《测量小灯泡电功率》教学设计
五环节 | 探究过程及方法 | 小问题串 | ||
探究过程 | 科学方法 | |||
整 | 问题情境: 两个白炽灯泡的额定功率分别为15W、25W。 哪个灯亮?学生一般说25W。通过两个灯并联接在电路上,发现确实25W灯更亮。 然后,教师再将它们串联,发现反而15W的灯泡更亮。为何? 学生讨论未果,由此产生蔡加尼克效应,引入本节内容,必须先学会测量小灯泡电功率才能解决上述问题。 | 并列-比较 蔡加尼克效应——半途而废 吉宁定理 拉卡托斯问题转换 | T1 T2 T3 | |
分:小循环多反馈 | 分一:测量小灯泡 电功率 | 提出问题:如何测量小灯泡电功率? 学生:P=UI计算获得。 讲故事:华容道捉放曹,引出“怀旧效应”。 可见,我们可以借助于以前熟悉的事物帮助我们解决眼前的问题。 学生到熟悉:测量小灯泡电阻R=U/I。 类比-模仿-修正-对应: 各小组分工合作,将伏安法测量小灯泡电阻的方案(包括:器材、电路图、步骤、表格),修改为伏安法测量小灯泡电功率的方案(包括:器材、电路图、步骤、表格),直接在原来方案上用红笔修改。 学生分组解决(每组一张修改图)。 展示几组,并列-比较,缺点列举。 形成最优化方案。 特别注意讨论: (1)表格为3行,与测量小灯泡电阻内容顺序完全一致,依次为>2.5V、2.5V(额定)、<2.5V。 (2)亮度填写标准统一:2.5V(额定)对应亮度为“正常”,比这个亮为“亮”,比这个暗为“暗”。 让学生注意友情提示(连接电路注意事项等)。 学生分组实验,并将各组数据输入电脑(为了节省时间,每组现将一组数据上黑板输入。为了能够让数据具有普遍性,可以规定某几组先测定电压为某某的那次实验)。 展示几个小组数据表格,说明大家都掌握了测量方法。 并列比较几组图象,发现图象的相似性。 由此得出结论: 小灯泡的电功率随着电流和电压而变化,它由电流和电压共同决定(面积大小),这与公式P=UI互相印证。 反馈练习一:有关实验的题目。 小结:怀旧效应。 | 问题解决 移植 熟悉-相似类比-模仿-修正-对应法 怀旧效应 吉宁定理 酒与污水定律 雁行理论 并列-比较 缺点列举 墨菲定律 教学做合一 实验归纳 并列-比较 图象归纳 双重印证 反馈 淬火效应 | T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T11 T12 T13 T14 T15 T16 T17 T18 |
分二:研究小灯泡亮度 | 显然,我们还是没有完成有关亮度的问题,因此必须继续研究。 讲故事:鱼缸到水池的故事,引出“鱼缸发法则”。 可见,若将事物的禁锢去掉,事物可以天高任鸟飞,充分施展,如同孙悟空没有紧箍咒。同样,我们若是将原来捆绑的各小组输入的杂乱数据给它加上“翅膀”释放一下,也很有可能发现新的惊喜。 教师将学生各组数据加上“翅膀”——进行有序排列(如,按照电压大小),发现隐含的有序规律(电压、电流、电功率、亮度的正相关排列关系)。 得出结论:小灯泡电功率越大、灯泡越亮。由此可见,灯泡的亮度是由实际电功率决定。 与各小组3次数据表格的趋势进行比较,发现完全一致。由此互相印证了上述结论。 反馈练习二:运用上述结论判断选择。 小结:鱼缸法则。 | 问题转换 移植 数字转换 无序-有序法 信息归纳 双重印证法 反馈 淬火效应 | T19 T20 T21 T22 T23 T24 T25 | |
分三:实际解决问题 | 现在,我们就可以解决课前提出的“15W反而的灯泡亮”的问题了。 讲故事:北风到南风,引出“南风效应”。 可见,若是从一个角度解决问题不便,我们可以从另一个角度解决。或者,可以同时从两个角度解决问题,互相印证,更能说明问题。 上述问题,我们从实验角度解决不了,下面我们准备运用刚刚学过的结论从计算角度解决它。 首先,串联时15W反而的灯泡亮,说明这种情况下,15W灯泡的实际功率大于25W灯泡的实际功率,因此,只要我们计算一下二者的实际功率是否如此,就可以解决该问题了。 引导学生运用上述知识、欧姆定律和串并联电路知识,进行计算,分别算出实际电功率,发现15W灯泡的实际功率确实大于25W灯泡的实际功率。由此,解答了课前的未果问题。(注意,此处由于对于学生来讲计算难度大,而本节课又不是习题课教学,因此,可以利用欧费斯托原则、留白-配套效应等形成的路径依赖法,去引导学生完成演绎过程。) 小结:南风效应。 | 蔡加尼克效应——重续前缘 移植 缺点列举 吉宁定理 双重印证法 演绎推理 欧费斯托原则 留白效应 配套效应 路径依赖法 淬火效应 | T26 T27 T28 T29 T30 T31 | |
合 | 小结本节知识和方法。 知识:如何测量小灯泡功率——如何确定亮度——如何解决有关实际问题。 方法:怀旧效应(怀旧-迁移)——鱼缸法则(鱼缸-水池)——南风效应(北风-南风)。 | 沙塔洛夫 喻皓:横向-纵向 无序-有序 阶梯递进 | T32 T33 | |
补 | 上述实验中那两个15W和25W白炽灯泡的功率如何测量?让学生讨论。 | 缺点列举 南风效应 | T34 | |
测 | 进行目标检测(实验、选择、判断等)。 讨论和布置延伸到课后的运用本节知识的创造性问题,如: (1)灯泡使用时应该注意什么问题?越亮越好吗? (2)灯泡之外的各种用电器的额定功率、正常工作、超限运转等问题。 | 信息反馈 问题拓展 | T35 T36 | |
注意:
1.三个心理学效应的故事及方法,放在每一个小循环开头、结尾,以及“合”中,以充分体现显性运用心理学效应以及培养学生核心需要的目标。
2.物理核心素养:
(1)物理观念:上述整个过程为阶梯递进过程:从技能(会测量小灯泡电功率)——规律(小灯泡的亮度由谁决定)——解决实际问题(解释灯泡反常亮暗问题),由此完成该部分物理观念的形成。
(2)科学思维:相似、类比、模仿、移植、缺点列举、修正、并列、比较、无序-有序、双重印证、欧费斯托选择、留白-配套、路径依赖法等等。
(3)科学探究:问题-类比-建模-实验-推理-结论-推理-结论。
(4)科学态度与责任:物理进化、小组合作、蔡加尼克驱动、实事求是等等。
《测小灯泡电功率》学情分析
本探究活动中小灯泡电功率的测量,是学习者在已经初步掌握串联电路、电路中电流、电压特点,初步运用电流表、电压表测量工具实际探究电路中电流与电压、电阻关系的基础上,进行电功率测量的一项提高性学习。本探究活动是通过伏安法测量小灯泡不同电压下的电功率,加深学习者对实际功率与额定功率的理解,而且可以通过实验进一步巩固、强化对电流表、电压表以及滑动变阻器的使用与操作方法。教师应指导学习者在探究活动前,能够对不同电压下小灯泡的实际功率进行一个初步假设,预设在不同电压下,小灯泡的实际功率与额定功率大小关系,小灯泡的电功率是否会发生变化。
《测小灯泡电功率》效果分析
从上课效果来看,有些小组仪器使用不太熟练耽误了时间,而有的小组在做实验时没有严格按照规定去做,损坏了小灯泡,一致没有得出实验数据,很多学生的实验失误出现在对电表的使用上,包括电表的连接、量程的选择、数值的读数等。
在教学实践和反思中,只有不断地更新教师的教学理念,不断地反思自己的教学行为,改进自己的教学方法,完善我们的教学策略,才能切实有效的提高物理教学的质量,使学生“乐学、会学”,在不断地探究活动过程中,培养学生的科学素质。
教材分析:
安排这个实验,是为了巩固电功率的概念,加深学生对额定功率、实际功率的理解。同时,也是为了进一步提高学生使用电流表、电压表和滑动变阻器的能力。教材通过“想想议议”提出问题,引导学生去思考。再根据上一节所讲的测定功率的方法以及上一章测定小灯泡的电阻的方法,分析要测定小灯泡的电功率,需要测出那些物理量?需要那些器材?学生很容易想出应测定电压、电流,进一步得出应该用电压表、电流表进行测量。教材还安排了在额定电压、1.2倍的额定电压、低于额定电压的三种情况下,来测定小灯泡的功率。其目的是让同学们通过自己动手操作、亲眼观察,从灯泡的明暗程度的变化,体会用电器的实际功率与额定功率不一定相等,实际功率的大小取决于加在用电器两端的实际电压。在老师的指导下,通过学生设计实验、进行实验、分析数据、得出结论,几个步骤,进一步熟悉电压表、电流表及滑动变阻器的使用培养学生的实验能力。
测量小灯泡的电功率教学目标:
1.知识与技能
会用电流表和电压表测量小灯泡的电功率。理解额定功率与实际功率。
2.过程和方法
通过探究,体验小灯泡的电功率随它两端电压的改变而改变,并发现其变化的规律。
3.情感、态度与价值观
认识用电器正常工作和不正常工作对用电器的影响,培养学生科学使用用电器的意识和合作学习的意识和态度。
教学重点:
会测定小灯泡的功率。对实际功率和额定功率的理解。
教学难点:
电流表、电压表及滑动变阻器的正确使用。
学生自己设计实验电路和实验步骤。
1.小雨要测一个额定电压是2.5V的小灯泡的额定功率,请帮她完成下列问题:
①把电路图、实物图填补完整
②连接实物电路过程中,滑动变阻器滑片移到_________处,这是为了________________,滑动变阻器的作用是__________________。
③检查无误,接通电路,移动滑片,使电压表示数为2V,2.5V,3V,完成下表:
实验次数 | 电压/v | 电流/A | 电功率/W | 与实际功率关系 |
1 | 2 | 0.26 | 0.52 | 小于实际功率 |
2 | 2.5 | 0.3 | ____实际功率 | |
3 | 3 | 0.32 | 0.96 | ____实际功率 |
实验次数 | 电压/v | 电流/A | 电功率/W | 发光情况 |
1 | 2 | 0.26 | 0.52 | |
2 | 2.5 | 0.3 | 正常发光 | |
3 | 3 | 0.32 | 0.96 | |
I/A
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