教学设计-(12).doc

一、 课题名称： 焦耳定律实验教学设计
二、实验教学目标
（一）知识与技能
1、知道电流的热效应.
2、理解焦耳定律的内容。
（二）过程与方法
1、通过探究“电流通过导体产生的热量跟那些因素有关”初步培养学生发现、研究、解决问题的能力。
2、注意对学生进行研究方法（控制变量法）的培养
（三）情感态度价值观
1、通过经历科学探究的过程，使学生认识实验对人们获取科学理论的重要价值；

三、实验内容
（一）实验名称
焦耳定律学生实验（改进）
（二） 实验器材
青霉素小瓶子三个，输液管三个，电炉丝一条， 干电池三个，带鳄鱼夹的导线几条等。
（三） 实验装置（改进）
用废弃材料制成的焦耳定律简单仪器，制成后非常耐用，且实验效果明显。焦耳定律实验装置如图1，教学中收到很好的效果。

如图1
制作、原理
1、保留输液管的瓶胆约1㎝，这样红墨水不会喷泻。
2、将插输液瓶上塑料空心管弯曲一周后，再将针尖插入橡皮盖，塑料管弯曲一周后起U型管的作用，使液体不会流入瓶内，断电或空气未密封时，三个液柱都停留同一水平面的凹位处。
3、用胶水将塑料管固定在支架壁上，在支架壁的白纸 上画上刻度线。
4、实验分三次进行，（R1、R2、R3 分别装在瓶内，R在瓶外，R1=R2=R=10Ω 、R3=5Ω。）
① 当电阻R1和R2串联时（如图2），电阻（R）和电流（I）相同，此时Q1=Q2，用小塞子塞住排气管并接通电路可看到两个液柱上升的高度相同。
② 当R2和R3串联（如图3），电流（I）相同，R2>R3 ,此时Q2>Q3, 用小塞子塞住排气管并接通电路可看到R2瓶的液柱比R3瓶的液柱高。
③ 当电阻R1与R并联后再和R2串联时（如图4），R1=R2、I1 R3 )
图3
R1
R2
( R1 = R2 )
图2
子塞住排气管并接通电路可看到R2瓶的液柱比R1瓶的液柱高。

（四）实验材料准备
学生收集废弃材料青霉素小瓶子三个，输液管三个，实验室准备电炉丝一条， 干电池三个，带鳄鱼夹的导线几条等。
四、 实验教学设计思路
（一） 重点、难点
1、通过实验探究“电流通过导体产生的热量跟那些因素有关”初步培养学生发现、研究、解决问题的能力。
2、通过实验探究培养学生科学的研究方法（控制变量法）
（二）对达成目标所起的作用
这节课，教材中设计了演示实验，由于实验装置比较复杂，且演示实验不能使每一位学生都动手参与，教学效果并不理想，我就决定把用废弃材料制成的焦耳定律简单仪器，由学生自己动手。
由于在固体、液体、气体受热膨胀中中，气体膨胀是最快的，当电阻丝中有电流时，电阻丝的温度升高，使瓶内的空气受热膨胀，气体大的膨胀又使得塑料管内水位发生了变化，实验会在很短的时间内完成，节省了时间；通过观察、比较红色水柱的高低来比较电流产生热量的多少，可见度提了，使得实验更形象、直观。这也体现了，教师用教材教而不是教教材的教学理念。
（三） 教学策略
从电流通过导体产生热量入手，让学生通过实验亲身体验.然后进入实验探究.
主要采用1、提出问题2、实验观察3、讨论分析的教学策略
（四） 实验类型
学生分组实验

五、教学过程（片段）
（一）电流产生的热量跟哪些因素有关（学生讨论）
1、引导学生根据日常生活中的现象进行分析：
电流 I
电热Q → 电阻 R 有关
通电时间 t
（先引导学生分析电流产生的热量跟 电流I、电阻R和通电时间t有关，使学生获得感性认识，为下面的实验打下基础。）
2、用实验进行研究。学生讨论研究方法 控制变量法。
① 当电流I、时间t相同时，研究电热 Q与电阻R的关系。
② 当电阻R、时间t相同时，研究电热Q与电流I的关系。
③ 当电流I、电阻R相同时，研究电热Q与通电时间t的关系。
（引导学生分析研究多变量问题的方法－－控制变量法，并在实验过程中具体使用，对学生进行研究方法的教育。）
3、介绍实验器材：（前面已经介绍）
4、实验原理：（前面已经介绍）
5、实验设计
① 电路图：通过学生讨论研究设计出实验电路如图：让一个学生把本组设计的电路图画在黑板上，并进一步说明如何进行实验。
② 实验记录：由小组共同设计实验记录表格，
③ 实验探究：四位同学分工合作进行实验探究，并记录实验数据。
④ 归纳实验结论：四位同学共同探讨，归纳实验结论，电流通过导体产生的热量跟那些因素有关。
6、实验过程
实验分三次进行，（R1、R2、R3 分别装在瓶内，R在瓶外，R1=R2=R=10Ω 、R3=5Ω。）
① 当电阻R1和R2串联时（如图2），电阻（R）和电流（I）相同，此时Q1=Q2，用小塞子塞住排气管并接通电路观察两个液柱上升的高度。
② 当R2和R3串联（如图3），用小塞子塞住排气管并接通电路观察管中液柱高度。
R2
R1
R
( R1 = R2 = R )
图4
R3
R2
( R2 > R3 )
图3
R1
R2
( R1 = R2 )
图2
③ 当电阻R1与R并联后再和R2串联时（如图4），用小塞子塞住排气管并接通电路观察管中液柱高。

7、交流探究结果：请一位同学将本组的实验数据写在黑板上，并阐述本组得到的结论。
① 研究电热Q跟电阻R的关系：电流I、通电时间t相同，电阻R越大，电热Q越多。
② 研究电热Q跟电流I的关系：电阻R、通电时间t相同，电流越大，电热越多。
③ 研究电热Q跟通电时间t的关系：电流I、电阻R相同，通电时间越长，电热越多。
（二）焦耳定律：
焦耳简介：焦耳定律是英国物理学家焦耳经过无数次实验探索总结出来的。我们不仅要学习他发现的定律，而且要学习他的刻苦钻研的精神。
内容：电流通过导体时产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
在固体、液体、气体受热膨胀中中，气体膨胀是最快的，当电阻丝中有电流时，电阻丝的温度升高，使瓶内的空气受热膨胀，气体大的膨胀又使得塑料管内水位发生了变化，实验会在很短的时间内完成，节省了时间；通过观察、比较红色水柱的高低来比较电流产生热量的多少，可见度提了，使得实验更形象、直观。
六、说明
原实验缺点：
图甲 图乙
如上图是原来课本“焦耳定律”的实验装置图，甲烧瓶和乙烧瓶中装了等量的煤油，温度计显示煤油的温度，两瓶煤油中都浸泡着一段电阻丝，烧瓶甲中是
铜丝，电阻比较小，烧瓶乙中是镍铬合金丝，电阻比较大。
课本设计的步骤是这样的：
⑴用A图做实验，接通电路一段时间，比较两烧瓶中煤油那个温度变化大，
实验结果：乙烧瓶中煤油的温度变化大。这表明电阻越大，电流产生的热量越多。
⑵用B图做实验，在通电时间相同的情况下分别给甲烧瓶中的铜丝通入大小不同的电流，比较先后两次温度计的变化量，实验结果：在通电时间一定，电阻
相同的情况下，通入的电流越大，铜丝产生的热量越多。
⑶用B图做实验，在第⑵实验的基础上，让通电时间更长一些，比较两次温
度的变化量，实验结论：通电时间越长，温度变化量越大，电流产生的热量越多。
根据课本的实验做，因为是加热液体，液体的量又多，发现液体的温度变化的很慢，只是利用课堂的时间很难完成整个实验，并且实验效果不明显。
改进后的优点：
用废弃材料制成的焦耳定律简单仪器，取材方便，价格便宜，实验时间短，现象明显，制成后非常耐用，教学中收到很好的效果。
初中物理非常强调学生用控制变量法去分析解决问题，若同时出现两个变量，很多学生力不从心。因此降低实验难度，让学生分三次实验，每次出现一个变量，学生会更易接受和分析总结焦耳定律，对有余力的学生可要求它们改变电路，同时改变电流和电阻，得出焦耳定律。