何水桃

摘 要：電功率是初中物理教學(xué)中的重點(diǎn)內(nèi)容，也是教學(xué)中的難點(diǎn)，如何提高電功率的教學(xué)質(zhì)量已經(jīng)成為困擾教師的難題。針對電功率教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，從學(xué)生理解誤區(qū)和教學(xué)實(shí)際出發(fā)，結(jié)合互動探究的課堂教學(xué)模式，對電功率教學(xué)進(jìn)行有效的分析，設(shè)計(jì)了可操作性強(qiáng)且行之有效的導(dǎo)學(xué)案，以期促進(jìn)電功率教學(xué)質(zhì)量的提升。

關(guān)鍵詞：互動探究;電功率;導(dǎo)學(xué)案;削枝強(qiáng)干

電功率是繼電流、電壓、電阻、電功之后又一重要的電學(xué)物理量，是生活中各類用電器的一個(gè)重要指標(biāo)。本節(jié)內(nèi)容由“電功率”“千瓦時(shí)的來歷”“額定電壓額定功率”“電功率的測量”四部分內(nèi)容構(gòu)成。其中電功率是教學(xué)重點(diǎn)，而額定電壓與實(shí)際電壓、額定功率與實(shí)際功率的區(qū)別，以及靈活應(yīng)用已學(xué)知識解決簡單的電功率問題是本節(jié)的教學(xué)難點(diǎn)。

對于電功率，學(xué)生往往認(rèn)為用電器的“瓦數(shù)”越大越費(fèi)電，混淆了消耗電能的快慢與消耗電能的多少。對于實(shí)際功率和額定功率的理解也有誤區(qū)，總認(rèn)為額定功率大的用電器耗電多，沒有想到用電器的電功率會隨工作條件的變化而變化。為了打破學(xué)生的這種思維定式，筆者根據(jù)備課組的多次研討，并結(jié)合本校開展的互動探究課堂的導(dǎo)學(xué)模式，對《電功率》這一節(jié)的導(dǎo)學(xué)案作了如下的設(shè)計(jì)：

一、制訂好清晰明確、可操作性強(qiáng)的教學(xué)目標(biāo)

1.能說出電功率的物理意義、定義和單位，能利用電功率的公式進(jìn)行計(jì)算。

2.能說出“千瓦時(shí)”的來歷，能寫出“千瓦時(shí)”與“焦耳”之間的換算關(guān)系。

3.能說出額定電壓、額定功率的含義，并能區(qū)別額定電壓與實(shí)際電壓、額定功率與實(shí)際功率。

4.會利用電流表和電壓表測量用電器的電功率。

學(xué)習(xí)目標(biāo)要簡潔、明確、具體，切忌使用太多概括性語言，如“知道”“了解”和“應(yīng)用”這些概括性的詞對學(xué)生而言不易理解和掌握。將這些概括性的詞換為可操作性語言，如“能記住”“能說出”“會運(yùn)用”“能解決”等，學(xué)生一看就知道學(xué)什么，學(xué)到什么程度，增強(qiáng)他們學(xué)習(xí)動機(jī)和專注力，從而提高課堂的效率。

二、精心設(shè)計(jì)課前導(dǎo)學(xué)案，設(shè)定情境，定向誘學(xué)

課前導(dǎo)學(xué)案需要學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)完成，設(shè)計(jì)問題時(shí)要考慮到學(xué)生的認(rèn)知情況，選擇一些貼近學(xué)生生活的情境引出問題，通過層層遞進(jìn)的問題模式，把學(xué)生的思維導(dǎo)向新課的學(xué)習(xí)。設(shè)計(jì)問題時(shí)最好能夠把學(xué)生的理解誤區(qū)暴露出來，讓教師及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略。

下面是《電功率》這一節(jié)的課前導(dǎo)學(xué)案設(shè)計(jì)：

1.小花要買電熱棒回家燒水，選中了同一廠家生產(chǎn)的甲、乙兩電熱棒，商家介紹：甲電熱棒正常使用1小時(shí)耗電3kW·h，乙電熱棒連續(xù)正常使用10個(gè)小時(shí)耗電10kW·h。小花想知道哪個(gè)電熱棒能更快把同樣的水燒開，若電熱棒產(chǎn)生的熱量全部被水吸收，請你幫她分析結(jié)果？

2.小花為了對比甲、乙兩電熱棒的加熱效果，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)裝置，利用甲、乙兩電熱棒同時(shí)把初溫相同、質(zhì)量相同的水加熱至沸騰，甲電熱棒用時(shí)50s，乙電熱棒用時(shí)150s，若電熱棒產(chǎn)生的熱量全部被水吸收。

（1）請問電流通過哪個(gè)電熱棒時(shí)做功（即消耗電能）多？

（2）電流通過哪個(gè)電熱棒時(shí)做功快？你是如何比較它們的快慢的？請說出比較方法。

（3）從上面的實(shí)驗(yàn)可以看出甲電熱棒先把水燒開，你認(rèn)為其中的原因是什么？

（4）小花觀察發(fā)現(xiàn)甲電熱棒標(biāo)有“3000W”字樣，乙電熱棒標(biāo)有“1000W”字樣。她認(rèn)為這個(gè)數(shù)值的大小可用來直接判斷電熱棒加熱同樣的水時(shí)的快慢。請你自學(xué)課本電功率這一節(jié)的內(nèi)容，幫她理解“3000W”和“1000W”的含義。

①“3000W”和“1000W”是表示什么物理量？寫出該物理量的表示符號和單位。

②“3000W”和“1000W”大小表示電熱棒在消耗電能時(shí)有何不同？

課前導(dǎo)學(xué)設(shè)計(jì)了分辨兩電熱棒加熱水的快慢的情境，讓學(xué)生認(rèn)識到判斷電熱棒加熱水的快慢不能只看電流做功（消耗電能）的多少，還要看用電時(shí)間的長短。知道電流做功有多少和快慢之分，并思考出如何對比電流做功快慢的方法，為引出電功率概念以及其計(jì)算公式作準(zhǔn)備。學(xué)生在對問題的思考分析中，得出電流做功的快慢比起電流做功的多少更加有用，它可以用來判斷用電器的工作效果和狀態(tài)，是用電器很重要的一個(gè)參數(shù)。最后再通過情境設(shè)疑，引導(dǎo)學(xué)生查找課本，自學(xué)了解電功率的基本內(nèi)容，打好新課學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。

教師在課堂上使用課前導(dǎo)學(xué)案時(shí)，要利用好課前導(dǎo)學(xué)的情境問題設(shè)計(jì)，快速導(dǎo)入新課，再靈活采用生動、師動、生生互動、師生互動的“互動探究課堂”模式對學(xué)生進(jìn)行誘學(xué)，幫助學(xué)生建立起電功率的概念，提高課堂的效率。

二、課堂導(dǎo)學(xué)案精確定位，削枝強(qiáng)干，著重解決重難點(diǎn)

課堂導(dǎo)學(xué)案是學(xué)生學(xué)習(xí)新課的重要抓手，它的內(nèi)容設(shè)計(jì)不宜太多、太碎，也不宜太難。要圍繞教學(xué)重點(diǎn)精選習(xí)題，精煉問題，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，既保證量夠也保證質(zhì)高?？紤]到學(xué)生的學(xué)習(xí)水平有差異，在設(shè)置問題和習(xí)題時(shí)，最好能設(shè)計(jì)成由易到難的分層結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)好的學(xué)生完成所有題目，學(xué)困生只需完成前面簡單的題目，這樣不同水平的學(xué)生都能完成課堂任務(wù)，都能滿足自己內(nèi)心的成就感。下面是《電功率》課堂導(dǎo)學(xué)案的設(shè)計(jì)，共分為兩個(gè)課時(shí)。

（一）第一課時(shí)

1.請你分別寫出電功、電功率、通電時(shí)間三個(gè)物理量的表示符號、單位和含義，以及這三個(gè)物理量的關(guān)系表達(dá)式。

說明：教師幫助學(xué)生建立電功率的概念后，再把電功、電功率、時(shí)間三個(gè)物理量集中起來統(tǒng)一展示，能夠很好地讓學(xué)生區(qū)分電功和電功率的不同，并理清三者間的關(guān)系。

2.小花把甲、乙兩盞LED燈接入家庭電路中，測得甲燈工作20s，電流做功2000J;乙燈工作100s，電流做功2500J。

（1）請你分別算出甲乙兩燈的電功率。

（2）甲乙兩燈工作時(shí)，若全部電能都轉(zhuǎn)化為光能，哪盞燈會更亮？為什么？

（3）若甲燈工作10h，乙燈工作40h，哪盞燈消耗電能多？通過計(jì)算作對比。

說明：本題中學(xué)生學(xué)會利用P=W/t計(jì)算電功率，并通過對比電功率的大小判斷燈的亮度，加深對電功率含義的理解;學(xué)會使用變形公式W=Pt進(jìn)行計(jì)算，并在老師的引導(dǎo)下靈活應(yīng)用J、W、s和kW·h、kW、h兩套單位解決問題，第3小題計(jì)算結(jié)果是兩燈消耗電能都為1kW·h或3.6×106J，利用此結(jié)果得到1kW·h=3.6×106J的換算關(guān)系，以及知道kW·h的來歷。

3.甲電熱棒正常使用1小時(shí)耗電2kW·h，乙電熱棒連續(xù)正常使用5個(gè)小時(shí)耗電10kW·h。

（1）請你分別算出甲乙兩電熱棒的電功率。

（2）若分別用甲乙電熱棒加熱同樣的水，哪個(gè)會更快把水加熱至沸騰？

（3）求甲電熱棒消耗5kW·h的電能，需要多長時(shí)間？

說明：本題繼續(xù)加強(qiáng)學(xué)生利用公式P=W/t計(jì)算電功率，并熟練掌握kW·h、kW、h這一套單位簡化計(jì)算，學(xué)會使用變形公式t=W/P進(jìn)行計(jì)算，強(qiáng)化對電功率的理解。

4.演示實(shí)驗(yàn)：測量電吹風(fēng)吹冷風(fēng)和吹熱風(fēng)兩種狀態(tài)下的電功率。

（1）寫出實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)器材。

（2）實(shí)驗(yàn)步驟：用秒表分別記錄電吹風(fēng)吹冷風(fēng)和吹熱風(fēng)時(shí)，電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)相同的圈數(shù)（10圈）。

①實(shí)驗(yàn)中，吹冷風(fēng)和吹熱風(fēng)時(shí)，電吹風(fēng)消耗電能的多少和消耗電能的快慢是否相同？如何判斷？

②用電器電功率大的時(shí)候消耗的電能是否一定多？

說明：通過用電能表測用電器電功率的演示實(shí)驗(yàn)，利用電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的快慢直觀反映用電器的電功率越大，用電器消耗電能越快，在單位時(shí)間內(nèi)消耗的電能越多。讓學(xué)生分清消耗電能的多少和消耗電能的快慢的關(guān)系，也學(xué)到了如何用電能表和秒表測電功率的方法，一舉兩得。

（二）第二課時(shí)

1.利用電功率定義式P=W/t，結(jié)合電功計(jì)算式W=UIt，推導(dǎo)電功率的另一條計(jì)算式？并根據(jù)上面推導(dǎo)的計(jì)算式，想出一種能改變燈泡亮暗的方法？并說明理由。

2.演示實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：把燈泡接入電路中，利用變壓器調(diào)節(jié)燈泡兩端的電壓。

觀察燈泡亮度變化并得出結(jié)果：

（1）當(dāng)加在燈泡兩端的電壓越大時(shí)，燈泡亮度越 ? ，實(shí)際電功率越____;

（2）若電壓較小時(shí)，燈泡亮度偏 ____? ，實(shí)際電功率變 ?____ ，燈泡屬于不正常發(fā)光;

（3）當(dāng)電壓很大時(shí)，燈泡亮度偏 ?____ ，實(shí)際電功率變 ____? ，燈泡容易燒壞。

以上結(jié)果分析可得，燈泡的亮度取決于燈泡的 ?____ ? 。燈泡的實(shí)際功率隨它兩端的 ? ____? 而改變。要讓燈泡正常發(fā)光，必須要有合適的 ? ____?。

（4）燈泡銘牌上標(biāo)有的電壓和電功率分別表示什么意思？

（5）用U實(shí)表示實(shí)際電壓，P實(shí)表示實(shí)際電功率，U額表示額定電壓，P額表示額定電功率，則

結(jié)論：當(dāng)U實(shí)____U額時(shí)，其P實(shí)____P額，用電器工作狀態(tài)____。

當(dāng)U實(shí)____U額時(shí)，其P實(shí)____P額，用電器工作狀態(tài)____。

當(dāng)U實(shí)____U額時(shí)，其P實(shí)____P額，用電器工作狀態(tài)____。（容易燒壞）

第二課時(shí)導(dǎo)學(xué)案設(shè)計(jì)思路：教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)推導(dǎo)公式P=UI，改變燈泡兩端的電壓，就能改變電功率，從而改變燈泡的亮度。利用演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，并通過小組的討論分析，得出用電器在不同電壓下，電功率會發(fā)生變化，而電功率的變化會影響到用電器的工作狀態(tài)，電壓過低，電功率會偏小，用電器工作狀態(tài)偏弱;電壓過高，電功率會偏大，用電器工作狀態(tài)過強(qiáng)，會導(dǎo)致用電器損壞。因此用電器出廠時(shí)必須要說明它的正常工作電壓和正常工作時(shí)的電功率。通過以上分析，讓學(xué)生知道額定電壓和額定功率是用電器正常工作時(shí)的電壓和電功率，是不會變的。而用電器實(shí)際使用時(shí)的電壓和電功率，就叫做實(shí)際電壓和實(shí)際功率。實(shí)際電壓和實(shí)際功率都可以變化，而且實(shí)際功率會隨實(shí)際電壓的變化而變化。

得到上述的結(jié)論后，結(jié)合生活情境引出相關(guān)的實(shí)際問題，通過由淺入深的問題把學(xué)生的理解誤區(qū)突顯出來，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)把事實(shí)和答案呈現(xiàn)出來，顛覆學(xué)生的認(rèn)知，讓學(xué)生能夠?qū)?shí)際電壓、實(shí)際功率和額定電壓、額定功率之間的關(guān)系有更深入的理解。

以上就是我對《電功率》這一節(jié)導(dǎo)學(xué)案的設(shè)計(jì)，導(dǎo)學(xué)案的編寫體現(xiàn)削枝強(qiáng)干，核心定位，先導(dǎo)后學(xué)，當(dāng)堂訓(xùn)練的指導(dǎo)思想，課堂導(dǎo)學(xué)案的有效實(shí)施，要充分利用“四動”，即生動、師動、生生互動、師生互動，在互動中探究，去推進(jìn)課堂。在課堂教學(xué)實(shí)施的過程中，教師要關(guān)注全體學(xué)生，利用課前導(dǎo)學(xué)了解學(xué)生學(xué)情，通過合理有趣的情景設(shè)置，簡單有效的問題設(shè)疑，詳略得當(dāng)?shù)幕卮瘘c(diǎn)評，形象生動的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，有條不紊的課堂管理，來把導(dǎo)學(xué)案各個(gè)部分緊密地串聯(lián)起來。通過培養(yǎng)學(xué)生課前預(yù)習(xí)，小組互助合作學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)相結(jié)合，有效地完成導(dǎo)學(xué)案中的學(xué)習(xí)任務(wù)。通過課堂上師生間和學(xué)生間親密無間的互動來活躍課堂氣氛。只有認(rèn)真做好上述教學(xué)中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，導(dǎo)學(xué)案才能發(fā)揮它的最大效用。

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注：本文系增城區(qū)教學(xué)科學(xué)“十三五”規(guī)劃立項(xiàng)課題《“互動探究課堂”模式下物理導(dǎo)學(xué)案的編寫與實(shí)施研究》（課題編號：ZC2017062）研究成果。

本文系廣東省教育科學(xué)規(guī)劃課題《以課例為載體推動“互動探究課堂”建設(shè)的實(shí)踐研究》（課題批準(zhǔn)號：2016YQJK025）研究成果。