沪教版（上海）物理九年级上册-7.2欧姆定律电阻《滑动变阻器》教案

《滑动变阻器》教学设计 教学目标： 1．体验对滑动变阻器的观察和使用方法的探究过程，知道滑动变 阻器的结构和原理，初步学会将滑动变阻器正确接入电路中。 2．通过对滑动变阻器接入部分电阻丝的观察与辩认，结合欧姆定 律，初步学会有序地分析滑片移动后引起的串联电路中电阻、电 流的变化情况。 3．通过对滑动变阻器的使用方法与作用的探究，激发学生探究未 知领域的兴趣；通过探究目标的分解，让每位学生都体验成功。 教学重点 滑动变阻器的使用方法。 滑动变阻器滑片移动后引起的连锁反应分析。（即滑动变阻器对电 流强度的调节作用分析） 教学难点 滑动变阻器滑片移动后引起的连锁反应分析。 教学准备： 教师用： 演示用磁性电路板一套，教学软件×1，PPT。 学生用 15 组： 电源，小灯（2.2V），电键，电流表，电压表，滑动变阻器（10 欧）， 导线若干。 教材分析 滑动变阻器是电学的基本元件之一，变阻器的使用方法是学生必 须熟练学会的基本技能，而滑动变阻器的作用又是渗透到电路计 算、电路动态分析、电路故障分析、测定电阻、测定额定功率等 各个教学点中，它对电学知识的整体运用与分析起着至关重要的 作用。 学习它需要具备的准备知识是电流、电压、电阻的概念、导体电 阻与长度的关系，欧姆定律等，需要具备的基本技能是熟练的连 接串联电路，熟练的使用电流表和电压表。 学生分析 学生对家用电器音量的调节、家用台灯亮度的调节的现象早就司 空见惯，教师在引课时只要简单重复这样一个过程即可，但学生 对音量调节、小灯亮度调节是通过什么元件来调节的？怎样使用 这个元件却是充满了好奇与悬念。甚至一旦给他这个元件后，他 就会迫不及待，哪管你规矩不规矩。 教材活动卡对这一内容的处理方式是“观察——依次介绍连接方 法、原理与作用分析——学生实验：按要求 “用滑动变阻器电流 强度”。这样的处理，注重了仪器使用的规范性，按部就班，中规 中矩的味道比较浓，好动的学生哪里按捺得住，早就偷偷地跃跃 欲试，而教师还需在课堂教学中不断反复提醒学生注意这个，注 意那个，这样的做法比较保守，无意中抹杀了学生的探究欲望， 其实验所起的作用基本上是巩固与操练的作用。 教学设计意图： 为了顺从学生民意，我尝试将这一课上成探究性实验课，同时也 为了为后续串联电路的“分压作用”打下伏笔，我又想对实验的 内容进行了适当的拓展，使学生学习内容更加饱满。怎样让学生 能够饶有兴致的完成我的预期呢？我尝试将探究实验分成四个环 节来进行，以降低学习起点，增加学习梯度，让学生顺利完成 4 个探究任务： 1、给学生最少的器材，要求学生组成一个能够改变灯的亮暗程度 的电路。并进一步看看谁的连接方法最多。 2、在小灯亮暗的变化过程中，猜想小灯中的电流是如何变化的？ 让学生来领一个电流表，检验自己的猜想是否正确。 3、在小灯亮暗的变化过程中，猜想小灯中两端电压是如何变化 的？让学生来领一个电压表，检验自己的猜想是否正确。 4、通过观察小灯最暗时小灯两端电压最小，提出问题：电源电压 被谁“偷吃”掉了一部分？找找看？ 同时，滑动变阻器滑片移动后引起的电路中物理量的变化是一个 难点，其难点是基于这样一个事实：电流的流动看不见，较多学 生看电路时头脑中的画面是静态的，他们缺少深层的动态的观察 能力。为了突破难点，我设计了一个软件，将变阻器中电流流动 路径模拟显示出来，并能够通过颜色的变化让学生捕捉到变阻器 接入电路中的有效电阻是哪部分以及它的变化情况。这样由于电 阻丝长度变化而产生的一系列问题变化就找到了解决问题的切入 口。 教学流程： 情景引入 观察 变阻器 结构 铭牌 探究1： 变阻器 原理、使 用方法 探究2： 变阻器 对 电 流 调 节 作 探究3： 变阻器 对 电 压 调 节 作 探究4： 课堂练 习 课堂总 结 教学过程 教师活动 学生活动 设计意图 第一环节——新课导入 提出问题： 当我们在台灯下写字时， 我们需要调节台灯的亮 暗，当我们听音乐时，我 们需要调节喇叭的音量 （实地演示），为什么台 灯的亮度、喇叭的音量可 以调节？那是因为电路 中连接了这样一个元件 ——滑动变阻器。 提供变阻器：学生观察 观察滑动变阻器的结构，寻找变阻器 的电阻丝在哪里？接线柱有几个？ 滑片作用，铭牌含义。 用电脑音箱引入新 课，节约时间，引 起 学 生 学 习 的 注 意。 观察变阻器是本节 课学习的起点，观 察 时 需 侧 重 找 到 “主角”电阻丝在 哪里？ 第二环节之——探究实验１：探究变阻器的使用方法 给学生任务： 1、给学生最少的器材： 电源，电键、电珠、滑 动变阻器、导线连接一 个能使小灯亮度改变 的电路？比一比，看看 那 组 同 学 先 连 接 出 来？ 2、要使变阻器能够调 节小灯亮度，你找到了 几 种 不 同 的 连 接 方 法？用右面的结构示 意图来表示上述连接 方法。比一比，看看那 组同学的方案最多？ 3、你发现了哪两种方 法变阻器无法调节小 灯亮度？用结构示意 图表示。 4、用软件观察每种连 接方法电流的路径，电 流流过了变阻器的哪 部分电阻丝？以及滑 片移动时其阻值的变 化情况 5、请学生归纳总结变阻 器的使用方法。 学生活动 1： 连接一个能够改变小灯亮度的电路 图。 思考问题： 1）滑动变阻器的正确连接方法？ 把每种接法变阻器的有效电阻 用彩色笔图画出来。 2）若将 AB 两个接线柱接入电 路，左右移动滑片，小灯亮度 _________。此时，变阻器的接 通过比一比，激发 学生学习情趣，让 学生在活动中尝试 变 阻 器 的 连 接 方 法。 通 过 不 断 反 复 实 践，找到变阻器各 种不同连接方法带 来的效果，从而归 纳出滑动变阻器的 使用的方法。学生 的自信心也得到不 断强化。 了解变阻器的两种 常 见 的 错 误 连 接 法，以及错误的原 因，可以为后续学 习提供帮助。 通过教学软件辅助 教学，使学生能动 态的观察电流的路 径，找到每种接法 变 阻 器 的 接 入 电 阻，为后续实验分 析做好准备 入电阻为_______欧。它相当于 _____。 3）变阻器的原理：靠改变接入电 路的电阻丝的_______来改变 电阻。 4）使用方法：必须将电阻丝 AB 的_______________接入电路， 才能改变电阻。 第二环节之——探究实验 2：滑动变阻器对电流的调节作用 提出问题：猜一猜 给学生任务： 用滑动变阻器调节小灯 亮度的同时，观察电路中 电流的变化情况，验证你 的猜想。 教师巡视。 教师指导： 跟踪观察电流路经，将 “变阻器阻值——电流 强度——小灯亮度”的变 化情况联系起来。 学生活动 2： 猜一猜：在图 1 电路中，小灯变亮时， 电路中的电流强度怎样变化？你作 出猜想的依据是什么？ 试一试：每组分发一个电流表，将电 流表正确接入电路，验证猜想。 实验观察： 当小灯最亮时，电流表示数最___， 此时变阻器的接入电阻最_____；当 小灯最暗时，电流表示数最____，此 时变阻器的接入电阻最_____。 分析： 当 变 阻 器 接 入 电 阻 丝 变 短 时 ， _______。 猜一猜的环节学生 基本都能猜对，但 要求其用欧姆定律 作出合理解释学生 还是有困难。教师 可以适当点拨。 试 一 试 的 教 学 活 动，使学生的猜想 得到验证，有力的 提高了学生学习的 兴趣。 第二环节之——探究实验 3：滑动变阻器对电压的调节作用 提出问题：猜一猜 猜一猜：在图 2 电路中，保持电源电 给学生任务： 用滑动变阻器调节小灯 亮度的同时，观察小灯两 端电压的变化情况，验证 你的猜想是否正确。 教师巡视指导电路连接。 教师指导： 结合欧姆定律，将“电流 强度——电压——小灯 亮度”的变化情况联系起 来。 压不变，移动滑片当小灯变亮时，小 灯两端的电压变化吗？怎样变化？ 你的依据？ 学生活动 3： 试一试：每组分发一个电压表，将电 压表正确接入图 3 的电路中，验证 猜想。 观察现象：当小灯最亮时，小灯两端 的电压最___；当小灯最暗时，小灯 两端的电压最____。 分析：当变阻器接入电阻丝变短时， _________。 这一教学活动的设 计是学生学习知识 的第一次拓展，将 电流表、电压表分 两次先后接入电路 降低了学生学习的 坡度，使学生顺利 的逾越了电路连接 困难这一问题，找 到 了 变 阻 器 对 电 流、电压的相关影 响。 第二环节之——探究实验 4：寻找小灯最暗时一部分电压被哪些电路元件“偷吃”掉 了？ 提出指令： 1、移动滑片，使小灯最 暗，观察小灯两端电 压最______。 2、此时，一部分电源电 压被谁“偷吃”掉了？ 是电流表？电键？还 是变阻器？ 试一试：将电压表从小灯 两端卸下来，试一试你的 判断是否正确（如图 4）。 实验 4：寻找电源电压被 谁“偷吃”掉了？ 教师指导学生实验： 学生活动 4： 猜一猜：一部分电压被谁“吃”掉了？ 找一找：两组合一借用一个电压表， 寻找电源电压分配在什么 元件上？ 结论：结果：电源电压被___________ “吃”掉了，且灯最暗时， 被 变 阻 器 吃 掉 的 电 压 最 _____导致小灯两端的电压 最小。 这一教学过程纯粹 是学生实验的第二 次拓展，它是为后 续学习串联电路的 分 压 规 律 作 准 备 的，但意想不到的 是，在这儿的拓展， 会使学生的探究实 验 室 中 “ 意 犹 未 尽”，教学效果相当 好。 第三环节——课堂练习 1、分析图 1 中当变阻器滑片向右移动时，电路的变化情况；分析图 2 中要使电路中 的电流变强需将变阻器的滑片向何处移动？ 2、分析上面的图 1 中风力测量仪的原理，并提出提高测量精度的方法×2 种。 （图 2 看教学时间机动） 第四环节——课堂小结 通过这节课的学习，你学会了变阻器的使用方法了吗？ 通过这堂课的学习，你知道了滑动变阻器对电流、电压的调节作用是怎样的？ 通过这堂课的学习，你知道在串联电路中，电源电压被分配给了什么元件？ 课堂反思： 将一堂常规物理仪器的使用方法作为一个学生探究的过程来实施，确实起到了 激发学生学习欲望的作用。但课堂实施过程中，要上好这一课还真不易，前期的教 学过程中，由于我过多的要求学生在每次探究活动完成的同时，完成课堂工作纸上 的电路连接作图与实验现象的填空及相关变式练习，导致学生的学习注意力分散， 探究活动常常受工作纸上问题的影响而不能一气呵成，教学效果不太理想。后期教 学中，我注意简化调整工作纸中的问题设计，在探究活动 1 中，放足时间，研究变 阻器的使用的各种方法。而在后续实验中，不再改变变阻器连接的接线柱，使学生 把全部的心智集中在变阻器对电流、电压的改变的影响上，效果就大为改善。 我把探究活动分成四个过程来进行，使学生在每一个探究活动中各有侧重点， 学生不仅在探究活动中获得新知，而且由简到难的教学梯度使学生始终处于一种高 昂的探究热情之中，也使学生顺利地逾越障碍，逐步把电流表、电压表顺利地接入 电路中。通过软件，将电流流过变阻器时的情景模拟演示给学生，抓住了分析问题 的突破口，学生领悟能力大大改观，顺利分析出这一串联电路的一系列现象产生的 原因，有效突破了教学难点。 尤其是最后一个探究环节，让学生猜一猜电源电压被谁“吃”掉了？更使课堂 教学推向高潮，当学生的猜想得到验证时，他们真的好“过瘾”，学生的学习成就感 大大增强，也为串联电路的动态分析做好了准备。整个教学过程可谓环环相扣，一 气呵成。学生不仅对变阻器的原理知其然，也对其使用方法和作用知其所以然了。 教学三维目标的达成度好。 所以，更加深刻地感受到教师对教学过程的设计与把握直接影响了探究的效果， 探究活动必须切合学生实际，找到学生的最近发展区，让学生把有限的心智集中在 主要问题上，当学生探究活动遇到障碍时，教师需要合理设计探究梯度，才能使探 究过程顺利展开。