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，知道測量電阻的原理。
【過程與方法】
通過進(jìn)行伏安法測量電阻的實(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)用伏安法測量電阻。
【情感態(tài)度與價(jià)值觀】
通過做伏安法測電阻的實(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)變阻器來改變待測電阻兩端的電壓。
【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)過程
環(huán)節(jié)一：新課導(dǎo)入
問題引入：如何測定一個(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，通過測量通過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)際測量中要改變待測電阻兩端的電壓，多次測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。
（二）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
首先，根據(jù)電路圖連接電路。在連接電路過程中要指導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程注意哪些問題，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“試觸”進(jìn)行測量工具量程的選擇，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，確保電路連接沒有問題。
其次，閉合開關(guān)，通過移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片來改變待測電阻兩端的電壓，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，也不能超過測量工具的量程，并且指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)表格將所測量的數(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┓治鰧�(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、長度和橫截面積決定，與電壓和電流無關(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電阻的電流隨之改變，說明串聯(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)
利用如下電路測量未知電阻的阻值，測量結(jié)果如下圖，試讀出讀數(shù)并計(jì)算被測電阻的阻值。
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，用同樣的方法測定小燈泡的電阻。多測幾組數(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)課首先通過做簡單的演示實(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，最后簡單應(yīng)用等溫變化規(guī)律解決實(shí)際問題。
5、教學(xué)過程
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)于氣體來說，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：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，說明什么呢？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，說明什么呢？要求學(xué)生體驗(yàn)并說出自己的感覺和結(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)減小）
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)問題：
問題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)。
（或者有其他的實(shí)驗(yàn)方案）
問題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)可以測量壓強(qiáng)，注射器上面的讀數(shù)可以得到體積。
問題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：能不能說得更具體一點(diǎn)呢？
學(xué)生：就是先把V和P乘起來，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)方法再復(fù)述一次，然后師生互助完成實(shí)驗(yàn)。
2、實(shí)驗(yàn)過程：
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簡單計(jì)算 找壓強(qiáng)和體積之間的關(guān)系
�、趯W(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：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）
問題4：若P—V圖象為雙曲線的一支，則能說明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）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）過原點(diǎn)的直線，表明壓強(qiáng)與體積成反比。
�。ㄈ⿲�(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的這條直線，還不是很準(zhǔn)確，大家可以分析在實(shí)驗(yàn)過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)，英國科學(xué)家玻意耳和法國科學(xué)家馬略特分別通過更嚴(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：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量，測量數(shù)據(jù)記錄在同一表格中，通過簡單的計(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：
問題一：氣球漲大視頻。學(xué)生分析。
問題二：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)，從而得出簡潔的物理學(xué)規(guī)律的過程，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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