电流与电压和电阻的关系》教学设计

• 一、教材分析

1．《课标》要求：

（1）知道电压、电流、电阻。

（2）通过实验，探究电流与电压、电阻的关系。

2．学情分析：

（1）本节课是继电路、电流、电压和电阻概念之后，通过实验探究的方式来定量的研究电流与电压、电流与电阻的关系。学生经过前面的学习，已经具备了基本的实验探究能力，以小组合作的方式学习本节内容，符合学生在知识技能方面的实际水平。另外，学生要通过自己的实验得出“电流与电压、电流与电阻”的关系，最关键的是实验方法，这个实验难度比较大，主要在实验的设计、数据的记录以及数据的分析方面，学生出现错误的可能性也比较大，所以要注意实验的评估和交流。

（2）利用初三学生兴趣相对集中这一特点，教学中采用观察思考和实验探究的学习方式，不仅是培养学生学习兴趣的需要，同时也是物理规律教学的需要。同时利用多媒体课件等辅助手段，不仅提高课堂教学效率，也活跃了课堂气氛。

3．教学目标：

（1）知识与技能：通过实验探究，了解电流与电压和电阻的关系；能说出电流与电压的正比关系，电流与电阻间的反比关系；会使用滑动变阻器来改变一段导体两端的电压。

（2）过程与方法：会观察、收集、分析实验中的数据并尝试采用函数图像法分析实验数据。进一步熟悉探究实验中的控制变量法。

（3）情感态度与价值观：引导学生敢于发表个人意见，培养学生实事求是、严谨、认真的科学态度及良好的学习习惯。

4．教学重难点：

（1）实验探究“电流与电压和电阻的关系”是本节教学的重点。

（2）运用“控制变量”的研究方法来设计和完成实验探究是本节的教学难点；而利用函数图像法分析实验数据也是本节的另一难点。

5．教学思路：

本节课的内容有两个方面：一是探究电流跟电压的关系，二是探究电流跟电阻的关系。其基本思路是：主要通过学生分组实验让学生经历科学探究的全过程，进一步熟悉科学探究中被广泛采用的一种方法──控制变量法，以培养学生的观察、设计、实验、分析、归纳概括的能力。首先以教师引导学生进行本节知识准备，再以生活中的现象为基础老师通过实验演示创设物理情景引导学生观察思考并提出问题，激发学生的学习兴趣和学习欲望。再让学生分析观察到的现象，大胆猜想，培养学生科学猜想的学习方法，然后学生根据猜想分析实验方法设计出实验电路确定所需的实验器材，再根据实验电路和记录表格并进行分组实验收集实验数据，用图象法分析实验数据得出电流与电压、电阻的关系。同时利用多媒体课件辅助教学手段，加大课堂教学容量，激发学生的学习兴趣，以提高课堂效率。

6．教学方法：

本节课主要的教学方法是：观察法、实验法、交流讨论法、归纳总结法等。

7．教学用具：

多媒体课件、电源、开关、定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω和20Ω各一只）、导线、电压表、电流表、滑动变阻器。

二、教学过程

引入新课

1．【演示】教师用电学示教板出示：将电源、开关、定值电阻组成串联电路（如图）。

2．【问题】（1）如何知道电路中的电流大小？（2）让学生进一步思考：如何改变电路中的电流大小？

针对（1）问，学生很容易回答：在电路中串联一只电流表。对于（2）问：学生想到的方法有：一是减少串联电池组中干电池的个数；二是串联一个定值电阻；三是串联一个滑动变阻器，移动滑片。

通过实验可知：导体中的电流大小与导体两端的电压和导体的电阻这两个因素有关。电流与电压、电阻之间的有什么样的定量关系呢？引入本节课要探究的课题。

新课教学

1．实验：探究电流与电压的关系

【提出问题】通过导体的电流跟电压有怎样的关系？

【猜想与假设】它们之间可能存在何种关系，说出猜想依据。

猜想①导体两端的电压越大，通过的电流越大；

猜想②通过导体的电流与导体两端的电压成正比。

【设计思路】实验的设计包括测量仪器的选择和实验电路图的设计。本实验运用创设问题情景引导设计实验电路图

让学生讨论，这个实验需要哪些器材？它们的作用各是什么？怎样才能改变电阻两端的电压？如何设计实验电路图？学生思考、讨论，汇报所需的实验器材及它们的作用，画出电路图。根据问题设计电路，设计过程如下：

【进行实验】

（1）关于改变电阻两端的电压的方法，①部分学生会通过改变干电池的个数来实现；②部分学生还会通过学生电源来提供。这两种方法的关键点在于是否能保障电阻两端的电压真正成倍地变化。③通过滑动变阻器调节部分电压，从而达到改变电阻两端的电压。

教师分析归纳总结学生改变电阻两端电压的方法和实验电路，提出的异议，引导学生确定最佳实验方案，板书合理的器材选择、电路图、数据记录方法、操作过程。

（2）闭合开关后，调节滑动变阻器的滑片，使R两端的电压成整数倍地变化（如1V、2V、3V）便于测量，读出每次加在R上的电压值和通过的电流值，并填入下列表格中，并在图中画出电阻的I-U关系图象。

【数据收集】

【分析与论证】

数据的处理有两种方法。方法一：用图象进行数据处理，引导学生用描点的方法，将实验数据在坐标纸上反映出来，使学生发现图象所能提供的信息，培养学生用图象分析、研究问题的能力。学生作出的图象是一条直线，说明I与U是成正比的。方法二：利用实验数据分析论证，引导学生进行因果推理，在控制电阻不变的条件下，关注电阻两端的电压改变时，通过电阻的电流随电压的改变关系，推理出电流与电压的定量关系。

【评估与交流】

对不同实验小组数据进行综合比较，得出实验结论，是关键点之一，教师还引导学生对探究的全过程进行评估（各组实验中存在哪些问题？你的实验数据是否符合总结出的实验规律？实验结论与假设有没有差异等）。

2．实验：探究电流与电阻的关系

【提出问题】通过导体的电流跟导体电阻有怎样的关系？

【猜想与假设】猜想它们之间可能的数量关系是什么？

猜想①导体的电阻越大，通过的电流越小；

猜想②通过导体的电流与导体的电阻成反比。

【设计思路】（1）要研究电流与电阻的关系，必须改变接入电路的电阻值大小（如5Ω、10Ω、20Ω），只需更换不同电阻接入电路即可。（2）该实验中要控制电阻两端的电压不变这一条件，电路中可串联滑动变阻器来调节，保证电阻两端的电压相等，画出电路图。

【进行实验】

（1）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使R两端的电压为适当值（如U=2V）。

（2）更换不同电阻（成整数倍变化），调节滑动变阻器的滑片，保证每次电阻两端的电压不变（为2V），分别记下每次电流表示数，记录在表格中。

【数据收集】

【分析与论证】

仍然用两种方法分析实验数据，用图象法描出的函数图象是I与R成反比例关系；用实验数据分析推理，得到在电压一定的情况下，通过导体的电流与导体的电阻成反比。

【评估与交流】

学生对自己的探究过程进行回顾、反思，思考在探究中哪些问题还不清楚，实验设计是否科学合理，操作中有没有错误，实验中会造成误差的因素可能有哪些──通过评估，能使学生发现自己的不足，及时总结，不断提高。

3．课堂总结

（1）练习使用电压表、电流表和滑动变阻器。

（2）通过实验数据分析：当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；当电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比。

（3）实验探究中用到的研究方法：控制变量法和转换法。

4．板书设计

（1）导体中的电流与导体的电阻和导体两端的电压有关。当电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成反比；当电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比。

（2）电流与电压的函数关系：

三、教学反思

（1）由于本节课比较注重物理思想和科学方法的教育，因此，在教学过程中，通过学生的分析（有多少因素有可能影响电流的大小，应怎样研究？如何能保证电阻两端的电压不变？又通过什么来观察？）──设计（需要什么仪器测量？怎样连接电路？如何把握合适的电源？仪表的量程、“+”“-”接线柱等）──实验（做到分工合作明确，严格执行仪器使用规则和实验操作要求），引导学生按此条主线进行一系列的科学探究。

（2）在探究“电流与电阻的关系”中，控制定值电阻两端的电压不变这一条件，学生是较困难的，探究实验前，可连接一个基本电路，调节电路中的滑动变阻器，使学生观察到导体两端的电压发生了改变，使学生知道通过调节滑动变阻器是可以控制导体两端的电压保持不变的。

（3）在分析实验数据中，部分学生不能用数学工具进行分析，只能表达出电压增大，电流增大；电阻增大，电流减小的结论。还有一部分学生总结成电压与电流成正比，电阻与电流成反比，并且还没有前提条件。对此，给予正面积极的评价后再由老师逐步分析，在减轻学生压力的同时，还增强了探究的勇气，这对学生的探究活动是非常重要的。