共用兩個課時完成。

二、 學情分析

根據(jù)以上對該節(jié)在教材中地位、作用的理解，高二學生經歷了一年多的高中物理學習，已經具有一定的理論推理能力，在知識儲備（初中學習過部分電路歐姆定律）、實驗技能、思維方法方面等都得到一定鍛煉，因此通過教師的引導和配合可以幫助學生通過邏輯推理加實驗的辦法來探究閉合電路的歐姆定律。

三、 教學目標

（一） 知識與技能

1. 運用科學思維方式經歷閉合電路歐姆定律的理論推導過程，體驗用能量轉化和守恒的思想來探究在電路中的能量轉化關系，并理解內、外電路的能量轉化。

2. 通過對電勢的思考，理解內、外電路的電勢降落，理解閉合電路的歐姆定律。

3. 通過實驗得出路端電壓與電流（或外電阻）的關系，知道這種關系的公式表達和圖線表達，并能從中得出閉合電路歐姆定律及公式。

（二） 過程與方法

1. 學會用邏輯推理加實驗探究的辦法來揭示新的物理規(guī)律的方法。

2. 通過研究路端電壓與電流關系的公式、圖線及圖線的物理意義，培養(yǎng)學生用多種方式分析物理問題能力。

（三） 情感、態(tài)度與價值觀

通過親歷理論推理加實驗探究的科學思維品質，培養(yǎng)學生學習物理規(guī)律的能力，從中理性地體會物理思維方法。

（四） 教學重點和難點

教學重點：閉合電路的歐姆定律的推導及理解

教學難點：路端電壓與電流（或外電阻）的關系，能進行相關的電路分析和計算

實驗器材：干電池兩節(jié)、電壓表、電流表、滑動變阻器、坐標紙、導線若干、開關等

課時安排：2課時

四、 教學過程

一、 知識回顧

電動勢E：在數(shù)值上等于 。

焦耳定律Q： 。

功率P： 。

設計意圖：1. 帶領學生回顧上節(jié)內容，以便使學生思維順利銜接到本節(jié)內容。

2. 迅速集中學生學習的注意力。

二、 引入新課

設計實驗測量電源（兩節(jié)干電池串聯(lián)后）兩端電壓，左圖中U= V，右圖中U= V。

設計意圖：通過演示實驗引出本節(jié)課所要探究的問題，接著明確內、外電路，進而引出是電壓由于在內、外電路上存在電勢差所導致的，接著梳理閉合電路中電勢的變化情況。

三、 新課學習

（一） 探究內、外電路中能量、功率轉化關系

【思考與討論】設電源電動勢為E，內阻為r，外電路電阻為R，閉合電路的電流為I，

（1）試寫出在t時間內，外電路中消耗的電能E外的表達式；

（2）試寫出在t時間內，內電路中消耗的電能E內的表達式；

（3）試寫出在t時間內，電源中非靜電力做的功W的表達式；

（4）試寫出在內、外電路中的功率關系.

教師引導學生進行討論與分析并得出結論：閉合電路的歐姆定律。

（1）內容：閉合電路中的電流跟電源的電動勢成正比，跟內、外電路的電阻之和成反比，這個結論叫作閉合電路的歐姆定律。

（2）公式：I=ER+r

（3）適用條件：外電路是純電阻的電路。

根據(jù)歐姆定律，外電路兩端的電勢降落為U外=IR，習慣上成為路端電壓，內電路的電勢降落為U內=Ir，代入E=IR+Ir

得E=U外+U內

該式表明，電動勢等于內外電路電勢降落之和。

設計意圖：通過學生分組探究學習，教師分析并引導學生總結并得出內、外電路上能量、功率的轉化情況，進而得出閉合電路的歐姆定律。

（二） 探究路端電壓U、電流I與外電阻R之間的關系

【實驗探究】調節(jié)滑動變阻器，改變外電路的電阻，觀察路端電壓怎樣隨電流（或外電阻）而改變。

【得出結論】

（1）路端電壓、電流都與外電阻有關，外電阻R越大，U越大；

（2）路端電壓U與電流I的關系圖像是 ；二者成一次函數(shù)關系，即 。

【思考與討論】

（1）從圖中可以看出，路端電壓U是隨電流I的增加而 。

（2）縱截距（即圖像與縱軸的交點）表示此時電流為 ，此時電路處于 狀態(tài)。路端電壓U= 。

（3）橫截距（即圖像與橫軸的交點）表示電路處于 狀態(tài)，此時I短= 。

（4）該圖像斜率k的絕對值為 。

設計意圖：對閉合電路的歐姆定律進行拓展延伸，深化學生閉合電路歐姆定律的認識和學習。

（三） 針對訓練

設計意圖：強化學生對本節(jié)知識的掌握情況，通過訓練引導學生掌握方法技巧，規(guī)范學生的答題步驟。

五、 作業(yè)

課本習題2、5題

設計意圖：引導學生利用所學知識分析習題，鞏固所學知識，通過學生的作業(yè)反饋、了解學生對本節(jié)內容的掌握情況，以便較好地設計下一節(jié)課的教學內容。

六、 小結

通過本節(jié)課的學習，主要學習了以下幾個問題：

1. 推導并學習了閉合電路的歐姆定律的內容及其公式。

2. 結合實驗探究及理論分析得出路端電壓隨著外電阻的增大而增大，隨著外電阻的減小而減小。

3. 貫穿科學思維方式理解路端電壓與電流的關系式：U=E-Ir，其U-I圖線是一條傾斜的直線。

參考文獻：

[1]趙青.促進學生認知發(fā)展的課堂教學設計——以“閉合電路歐姆定律”教學為例[J].物理教學探討，2017（12）：10.

[2]張艷.《閉合電路的歐姆定律》兩種教法分析與建議[J].中學教學參考，2018（7）：11.

[3]王昌.淺析閉合電路歐姆定律教學[J].中學物理教學參考，2018（3）：28.

作者簡介：

楊金，劉文，趙佳喜，甘肅省武威市，天祝藏族自治縣第一中學。