《焦耳定律》教学设计

《焦耳定律》教学设计

一、教学目标：

1、知识和技能目标：知道电流的热效应，理解焦耳定律的内容、公式及其运用，知道电热器的原理及构造。

2、过程与方法目标：要求学生能从感知事物→提出问题→自己设计→动手动脑探究科学规律中体会科学研究的方法，学会科学探究、知识迁移的方法，培养学生的科学研究的能力。

3、情感态度与价值观目标：激发和培养学生的科学探究与创新的思想和精神，培养学生的辩证唯物主义精神，渗透实事求是和科学献身教育，激励学生努力学习。

二、教学重点与难点

如何引导学生进行科学探究；如何使学生在科学探究中掌握科学研究的方法，培养科学研究的能力。

三、教法与学法

将学生分组，以小组为单位进行教师引导下的科学探究，加强组内同学间的合作、讨论和交流，加强师生间相互反馈，以问题和小组交流贯穿教学的始终，不断提出新问题，不断解决新问题。开学时就将学生4人一组分组，分组时男女生分开后，自由组合，便于讨论与交流，随着学习的深入，可适当调整小组成员，每个组至少有一个好的同学能起到小老师的作用，带领小组同学开展自主式学习。

四、教具与学具

学生用：铁架台、学生电源、大号试管和温度计各三支、导线若干、量筒、煤油、电阻丝（5、10、10欧各一根，教师课前用电炉丝截取并焊好导线）。每小组一套。

教师用：与学生的基本相同，温度计改用数字的，另加各种电热器（电炉、电饭锅、白炽灯、电风扇等）、多媒体课件及教学平台。

五、探究实验：研究通电导体产生的热量跟电流、电阻和时间的关系。

六、教学活动实录（部分）：

（一）导入新课

师：（教师出示电饭锅，白炽灯、电风扇）这几种电器各有什么功能？

生：煮饭、照明、吹风。

师：这些电器虽然功能不同，有没有共同点？

（学生小组讨论，请三位同学上来各拿一个电器，同时通电实验1分钟，并请他们触摸电器和电扇的电动机部分）

（凡教师提出问题，教师留有一定的时间，让学生同桌或四人小组讨论）

生：它们工作时都会发热。

师：对！电流通过任何电器或导体，电器和导体都会发热，这种现象叫电流热效应。（教师

板书：电流热效应）

师：这种现象中能量是怎样转化的？

生：电能转化为内能。（教师板书：电能转化为内能）

师：它们产生的热量有什么不同？

生：（学生讨论后）它们产生的热量有多有少。

（在学生心里自然产生了“产生热量有多少？”这个问题。）

【点评】根据学生的日常生活创设问题情景，提出问题，建立问题期待，能有效地激发学生学习的动机。

（二）科学探究焦耳定律：

师：既然电流通过用电器产生的热量不同，同学们会想到什么问题？

（学生议论纷纷，举手发言，教师引导）

生：……电流通过导体产生的热量与什么因素有关？（学生自己提出问题）

师：你们觉得与什么因素有关？（引导学生去猜想）

（学生议论纷纷，举手发言，教师引导）

生：……可能与电压、电流、电阻、时间或其它等等因素有关。（学生猜想）

师：同学们讨论很热烈！猜想对不对呢？（引导学生进入实验研究）

生：我们用实验来验证！（通过平时的教学，学生都明白：实践是检验真理的唯一标准，任何问题都要由实验事实来评判）

【点评】各种研究问题和教学活动都是由学生自己提出来的，而不是教师强加的，充分体现学生的主体作用，学生充满兴趣和动力去解决自己发现的问题。

师：好！下面就请你们以小组为单位设计实验方案（学生设计实验）

（学生小组讨论，讨论时间可以长一点）

【点评】教师开始不要给任何提示，以免禁锢了学生的思维，让学生放开思维去思考，培养学生开放型思维能力。

师：哪个小组汇报一下你们设计的实验方案？

（学生七嘴八舌，但真能设计完整方案的不多，此时需要教师的引导）

师：你们说说做这个实验首先要解决一些什么问题？（教师引导学生如何进行实验设计）生：热量的多少如何用实验展示出来？

生：如何用实验来验证热量与电流、电阻、时间的关系。

生：用什么样的电路去实验。

生：……

师：大家想想在前面的学习中有没有可以体现热量多少的办法？

生：（学生讨论并发言）有热胀冷缩比较热量法，测温度比较热量法等等。

师：请××同学谈谈你们的方法。

生：我们利用热胀冷缩的办法：找两个相同的烧瓶……

师：很好！因为要进行比较，一定要条件相同，所以要用相同的烧瓶……其他小组还有什么方法？

【点评】渗透科学的比较方法：条件相同。

生：可以将上述烧瓶中的空气膨胀换成液体（水或煤油）……

师：也很好！测温度比较热量法呢？

生：可以直接用温度计去测量升高的温度，质量相等的煤油温度升高越多，吸热越多……师：××同学说得很好！只是上述前几种方法是定性讨论方法，只能说明多少关系，最后这种方法是从定量的角度去考虑的，我们今天就采用他说的这种实验方法，好吗？

【点评】渗透教学民主的观念。

师：现在再来看看如何用实验来验证热量与电流、电阻、时间的关系。大家想想：在前面的学习中，经常学到某个物理量由几个物理量决定，当讨论它与其中一个量的关系时，要使另外的量相同或不变。这是什么方法？

生：这是控制变量法。

【点评】再次渗透科学的比较方法和控制变量法：条件相同。

师：因此我们可以将上述问题分解成三个问题来研究？分解成哪三个问题？

生：热量与电流，热量与电阻，热量与时间三个关系问题。

师：如何用实验研究热量与电阻的关系？

生：将两个不同的电阻通以相同的电流（可以串联），比较两个电阻在相同的时间里产生的热量。

师：如何用实验研究热量与电流的关系？

生；将两个相同的电阻通以不同的电流（可以并联），比较两个电阻在相同的时间里产生的热量。

师：如何用实验研究热量与时间的关系？

生：选择任意一个电阻，不断通电，观察温度是否随通电时间不断升高。

师：综合大家的意见，我们要做三次实验，花的时间太长。为了节省实验时间，能否将上述三次实验合并为一次实验？看哪个小组最先设计好实验电路。

（学生小组讨论，画出初步的实验电路图，不一定每个小组都对，教师用投影仪展示某组设计的实验电路图，并请该组代表讲述设计思路）

生：……

（用多媒体教学平台展示探究过程中的问题流程图，如右图所示。教师结合该图，小结一下同学们设计实验的过程，并统一认识和完善实验电路）

【点评】通过上述引导和展示图例，教会学生学会分解问题和合并问题，学会逐步解决问题的方法，提高解决问题的能力。另外也提倡了开放性思维、多种解决方案。