初中物理-焦耳定律教学设计学情分析教材分析课后反思

《焦耳定律》教学设计学习目标：1．通过列举电热器等用电器工作时会发热，认识电流的热效应。2．通过实验探究知道电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关。3．会运用焦耳定律公式进行简单的计算并能用它解释生活中的现象。4．通过观看微视频，了解电热的利用和防止。学习重点：通过实验探究知道电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关，并能用焦耳定律计算或解释生活中的有关现象。学习难点：通过实验探究知道电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关教法设计：演示实验法，播放仿真实验录像、观察法、讲解法，播放视频学法设计：实验探究法；自主学习与小组合作探究相结合；学案导学法；练习法评价设计：一是语言评价。我采用启发式的提问、追问，激励性的肯定等，引导学生不断地去思考和迁移，不断地激发学习兴趣，体验成就感，激励目标达成。二是小组展示评价。通过小组自主讨论，设计实验方案后进行展示，激发了学生的探究欲望，让学生充分体验到了合作的快乐。三是巧设题目的评价。学以致用，深化规律，深化目标达成。课末的达标测试题分层设计，让不同层次的学生都能享受到达成目标后的喜悦。教学过程设计：活动标题活动目标活动内容教师活动学生活动评价活动设计意图知识链接思考并回答复习旧知识，为新知识的学习扫清障碍导入课题达成目标1将电炉子接入电路，观察：电炉子通电后，电热丝热得发红，这些热量从哪来？这些热量由什么能转化而来的？生活中你还知道哪些用电器通电后会发热？请举例。小结：电流通过导体时，导体会发热，这种现象称为电流的热效应。问题1：电炉丝丝和导线同时通电，它们串联接入电路，流过的电流是什么关系？电流相同。为什么电热丝热的发红，而导线却几乎不发热？问题2：观察图片并思考，同样的一根导线，只接入电冰箱时，并不热，在接入许多大功率用电器时，为什么会显著发热，甚至引起电火灾？问题3：以上两个问题，包含一个共同的问题，哪位同学能给大家提出这个值得探究的问题？是的，电流通过导体产生的热量可能与哪些因素有关呢？带着这个问题我们一起来学习第五节板书课题并出示学习目标第五节：焦耳定律观看、思考、并回答教师提问学生集体回答和个别回答相结合。两张图片，两个问题，从生活入手引入新课，激发了学生的学习兴趣。同时这两个问题既为学生设下疑惑，也为学生猜想电热与哪些因素有关提供了依据。让学生带着问题，带着兴趣走进课堂。板块一：实验探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关达成目标2达成目标2问题4：结合以上问题及你的生活经验，你认为电流通过导体产生的热量（简称电热，符号Q）可能与什么因素有关？生猜想，教师对学生的猜想进行归纳说明。问题5：任何结论不能仅凭猜想，我们要通过什么来研究？问题6：当一个物理量可能与多个困素有关时，我们要采用什么实验方法来研究？问题7：要探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关，实验分三次进行，首先来探究电热与电阻的关系。此时要控制什么量一定，改变什么？生：控制电流和通电时间一定，改变电阻问题8：那同学们再想一想，如果老师给你若干个电阻，电源导线和若干，你准备连接怎样的电路图来完成本次实验。问题9：电路图有了，现在还有一个问题必须要解决，请看这儿，给电阻通电后，电阻会发热，产生的热量能用眼睛看到吗？你怎么知道它发热了吗？但触摸并不可靠，那我们要想什么办法把热量的多少转换成能直接观察到的现象。生：可以将电阻放在液体中，利用液体的热胀冷缩。师：气体热胀冷缩比液体更明显，出示实验器材：焦耳定律演示器。问题9：密闭的盒内装有电阻，盒上方通过橡皮管与这一侧的玻璃管相连，当给电阻通电后，请大家想一想盒内的空气受热会怎样，这里的液柱又会有何反应呢？生：空气受热会膨胀，推动液柱向运动问题10：我们可以通过观察什么现象知道电流通过导体产生电热的多少？这种研究问题的方法叫什么？生：玻璃管中液柱升高的高度转换法问题11：按照学生设计的电路图演示实验。通过观察实验现象，你能归纳什么结论？生：归纳结论：当电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的电热越多。师点拨归纳，回答结论时要体现控制的变量，并且要答出具体的关系。问题12：仍用以上器材，以小组为单位设计实验方案，探究电热与电流的关系。交流实验方案。观察实验归纳结论：当电阻和通电时间一定时，电流越大，产生的电热越多。问题13：要探究电热与通电时间的关系，必须要控制什么一定，改变什么？师：因为在前两次实验中大家已经可以体会出来，时间越长，液柱升高得越高。已经说明通电时间越长，产生的电热越多。所以这次探究没有必要做。师小结：通过以上三次探究，我们已经探究得出了电流通过导体产生的热量与这三者的确有关系，当通过导体的_____越大、_____越大、__________越长时，电流通过导体产生的热量越____。我们的实验比较粗糙，只能粗略的了解它们之间大致的关系，那么精确的关系的是怎么样的呢？实际上早在1840年，英国的物理学家焦耳就通过实验得出它们之间的精确关系。请大家自主学习课本，完成导学案上的两个问题。思考并回答独立思考，之后以小组为单位讨论实验方案。之后班内交流完善方案。认真听讲，思考并回答教师提问个别学生回答，师生共同完善。小组代表回答，评价小组的讨论回答情况。通过学生回答评价学生掌握情况。通过老师的提问让学生经历科学探究的过程，提出问题，猜想与假设，设计实验等环节。让学生充分讨论、探究、合作、交流，使学生真正成为学习的主人，让学生经历规律得出的过程，从而达到对规律的深度理解并能利用规律解决实际问题，达到学以致用的目的。板块二：焦耳定律达成目标3达成四标4【自主学习】（自主学习课本P87，完成以下问题）1.焦耳定律的内容：电流通过导体产生的热量跟_______________成正比，跟__________成正比，跟__________成正比。2.表达式为______________。其中Q表示________，其单位为_______师强调公式的适用条件及各量单位。简介焦耳的主要成就。问题14：你会应用公式进行计算吗？请小试身手，完成以下两道练习。【小试身手】1.某阻值为10Ω的定值电阻，通过的电流为0.2A，则10min能产生多少J热量？2.一根60Ω的电阻丝接在36V的电源上，通电100S共产生多少J热量？【拓展提升】只有电阻工作的电路，将电能全部转化为热，这样的电路称为纯电阻电路，此时Q=W。师：焦耳定律是焦耳通过大量的实验总结出来的，其实我们可以根据公式在某些情况下，把它推导出来。如果用电器所消耗的电能全部用来转化为热量，那么它们之间有什么关系？（板书：电功和电热：Q=W）讲述推理过程：副板书：Q=W=Pt=UIt=I2Rt师说明：电能全部用来产生热这样的电路即纯电阻电路，在这样的电路中，Q=W，W的计算公式Q均可以用。问题15：学了焦耳定律的知识后，你能解答课前提出的这两个问题吗？【学以致用解疑答惑】1.电炉丝和导线串联接入电路，通过它们的电流相同。为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？2.同样的一根导线，只接入电冰箱时，并不热，在接入许多大功率用电器时，为什么会显著发热，甚至引起电火灾？自主完成学生练习，一生板演，利用基本公式进行计算，完善规范解题过程认真听讲，思考并回答教师提问，个别学生回答。通过小试身手这道例题，让学生练习并掌握焦耳定律的基本公式，能用规范的步骤解题。通过练习2引导学生明确当电能全部转化为热时，Q和W应该相等，此练习为下面理论推导焦耳定律习做好了铺垫。利用学过的规律来解决实际问题，学以致用，体会到物理学习的乐趣和学习的成功感，这样学习的知识才是活知识。板块三：电热的利用和防止达成目标5[过渡语]生活中有些电热我们要利用，有些电热我们要防止。播放微视频：了解生活中利用和防止电热的场合和方法。电热既有利又有害，我们对待很多事物都要学会辩证地去看待。认真观看视频交流看后的收获。通过多媒体播放视频的方式，将电热的利用和防止方便地呈现给学生，既有助于教学目标的实现，又能增强学生的学习兴趣，也充分凸显多媒体技术的强大魅力。小结出示学习目标，要求学生对照目标谈收获。回忆本节课所学知识。班内交流梳理知识，形成一个完整的知识体系。同时帮助学生记忆。当堂目标检测★1．电流通过导体时，导体会发热，这种现象叫。电流通过导体产生的热量跟___________成正比，跟_______成正比，跟_____成正比,这个规律叫_________，其表达式为_________。（达成目标1和3）★2．电烙铁通电后热得发烫，而跟电烙铁同时串联接入电路的铜导线却不怎么热，这是因为（）A.通过电烙铁的电流大，通过铜导线的电流小B．电烙铁内电热丝的电阻比铜导线的电阻要大得多C．电烙铁内电热丝的通电时间比铜导线长D．电烙铁通电后会发热，而铜导线通电后不会产生热量（达成目标3）★3.下列情况中利用电热的是（）A.利用排气扇通风换气B.夏天家用电器长时间不使用，要通电驱潮C.电脑“CPU”上要安装小风扇D.电视机的散热窗（达成目标5）★4.某阻值为4Ω的定值电阻，通过的电流为0.5A，则10min能产生多少J热量？（达成目标3）★★5.某同学想探究电热与电流的关系，他用完全相同的器材组成以下两个电路进行探究。开关同时闭合后，调节滑动变阻器使两电路中电流不同，如图20甲、乙所示，实验中观察到A瓶中的煤油液面升得比B瓶高，说明了A瓶中电热丝放出的热量比B瓶_______。实验结论是在_______、__________相同的条件下，___________越大，产生的电热越多。（达成目标2）★★★6．如果没有电阻，下列说法正确的是（）A.白炽灯仍能发光B.电动机仍能转动C.电饭锅仍能煮饭D.电熨斗仍能熨衣服（达成目标3）当堂检测实现分层设计：一星级为基础习题组，要求全体学生均掌握；二星级为拓展题组，要求全班90％学生掌握。三星级题目为提高题，即除能对知识点正确理解外，还要学会知识的综合分析和运用。要求全班70％学生掌握。板书设计§14.5焦耳定律电流的热效应电阻（R）猜想电流通过导体产生的热量与电流(I)有关通电时间(t)1.内容： 焦耳定律 2.公式：Q=I2Rt 3.单位：JAΩs 4.理论推导焦耳定律：(电能全部转化热)电热的利用和防止《焦耳定律》学情分析学生通过对本章第一节电能的学习，已经对常见的用电器比如电炉、电水壶等用电器的能量转化已经有所了解；对欧姆定律、电功率等物理规律也有了一定的认识；生活经验方面，学生又经常接触到一些电热器，对电流的热效应已有了一定的体验；而在研究方法上，对于控制变量法和转换法以及探究性学习的过程与方法也有了一定的认识，初步具有了一定的科学探究能力。但对电流的热效应的影响因素的认识还有一定的思想障碍，焦耳定律本身又是一个定量的、严谨的、逻辑性非常强的物理规律。而初中学生的知识基础及思维水平都不允许对学习内容要求过于严密。所以在教学中我侧重于引导学生定性学习焦耳定律。而对焦耳定律的定量关系，是在学生通过实验得到感性认识的基础上，讲授给学生的。本节课的关键在于教师正确引导，充分调动学生学习的主动性与积极性，让学生充分讨论、探究、合作、交流，使学生真正成为学习的主人，让学生经历规律得出的过程，从而达到对规律的深度理解并能利用规律解决实际问题，达到学以致用的目的。《焦耳定律》效果分析本节课的评价练习内容设计有两部分：一是新授课中的反馈练习，二是课末当堂目标检测题。课中的反馈练习第一次是在学了焦耳定律的内容后，设计的小试身手，检测目标3中会运用焦耳定律公式进行简单的计算。采用的方式是一生代表板演，其他学生自主完成。通过课堂观察看，90%以上的学生解答正确。个别学生解题步骤不够规范或计算结果出错。第二次反馈练习是学完焦耳定律之后的学以致用的两道题目，检测学生对于目标3中能用焦耳定律解释生活中的现象。通过课堂提问发现，学生对于第一个问题能比较容易地回答，达标率在90%以上，对于第二道题目学生略有点困难，因此采用小组讨论的学习方式。最终学生能思路清晰地分析出来，达标率也应在85%以上。课末当堂目标检测题实施分层设计：一星级为基础习题组，要求全体学生均掌握；二星级为拓展题组，要求全班90％学生掌握。三星级题目为提高题，即除能对知识点正确理解外，还要学会知识的综合分析和运用。要求全班70％学生掌握。通过课后的批阅统计发现，全班51人，第一题答对率为100%，第二题两人答错，答对率为97%，第三题答错1人，答对率为98%，第四题全部做对，第五题答错3人，答对率为95%，第六题答错6人，答对率为89%。以上数据表明，本节课学生的目标达成率较高，学生圆满完成本节课制定的四个学习目标。分析可知，学生对于这节课的学习效果是不错的，究其原因，个人认为是实验探究教学起了大作用。通过老师的提问、追问，抓住学生的思维，让学生自己提出问题，大胆猜想，设计实验方案、交流合作，依据现象归纳结论等，让学生经历探究的过程，经历规律得出的过程，从而达到对规律的深度理解并能利用规律解决实际问题，达到学以致用的目的。《焦耳定律》教材分析本节是九年级物理上册第十四章《电功率》第五节，是初中物理电学知识中重要的组成部分。本节课既是对本章《电功率》中电能、电功的一个应用的总结，又是对下一章家庭用电安全部分的一个铺垫。因此本节课在《电功率》一章中起着承上启下的作用。教材从生活实际出发，利用生活中的用电器在工作时都伴有发热的现象引入电流的热效应。对于主要问题“电流的热效应与哪些因素有关”教材是从生活中“电炉丝与导线发热不同”的现象引出的，结合实例对电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关提出猜想，通过实验来验证自己的猜想，通过实验得出电热的大小与电流、电阻和通电时间有关，得出它们的定性的关系，具体的定量关系就是焦耳定律。为加深对焦耳定律的认识，教材又从电能的转化和欧姆定律推出公式Q=I²Rt，这对启发学生从实验和理论两方面来学习、研究物理问题也有一定的作用。教材的最后安排了电热的利用和防止的内容,既培养了学生辩证看待问题的思想,同时也体现了“从生活走向物理,从物理走向社会”，“学以致用”的新的教育理念。本节教学重点是通过实验研究电热与电流、电阻和通电时间的关系，并确定研究方法及实验操作中各个环节应注意的问题。难点是对焦耳定律的理解及焦耳定律在实际生活中的应用。本部分教学建议新授课一课时，习题课一课时，共两课时。《焦耳定律》评测练习【课前知识链接】【课中设计实验并进行实验】实验1：探究电热与电阻的关系【想想议议】（1）探究电热与电阻大小的关系时，应保证_____和_____相同,改变______。（2若给提供电源，开关，导线和定值电阻若干，为达到上述要求，试着在框内画出实验电路图。【进行实验并归纳结论】：__________________________________________实验2：探究电热与电流的关系【想想议议】（1）探究电热与电流关系时，应控制的量是_______和________，(如何控制这两个量相等)，需要改变的量是______。（要想改变这一量，你有什么方法？）（2）在上述实验器材的基础上，根据需要可以增加或减少器材，你准备设计怎样的电路来完成本次探究，试着画出电路图。【进行实验并归纳结论】：__________________________________________实验3：探究电热与通电时间的关系探究电热与通电时间关系时，应保证_______和________相同的情况下，改变_______。实验结论：_______________________________________________。【我的收获】：通过以上三次探究，我们发现，当通过导体的_____越大、_____越大、__________越长时，电流通过导体产生的热量越____。英国物理学家焦耳经大量实验总结得出它们的具体数量关系，即焦耳定律。【课中小试身手】（我思、我做、我能行！）1.某阻值为10Ω的定值电阻，通过的电流为0.2A，则10min能产生多少J热量？2.一根60Ω的电阻丝接在36V的电源上，通电100S共产生多少J热量？【课中学以致用解疑答惑】1.电热丝和导线串联接入电路，通过它们的电流相同。为什么电热丝热得发红，而导线却几乎不发热？2.同样的一根导线，只接入电冰箱时，并不热，在接入许多大功率用电器时，为什么会显著发热，甚至引起电火灾？课末当堂达标检测（我思、我练、我成功！）★1．电流通过导体时，导体会发热，这种现象叫做电流的________效应。电流通过导体产生的热量跟_____________成正比，跟____________成正比，跟____________成正比,这个规律叫_______________，其表达式为______________。★2．电烙铁通电后热得发烫，而跟电烙铁同时串联接入电路的铜导线却不怎么热，这是因为（）A.通过电烙铁的电流大，通过铜导线的电流小B．电烙铁内电热丝的电阻比铜导线的电阻要大得多C．电烙铁内电热丝的通电时间比铜导线长D．电烙铁通电后会发热，而铜导线通电后不会产生热量★3.下列情况中利用电热的是（）A.利用排气扇通风换气B.夏天家用电器长时间不使用，要通电驱潮C.电脑“CPU”上要安装小风扇D.电视机的散热窗★4.某阻值为4Ω的定值电阻，接在2V电源上，通电10min能产生多少J热量？★★5.某同学想探究电热与电流的关系，他用完全相同的器材组成以下两个电路进行探究。开关同时闭合后，调节滑动变阻器使两电路中电流不同，如图20甲、乙所示，实验中观察到A瓶中的煤油液面升得比B瓶高，说明了A瓶中电热丝放出的热量比B瓶_______。实验结论是在_______、__________相同的条件下，___________越大，产生的电热越多。★★★6.如果没有电阻，下列说法正确的是（）白炽灯仍能发光B.电动机仍能转动C.电饭锅仍能煮饭D.电熨斗仍能熨衣服《焦耳定律》课后反思本节课的整体设计，我做到三个遵循：一、遵循情趣物理教学主张。坚持贴近学生，贴近生活的原则；让知识融入生活，激趣质疑；让理论联系实际，解疑答惑。通过不断地创设有效情境和信息技术的巧妙运用，让学生始终保持高昂的学习情趣，从而实现以情激趣。二、遵循习美课堂教学要求。坚持把课堂还给学生的理念，让学生在师生互动、生生互动中习得认真倾听和敢于质疑好习惯，让学生在自主学习中习得独立思考好习惯，在小组学习中习得合作好习惯，在实验中习得探究好习惯，让课堂成为彰显生命律动的习美场。三、遵遁认知规律。通过知识链接、引入新课、探究规律、学以致用、理论推导、解疑答惑等循序渐进的教学设计环节，层层深入，引领学生走进知识的殿堂。教学内容我共设计了六个环节：一是知识链接，扫清障碍。二是激趣质疑，引入新课：通过生活中的两个现象引起学生的疑惑，这样既引起学生的兴趣，又为学生猜想电热与哪些因素有关提供依据。让学生带着兴趣，带着问题走进课堂。三是突出重点、探究规律：通过老师的提问、追问，抓住学生的思维，让学生自己提出问题，大胆猜想，设计实验方案、交流合作，依据现象归纳结论等，让学生经历探究的过程，经历规律得出的过程，从而达到对规律的深度理解并能利用规律解决实际问题，达到学以致用的目的。更重要的是在这个过程中，培养了学生探究与合作、分析问题与解决问题的能力。四是学以致用，应用规律。通过两道练习，让学生掌握焦耳定律的基本公式，能用规范的步骤解题。同时进行拓展提升，在纯电阻电路中Q与W的关系。五是理论推导规律。六是联系实际，解疑答惑。从生活现象中提出问题，探究出规律后又利用规律解答这一问题，前后呼应，水落石出，让学生豁然开朗，加深了对所学知识的印象。同时让学生明白了“用学到的知识去解决实际问题，这才是活知识”的道理。也充分体现物理学科的特点，从生活走向物理，从物理走向社会的课程理念。最后通过一段微视频简单了解电热的利用和防止。通过课堂观察看，本节课达到的预期的目标和效果，课堂上学生创新的实验设计、激烈的讨论、精彩的回答，都超出了我的预想，在整个教学过程中，不仅使学生掌握了知识，而且培养了他们分析问题和解决问题的能力，归纳总结能力以及辩证思维的能力，充分体现了以学生为主体的教学思想和从生活走向物理，从物理走向社会的教学理念，取得了很好的教学效果。另外本节课的实验装置改进也收到了显著效果，实验现象清晰可见，且短时间内就能观察到效果。多媒体课件的合理使用也大大提高了课堂效率。课堂教学是永远是一门有缺憾的艺术，再好的教学设计，在实施教学的过程中也难免出现这样那样的缺憾。1.驾驭课堂的能力还有待于提高，对于课堂生成的情况不能很好地应对。2.若器材充足，让学生分组进行实验效果会更好。3.课堂时间分配不是很合理，我担心教学内容没法按时完成，因此，有些体现学生主动性的动手、动口的活动还不够到位，放手还不够。4.语言不够精炼，有时学生答得对时仍重复学生的答案。总之，本节课在新课程教学理念的指导下，传统的接受式教学模式被生动活泼的探究式学习活动所取代。课堂活起来了，学生动起来了：敢想、敢问、敢说、敢做，充满着求知欲和表现欲。我将吸取本节课优点，在未来的教学中多向同行们请教，多学新课程理论，不断提高自己的理论素养，使以后的教学更加活泼、生动。《焦耳定律》课标分析课标要求：通过实验，探究并了解焦耳定律，用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象。例2电流通过电炉丝，电流做了功，将电能转化成了内能。课标解读：本条目涉及课程标准中一级主题“能量”中“电磁能”的内容。“能量”是课程标准中科学内容的三大主题之一。本条目课程内容涉及认知性目标和体验性目标两个维度。具体说明如下：“通过实验，探究并了解焦耳定律”包含了体验