物理學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)

　　物理學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)1

　　一、教學(xué)目標(biāo)

　　【知識(shí)與技能】

　　加深對(duì)歐姆定律及其應(yīng)用的理解，知道測(cè)量電阻的原理。

　　【過(guò)程與方法】

　　通過(guò)進(jìn)行伏安法測(cè)量電阻的實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步掌握使用電壓表和電流表的方法，學(xué)會(huì)用伏安法測(cè)量電阻。

　　【情感態(tài)度與價(jià)值觀】

　　通過(guò)做伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)并觀察試驗(yàn)現(xiàn)象分析結(jié)果，培養(yǎng)動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，并養(yǎng)成求真務(wù)實(shí)、細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

　　二、教學(xué)重難點(diǎn)

　　【重點(diǎn)】

　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)電路圖，并且能用滑動(dòng)變阻器來(lái)改變待測(cè)電阻兩端的電壓。

　　【難點(diǎn)】

　　組裝電路，分析實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，以及對(duì)電阻概念的理解認(rèn)識(shí)。

　　三、教學(xué)過(guò)程

　　環(huán)節(jié)一：新課導(dǎo)入

　　問(wèn)題引入：如何測(cè)定一個(gè)定值電阻的大�。肯纫龑�(dǎo)學(xué)生回顧上一節(jié)所學(xué)的歐姆定律的知識(shí)，然后得出根據(jù)歐姆定律的變形公式，通過(guò)測(cè)量通過(guò)電阻的電流以及電阻兩端的電壓得出定值電阻的電阻值的方法。

　　環(huán)節(jié)二：新課講授

　�。ㄒ唬┰O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

　　已經(jīng)討論出了實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法，即測(cè)量電流和電阻根據(jù)公式

　　得出電阻值。但為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)際測(cè)量中要改變待測(cè)電阻兩端的電壓，多次測(cè)量電壓以及電流的值，求出每次的電阻值，最后求出電阻的平均數(shù)。其中串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器，移動(dòng)滑片，就可以改變定值電阻兩端的電壓和流過(guò)的電流。電路圖如圖所示：

　　所用器材有：電源、開關(guān)、定值電阻、滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表、導(dǎo)線若干。

　�。ǘ�）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

　　首先，根據(jù)電路圖連接電路。在連接電路過(guò)程中要指導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程注意哪些問(wèn)題，比如，連接電路時(shí)，開關(guān)應(yīng)處在斷開狀態(tài);閉合開關(guān)前檢查滑動(dòng)變阻器是否處于阻值最大處;電壓表電流表的支付接線柱的正確連接等。且應(yīng)該提醒學(xué)生通過(guò)“試觸”進(jìn)行測(cè)量工具量程的選擇，在閉合開關(guān)前仔細(xì)檢查電路連接情況。在學(xué)生連接完電路后，應(yīng)該檢查學(xué)生的電路連接情況，確保電路連接沒(méi)有問(wèn)題。

　　其次，閉合開關(guān)，通過(guò)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片來(lái)改變待測(cè)電阻兩端的電壓，注意應(yīng)提醒學(xué)生不能將滑動(dòng)變阻器調(diào)節(jié)的太狠，也不能超過(guò)測(cè)量工具的'量程，并且指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)表格將所測(cè)量的數(shù)據(jù)記錄在表格中。

　　最后，斷開開關(guān)，整理器材，收拾儀器，結(jié)束實(shí)驗(yàn)。

　�。ㄈ�）分析實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論

　　讓學(xué)生利用記錄在表格中的數(shù)據(jù)以及公式，計(jì)算出不同電壓電流情況下定值電阻的阻值，并求出平均值，各組同學(xué)互相討論看看其他組得到的結(jié)果，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

　　根據(jù)所做的實(shí)驗(yàn)，可以看出，在各個(gè)電壓下測(cè)量的阻值變化不大，且與平均值較為接近。當(dāng)定值電阻兩端的電壓改變時(shí)，通過(guò)它的電流也隨之改變，但電壓和電流的比值不變，即電阻不變。同時(shí)也證明了電阻時(shí)導(dǎo)體自身的一種性質(zhì)，它的大小由材料、長(zhǎng)度和橫截面積決定，與電壓和電流無(wú)關(guān)。

　　在實(shí)驗(yàn)中，改變滑動(dòng)變阻器的阻值大小，定值電阻兩端的電壓以及流過(guò)電阻的電流隨之改變，說(shuō)明串聯(lián)在電路中的變阻器的阻值改變時(shí)會(huì)影響其他用電器的電壓以及電流。

　　環(huán)節(jié)三：鞏固練習(xí)

　　利用如下電路測(cè)量未知電阻的阻值，測(cè)量結(jié)果如下圖，試讀出讀數(shù)并計(jì)算被測(cè)電阻的阻值。

　　環(huán)節(jié)四：小結(jié)作業(yè)

　　將上述實(shí)驗(yàn)中的定值電阻換成小燈泡，用同樣的方法測(cè)定小燈泡的電阻。多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分別計(jì)算出小燈泡的電阻，比較計(jì)算出的幾個(gè)數(shù)值，跟測(cè)量定值電阻的結(jié)果相比較。

　　物理學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)2

　　1、教學(xué)目標(biāo)

　　1、1知識(shí)與技能

　�。�1）知道什么是等溫變化；

　�。�2）掌握玻意耳定律的內(nèi)容和公式；知道定律的適用條件。

　�。�3）理解等溫變化的P—V圖象與P—1/V圖象的含義，增強(qiáng)運(yùn)用圖象表達(dá)物理規(guī)律的能力；

　　1、2過(guò)程與方法

　　帶領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷探究等溫變化規(guī)律的全過(guò)程，體驗(yàn)控制變量法以及實(shí)驗(yàn)中采集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)的方法。

　　1、3情感、態(tài)度與價(jià)值觀

　　讓學(xué)生切身感受物理現(xiàn)象，注重物理表象的形成；用心感悟科學(xué)探索的基本思路，形成求實(shí)創(chuàng)新的科學(xué)作風(fēng)。

　　2、 教學(xué)難點(diǎn)和重點(diǎn)

　　重點(diǎn)：讓學(xué)生經(jīng)歷一次探索未知規(guī)律的過(guò)程，掌握一定質(zhì)量的氣體在等溫變化時(shí)壓強(qiáng)與體積的關(guān)系，理解 p—V 圖象的物理意義。

　　難點(diǎn)：學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)；數(shù)據(jù)處理。

　　3、教具：

　　塑料管，乒乓球、熱水，氣球、透明玻璃缸、抽氣機(jī)，u型管，注射器，壓力計(jì)。

　　4、設(shè)計(jì)思路

　　學(xué)生在初中時(shí)就已經(jīng)有了固體、液體和氣體的概念，生活中也有熱脹冷縮的概念，但對(duì)于氣體的三個(gè)狀態(tài)參量之間有什么樣的關(guān)系是不清楚的。新課程理念要求我們，課堂應(yīng)該以學(xué)生為主體，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)，著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和實(shí)證精神。這節(jié)課首先通過(guò)做簡(jiǎn)單的演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生明白氣體的質(zhì)量、溫度、體積和壓強(qiáng)這幾個(gè)物理量之間存在著密切的聯(lián)系；然后與學(xué)生一道討論實(shí)驗(yàn)方案，確定實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)，接著師生一道實(shí)驗(yàn)操作，數(shù)據(jù)的處理，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論并深入討論，最后簡(jiǎn)單應(yīng)用等溫變化規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題。

　　5、教學(xué)過(guò)程

　　5、l課題引入

　　演示實(shí)驗(yàn)：變形的乒乓球在熱水里恢復(fù)原狀

　　乒乓球里封閉了一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)它的溫度升高，氣體的壓強(qiáng)就隨著增大，同時(shí)體積增大而恢復(fù)原狀。由此知道氣體的溫度、體積、壓強(qiáng)之間有相互制約的關(guān)系。本章我們研究氣體各狀態(tài)參量之間的關(guān)系。

　　對(duì)于氣體來(lái)說(shuō)，壓強(qiáng)、體積、溫度與質(zhì)量之間存在著一定的關(guān)系。高中階段通常就用壓強(qiáng)、體積、溫度描述氣體的狀態(tài)，叫做氣體的三個(gè)狀態(tài)參量。對(duì)于一定質(zhì)量的氣體當(dāng)它的三個(gè)狀態(tài)參量都不變時(shí)，我們就說(shuō)氣體處于某一確定的狀態(tài)；當(dāng)一個(gè)狀態(tài)參量發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)引起其他狀態(tài)參量發(fā)生變化，我們就說(shuō)氣體發(fā)生了狀態(tài)變化。這一章我們的主要任務(wù)就是研究氣體狀態(tài)變化的規(guī)律。

　　出示課題： 第八章   氣體

　　師問(wèn)：同時(shí)研究三個(gè)及三個(gè)以上物理量的關(guān)系，我們要用什么方法呢？請(qǐng)舉例說(shuō)明。

　　生：控制變量法

　　比如要研究壓強(qiáng)與體積之間的.關(guān)系，需要保持質(zhì)量和溫度不變，再如要研究氣體壓強(qiáng)與溫度之間的關(guān)系，需要保持質(zhì)量和體積不變。

　　師：我們這節(jié)課首先研究氣體的壓強(qiáng)和體積的變化關(guān)系。

　　我們把溫度和質(zhì)量不變時(shí)氣體的壓強(qiáng)隨體積的變化關(guān)系叫做等溫變化。出示本節(jié)課題：

　　第一節(jié)   氣體的等溫變化

　　5、2 新課進(jìn)行

　　一、實(shí)驗(yàn)探究

　　1、學(xué)生體驗(yàn)壓強(qiáng)與體積的關(guān)系得出定性結(jié)論

　　全體同學(xué)體驗(yàn)： 每個(gè)同學(xué)用力在口腔中摒住一口氣，然后用手去壓臉頰，你會(huì)怎么樣，思考為什么？

　　小組體驗(yàn)：每桌同學(xué)用一只小的注射器體驗(yàn)：一個(gè)同學(xué)用手指頭封閉一定質(zhì)量的氣體，另一個(gè)同學(xué)緩慢壓縮氣體，體積減小時(shí)第一個(gè)同學(xué)的手指有什么感覺(jué)，說(shuō)明什么呢？反之當(dāng)我們拉動(dòng)活塞增大氣體體積時(shí)，手指有什么感覺(jué)，說(shuō)明什么呢？要求學(xué)生體驗(yàn)并說(shuō)出自己的感覺(jué)和結(jié)論（即壓縮氣體，體積減小，壓強(qiáng)增大；反之，體積增大壓強(qiáng)減�。�

　　2、猜想

　　引導(dǎo)學(xué)生猜想：我們猜想：在一般情況下，一定質(zhì)量的氣體當(dāng)溫度不變時(shí)，氣體的壓強(qiáng)和體積之間可能有什么定量關(guān)系呢？

　　學(xué)生：壓強(qiáng)與體積成反比例關(guān)系（從最簡(jiǎn)單的定量關(guān)系做起）

　　師：一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時(shí)壓強(qiáng)與體積是否是成反比例的關(guān)系，需要我們進(jìn)一步研究。這節(jié)課我們用實(shí)驗(yàn)探究這一課題。

　　3、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：

　　（1）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：

　　首先，要求學(xué)生完整的復(fù)述我們的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄恳欢ㄙ|(zhì)量的氣體在溫度不變情況下壓強(qiáng)與體積之間的定量關(guān)系。

　　要求學(xué)生根據(jù)放在桌上的器材，思考試驗(yàn)方案，并思考以下幾個(gè)問(wèn)題：

　　問(wèn)題1：本實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是什么？如何取一定質(zhì)量的氣體？實(shí)驗(yàn)條件是什么？如何實(shí)現(xiàn)這一條件？

　　學(xué)生討論回答：研究對(duì)象是一定質(zhì)量的氣體，用活塞封閉一定質(zhì)量的氣體在注射器內(nèi)以獲取， 實(shí)驗(yàn)條件是氣體質(zhì)量不變， 氣體溫度不變；活塞加油增加密閉性，推拉活塞改變體積和壓強(qiáng)；不用手握注射器；緩慢推拉活塞，穩(wěn)定后再讀數(shù)。

　�。ɑ蛘哂衅渌�的實(shí)驗(yàn)方案）

　　問(wèn)題2： 數(shù)據(jù)收集  本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該要收集哪些數(shù)據(jù)？ 用什么方法測(cè)量？

　　學(xué)生：要收集氣體的不同壓強(qiáng)和體積，用氣壓計(jì)可以測(cè)量壓強(qiáng)，注射器上面的讀數(shù)可以得到體積。

　　問(wèn)題3：數(shù)據(jù)處理  怎樣處理上述數(shù)據(jù)才能得到等溫條件下壓強(qiáng)與體積之間的正確關(guān)系呢？（學(xué)生討論并回答）

　　學(xué)生：常用數(shù)據(jù)處理辦法有計(jì)算法，圖象法等。

　　老師：能不能說(shuō)得更具體一點(diǎn)呢？

　　學(xué)生：就是先把V和P乘起來(lái)，看看各組的乘積是否相等（或者近似相等），從而得到結(jié)論；圖像法就是以V為橫坐標(biāo)，P為縱坐標(biāo)，在用描點(diǎn)作圖法，把得到的數(shù)據(jù)作到坐標(biāo)系中，再連線，看圖像的特點(diǎn)，從而得到兩者的定量關(guān)系。

　　再讓一個(gè)學(xué)生把我們剛才分析得到的比較好的實(shí)驗(yàn)方法再?gòu)?fù)述一次，然后師生互助完成實(shí)驗(yàn)。

　　2、實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

　　師生共同完成實(shí)驗(yàn)： 老師推、拉活塞，一名學(xué)生讀取數(shù)據(jù)，另一名學(xué)生設(shè)計(jì)記錄表格并記錄數(shù)據(jù)。

　　數(shù)據(jù)處理：①簡(jiǎn)單計(jì)算 找壓強(qiáng)和體積之間的關(guān)系

　　②學(xué)生描繪圖象（提示作P—V圖像）能否得出結(jié)論？

　　總結(jié)提問(wèn)：各小組是如何處理數(shù)據(jù)的，結(jié)論如何？（實(shí)物投影展示）

　　問(wèn)題4：若P—V圖象為雙曲線的一支，則能說(shuō)明P與V成反比。但能否確定我們做出就一定是是雙曲線的一支呢？（還是猜測(cè)）我們?cè)鯓舆M(jìn)一步P和V之間的關(guān)系呢？

　　教師：有一種思想叫做轉(zhuǎn)化的思想。若P—V圖象為一雙曲線，那么P—1/V圖象是什么樣子？（過(guò)原點(diǎn)的一條直線）那我們就再作一條P—1/V圖象看看吧！

　�。◣煟┯�(jì)算機(jī)擬合：把P—V圖象轉(zhuǎn)化為P—1/V圖象。我們看到一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下，P—1/V圖象是一條（幾乎）過(guò)原點(diǎn)的直線，表明壓強(qiáng)與體積成反比。

　�。ㄈ�）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在誤差允許的范圍內(nèi)，一定質(zhì)量的氣體在溫度不變的條件下壓強(qiáng)與體積成反比。（學(xué)生敘述）

　　師：大家看到我們作出來(lái)的這條直線，還不是很準(zhǔn)確，大家可以分析在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有哪些地方可能引起實(shí)驗(yàn)誤差？

　　學(xué)生討論分析產(chǎn)生誤差的原因。

　　早在17世紀(jì)，英國(guó)科學(xué)家玻意耳和法國(guó)科學(xué)家馬略特分別通過(guò)更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)研究得出了這個(gè)結(jié)論，被稱為玻意耳定律。

　　二、玻意耳定律

　　1、 內(nèi)容：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的條件下壓強(qiáng)P與體積V成反比。

　　2、 公式：PV=C（常量）或P1V1=P2V2（其中P1V1和 P2V2分別為氣體在兩個(gè)狀態(tài)下的壓強(qiáng)和體積）

　　3、 圖象：P—1/V圖象：過(guò)原點(diǎn)的直線——等溫線

　　P—V圖象：雙曲線的一支——等溫線

　　三、拓展思考

　　問(wèn)題5：在同一溫度下，取不同質(zhì)量的同種氣體為研究對(duì)象， PV乘積C一樣嗎？即對(duì)不同的氣體，C是一個(gè)普適常量嗎？（學(xué)生思考不能求解或回答不一樣）

　　師問(wèn)：怎樣才能得到正確的結(jié)果呢？（猜想—實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證）

　　學(xué)生：改變氣體的質(zhì)量用同樣的方法重新測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)記錄在同一表格中，通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算就能得到結(jié)果。

　　結(jié)論：不一樣。質(zhì)量越大，PV乘積越大。P—V圖象離坐標(biāo)軸越遠(yuǎn)，P—1/V圖象斜率越大。

　　問(wèn)題6：取相同質(zhì)量的同種氣體，在不同溫度下，作出的P—V圖象是否一樣？（學(xué)生猜想——驗(yàn)證）

　　結(jié)論：不一樣。溫度較高時(shí)，PV乘積較大，P—V圖象離坐標(biāo)軸越遠(yuǎn)，P—1/V圖象斜率較大。

　　四、玻意耳定律的應(yīng)用之定性解釋：

　　問(wèn)題一：氣球漲大視頻。學(xué)生分析。

　　問(wèn)題二：小實(shí)驗(yàn)。裝水的瓶子下有小洞，當(dāng)蓋子打開時(shí)水會(huì)噴出，然后合上蓋子則水就不會(huì)持續(xù)地流出了。

　　解釋：蓋子打開時(shí)，小孔上方的壓強(qiáng)始終大于外面的壓強(qiáng)，所以水會(huì)噴出，當(dāng)蓋子蓋上時(shí)，水的上方被封閉了一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)有水流出后，瓶中空氣的體積變大，根據(jù)波意耳定律壓強(qiáng)變小，當(dāng)孔上方壓強(qiáng)小于外部大氣壓時(shí)，水就流不出去了。

　　五、課堂小結(jié)

　　1、方法  ①研究多變量問(wèn)題時(shí)用控制變量法

　�、趯�(shí)驗(yàn)探究方法：猜想——驗(yàn)證——進(jìn)一步猜想——再驗(yàn)證——得到結(jié)論

　　2、知識(shí)  玻意耳定律：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的條件下壓強(qiáng)P與體積V成反比。

　　六、教學(xué)后記：

　　1、課堂上讓學(xué)生從自身體驗(yàn)開始，充分參與科學(xué)探究的全過(guò)程，熟悉科學(xué)探究未知世界的一般流程，并堅(jiān)持滲透實(shí)事求是和精益求精的科學(xué)精神。

　　2、教學(xué)中對(duì)應(yīng)用數(shù)學(xué)方法處理物理數(shù)據(jù)，從而得出簡(jiǎn)潔的物理學(xué)規(guī)律的過(guò)程，讓學(xué)生多練習(xí)多體驗(yàn)，以使學(xué)生真正掌握，并且多給時(shí)間讓學(xué)生從圖像中找出規(guī)律，以提高學(xué)生認(rèn)識(shí)圖像與應(yīng)用圖像分析問(wèn)題的能力。

　　3、教學(xué)中學(xué)生參與小實(shí)驗(yàn)及視頻材料能很好地吸引學(xué)生的注意力，提高教學(xué)的有效性。

　　4。物理來(lái)源于社會(huì)生活實(shí)踐，反之也能解釋自然界及生活和生產(chǎn)中的相關(guān)現(xiàn)象，有效杜絕物理和生活相脫節(jié)的現(xiàn)象發(fā)生。也有利于學(xué)生正確物理觀的形成。

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