(教学设计)第12章 素养提升课4 闭合电路欧姆定律的应用2023-2024学年新教材高中物理必修第三册(人教版2019)

(教学设计)第12章素养提升课4闭合电路欧姆定律的应用2023-2024学年新教材高中物理必修第三册(人教版2019)课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容本节课的教学内容来自于2023-2024学年新教材高中物理必修第三册（人教版2019）第12章，素养提升课4，闭合电路欧姆定律的应用。本节课主要讲解闭合电路欧姆定律在实际问题中的应用，包括电流表和电压表的使用方法，以及如何通过闭合电路欧姆定律计算电路中的电流、电压和电阻。同时，本节课还将引导学生运用所学知识解决实际问题，培养学生的实践能力和科学素养。二、核心素养目标本节课的核心素养目标在于培养学生的物理学科核心素养，主要包括科学思维、科学探究和科学态度。通过学习闭合电路欧姆定律的应用，学生将能够运用科学思维分析电路问题，运用科学探究方法解决问题，并培养严谨的科学态度。同时，通过小组合作和讨论，学生将能够提高团队合作能力，提升科学素养。三、学情分析考虑到所教的学生处于高中阶段，他们对物理学科已有一定的基础知识和基本技能。在知识方面，学生已经学习过了欧姆定律的相关知识，对电路的基本概念和元件有一定的了解。在能力方面，学生具备一定的逻辑思维能力和问题解决能力，能够进行简单的数学计算和科学推理。在素质方面，学生具备一定的自主学习能力和团队合作精神。

然而，学生在学习过程中可能存在一些问题。部分学生可能对电路的复杂问题感到困惑，难以将理论知识与实际问题相结合。此外，部分学生可能在数学计算和科学推理方面存在困难，需要老师在课堂上给予更多的指导和帮助。

针对学生的学情，老师在教学过程中应注重引导学生将理论知识与实际问题相结合，通过举例和实际操作让学生更好地理解闭合电路欧姆定律的应用。同时，老师应根据学生的实际情况给予适当的数学计算和科学推理的指导，帮助学生克服学习中的困难。此外，老师还应鼓励学生积极参与课堂讨论和小组合作，提高他们的自主学习能力和团队合作精神。四、教学资源准备1.教材：确保每位学生都有本节课所需的教材，即2023-2024学年新教材高中物理必修第三册（人教版2019）。

2.辅助材料：准备与教学内容相关的图片、图表、视频等多媒体资源，以帮助学生更好地理解闭合电路欧姆定律的应用。

3.实验器材：准备实验所需的器材，确保实验器材的完整性和安全性，以便学生进行实际操作和观察。

4.教室布置：根据教学需要，布置教室环境，如分组讨论区、实验操作台等，以创造有利于学习和探索的氛围。五、教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对闭合电路欧姆定律应用的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道闭合电路欧姆定律是什么吗？它与我们的生活有什么关系？”

展示一些关于电路和电流的图片或视频片段，让学生初步感受闭合电路欧姆定律的魅力或特点。

简短介绍闭合电路欧姆定律的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

2.闭合电路欧姆定律基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解闭合电路欧姆定律的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解闭合电路欧姆定律的定义，包括其主要组成元素或结构。

详细介绍闭合电路欧姆定律的组成部分或功能，使用图表或示意图帮助学生理解。

3.闭合电路欧姆定律案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解闭合电路欧姆定律的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的闭合电路欧姆定律案例进行分析。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解闭合电路欧姆定律的多样性或复杂性。

引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用闭合电路欧姆定律解决实际问题。

小组讨论：让学生分组讨论闭合电路欧姆定律的未来发展或改进方向，并提出创新性的想法或建议。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与闭合电路欧姆定律相关的主题进行深入讨论。

小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对闭合电路欧姆定律的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调闭合电路欧姆定律的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括闭合电路欧姆定律的基本概念、组成部分、案例分析等。

强调闭合电路欧姆定律在现实生活或学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用闭合电路欧姆定律。

布置课后作业：让学生撰写一篇关于闭合电路欧姆定律应用的短文或报告，以巩固学习效果。六、教学资源拓展1.拓展资源

-参考书籍：推荐学生阅读《电路分析基础》、《现代电路理论》等书籍，以加深对电路和闭合电路欧姆定律的理解。

-学术文章：建议学生阅读有关闭合电路欧姆定律在工程应用中的学术论文，例如《电子工程师》或《电路与系统学报》等。

-在线课程：推荐学生参加一些在线学习平台上的电路分析课程，例如Coursera、edX等，以获得更全面的知识和技能。

-教育视频：建议学生观看有关电路和闭合电路欧姆定律的教学视频，如KhanAcademy、YouTube上的物理教学频道等。

2.拓展建议

-实际电路制作：鼓励学生尝试自己设计并制作简单的电路，例如灯泡串联或并联电路，以加深对闭合电路欧姆定律的理解。

-数学计算练习：建议学生进行一些与闭合电路欧姆定律相关的数学计算练习，以提高计算能力和解决问题的能力。

-科学实验：建议学生参与学校的物理实验课程，通过实验观察和测量电路中的电流、电压和电阻，以加深对闭合电路欧姆定律的理解。

-团队合作项目：鼓励学生参与小组合作项目，例如设计一个小型的电路系统，解决实际问题，以培养团队合作能力和实践能力。七、课后作业为了巩固本节课所学的闭合电路欧姆定律的应用，布置以下五个课后作业题型，每个题型都需要学生独立完成，并写明解题思路和答案。

题型1：计算题

已知一个闭合电路中，电源电动势为12V，内阻为2Ω，求在某一时刻电路中的电流。

解答：根据闭合电路欧姆定律，电流I等于电动势E除以总电阻R+r，其中R为电路中的外部电阻，r为电源的内阻。

I=E/(R+r)

I=12V/(R+2Ω)

根据题目中给出的信息，我们可以得到电流的值。

题型2：设计题

请设计一个电路，使用电流表和电压表测量闭合电路中的电流和电压。说明电路连接方式以及如何读取电流和电压值。

解答：学生需要设计一个电路，可以选择使用电压分压电路和电流串联电路。

电路连接方式：将电源、电阻、电流表和电压表按照正确的顺序连接起来。

电流表读取方式：将电流表串联在电路中，读取电流表的示数即可得到电路中的电流。

电压表读取方式：将电压表并联在电阻两端，读取电压表的示数即可得到电阻两端的电压。

题型3：分析题

给定一个闭合电路，电源电动势为10V，内阻为4Ω，电路中的电阻R1为6Ω，电阻R2为8Ω，求在某一时刻电路中的电流和电压。

解答：根据闭合电路欧姆定律，计算总电阻R=R1+R2。

R=6Ω+8Ω

R=14Ω

然后根据闭合电路欧姆定律，计算电流I。

I=E/(R+r)

I=10V/(14Ω+4Ω)

I=10V/18Ω

I≈0.56A

接着，计算电阻R1两端的电压V1。

V1=I*R1

V1=0.56A*6Ω

V1≈3.36V

最后，计算电阻R2两端的电压V2。

V2=I*R2

V2=0.56A*8Ω

V2≈4.48V

题型4：应用题

假设你正在为一个电动自行车设计充电器，充电器的电源电动势为24V，内阻为1Ω，请计算充电器在充电过程中对电动自行车电池的充电电流。

解答：根据闭合电路欧姆定律，计算充电器对电动自行车电池的充电电流。

I=E/(R+r)

I=24V/(1Ω+r)

由于题目中没有给出电动自行车电池的内阻r，我们需要假设一个合理的值。

假设电动自行车电池的内阻为2Ω，那么充电电流为：

I=24V/(1Ω+2Ω)

I=24V/3Ω

I=8A

题型5：综合题

请设计一个电路，使用滑动变阻器调节电路中的电阻，观察电路中的电流和电压的变化，并解释观察到的现象。

解答：学生需要设计一个电路，包括电源、电阻、电流表、电压表和滑动变阻器。

电路连接方式：将电源、电阻、电流表和电压表按照正确的顺序连接起来，并将滑动变阻器串联在电路中。

实验步骤：调节滑动变阻器的阻值，观察电路中的电流和电压的变化。

解释现象：当滑动变阻器的阻值增加时，电路中的总电阻增加，根据闭合电路欧姆定律，电流I减小，而电源电动势E不变，所以电压V增大。反之，当滑动变阻器的阻值减小时，电路中的总电阻减小，电流I增大，电压V减小。八、反思改进措施（一）教学特色创新

1.引入实际案例：通过引入与闭合电路欧姆定律相关的实际案例，如电动自行车充电器的设计，使学生能够将理论知识与实际应用相结合，提高学生的实践能力和创新思维。

2.小组合作学习：通过组织学生进行小组合作学习，促进学生之间的互动交流，培养学生的团队合作精神和沟通能力。

3.利用多媒体教学资源：利用图片、图表、视频等多媒体教学资源，帮助学生更好地理解闭合电路欧姆定律的概念和原理，提高学生的学习兴趣和参与度。

（二）存在主要问题

1.学生对数学计算和科学推理的掌握程度不一：在教学过程中，发现部分学生对数学计算和科学推理的掌握程度不高，影响了他们对闭合电路欧姆定律的理解和应用。

2.课堂讨论和互动不足：在课堂讨论和互动方面，发现学生参与度不高，缺乏积极性和主动性，影响了学生的学习效果和课堂氛围。

3.实验操作环节不够充分：在实验操作环节，发现学生对实验器材的使用和实验操作步骤的理解不够深入，影响了实验教学的效果和学生的实践能力。

（三）改进措施

1.提供更多数学计算和科学推理的辅导：针对学生对数学计算和科学推理的掌握程度不一的问题，在课堂上提供更多辅导和练习机会，帮助学生掌握相关技能。

2.鼓励学生积极参与课堂讨论和互动：通过设置讨论话题、提问等方式，激发学生的学习兴趣和参与度，促进学生之间的互动交流。

3.加强实验操作环节的指导：在实验操作环节，加强对学生的指导，确保学生能够正确使用实验器材和理解实验操作步骤，提高学生的实践能力。作业布置与反馈1.作业布置：

（1）计算题：要求学生计算闭合电路中的电流、电压和电阻，巩固闭合电路欧姆定律的基本概念和公式。

（2）应用题：要求学生运用闭合电路欧姆定律解决实际问题，如设计电路、计算充电电流等，提高学生的实际应用能力。

（3）实验报告：要求学生完成闭合电路欧姆定律相关的实验，记录实验数据，分析实验结果，培养学生的实验操作能力和数据处理能力。

（4）思考题：要求学生思考闭合电路欧姆定律在生活中的应用，激发学生的创新思维和科学探究能力。

2.作业反馈：

（1）及时批改学生的作业，指出存在的问题，如计算错误、应用不当等，并提出改进建议。

（2）对学生的实验报告进行详细批改，指出实验操作中的不足之处，给出改进意见，促进学生的实验技能提升。

（3）鼓励学生相互交流和讨论，分享学习心得和经验，促进学生之间的互动和合作。

（4）定期组织学生进行作业讲评，讲解作业中的重点和难点，帮助学生巩固所学知识。

（5）针对学生的思考题答案，给予鼓励和指导，激发学生的创新思维和科学探究能力。内容逻辑关系①重点知识点：闭