【课堂实录】山东省初中物理新课程课堂教学成果展示活动:《电流和电路》

第一环节:创设情境,提出问题

师:上课!同学们好!

生:老师好!

师:请坐!

师:很高兴今天能够和我们开元中学的同学们一起来交流与学习,希望通过本节课的学习,大家能够掌握一些既有趣又有用的物理知识。

活动1:情境体验(3分钟)

师:同学们,这几天最激动人心的莫过于我国神舟十二号载人飞船发射升空。6月17日9时22分,航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波乘坐的神舟十二号载人飞船发射升空。按计划,他们将前往空间站天和核心舱驻留三个月。这里有一个大家非常关注的问题就是飞船如何解决用电的问题。下面先请同学们一起来回顾以下那震撼人心的时刻。

微课:神舟十二号飞船太阳能帆板展开

师:大家刚才已经看到了“神舟十二号飞船太阳能帆板展开”的过程。据介绍,神舟十二号的电力系统主要是由太阳电池翼和储能电池构成,太阳电池翼能将太阳能转化为电能供飞船使用。载人飞船的耗电量其实并不大,可能和你家空调的用电量差不多。进入空间站之前,宇航员们主要待在飞船中。一般来说,载人飞船可以采用太阳能发电、核能发电、燃料电池和蓄电池等方式供电。

师:昨天晚上老师在入住的宾馆里拍到一张美丽的夜景。同学们能否在这灯火阑珊之中,找到我们的开元中学呢?

师:同学们,我们的生活已经离不开电,电给我们的生产、生活带来极大的便利。可如果使用不当也会给我们带来危害,如今电动自行车已经走进了千家万户,给我们大家的出行带来极大的方便,但同时由于充电过程中使用不当又会带来极大的危险。下面先请同学们观看一张图片——“电动车充电短路”。

师:刚才大家观看了这张图片有何感受?

生:太可怕了!(一片惊愕......)

师:这是由于电动车在充电过程中发生了短路现象引起的火灾。那么什么是短路现象?如何避免短路现象的发生?今天我们就一起来学习“第十五章第二节——电流和电路”。

师:本节课我们将围绕“电流和电路”这两个核心概念,通过实验操作,一起来探讨——电流是怎样形成的?电路由哪几部分构成?怎样画电路图?什么样的电路为通路、断路、短路?

(设计意图:活动1开课伊始展示“神舟十二号飞船太阳能帆板展开”激发学生爱国主义情怀,同时又通过“电动车充电短路好可怕”这一生活情境,让学生亲身体验“短路”导致的危害,教师在简单引导之后,激发学生探究短路现象的求知欲,这样的设计符合“从生活走向物理”的新课程理念,也符合学生的认知规律。)

第二环节:实验探究,解决问题

电流

活动2:电路的连接(5分钟)

师:上节课我们一起学习了“静电现象”,并且观察到“电荷在金属棒中的定向移动”形成了短暂的电流。

微课:电荷在金属导体中的定向移动

师:大家请看,小灯泡接上电池后亮了,这是因为电池提供的持续电流流过了小灯泡。

师:刚才这是老师已经连接好的最简单的电路展示,大家想不想亲自动手连接几个简单电路。

生:想

师:好,下面请同学们根据“自主学习单活动2”的具体操作要求,尝试连接电路——小灯泡亮、电动机转、蜂鸣器发声。

生:根据操作的具体要求,分组进行实验操作。

师:参与学生分组实验,及时解决学生动手操作出现的问题。

师:刚才大家都已经初步尝试连接了电路,下面请一部分同学到前面来展示一下你们的连接过程,其他同学在观看的同时思考一下与你的操作过程有何不同?

生:全班展示自己操作的过程。

师:刚才我们看到这几位同学都展示了自己的操作过程,虽然可以让“小灯泡亮、电动机转、蜂鸣器发声”,但是从电路连接规范操作的要求来看,还需要对大家的操作做出改进。随着这节课我们学习的深入逐渐给大家提出规范操作的具体要求。

师:下面请同学们总结一下“小灯泡亮、电动机转、蜂鸣器发声”的条件是什么?(或者说如何让小灯泡亮、电动机转、蜂鸣器发声)

生:有电池,用导线将它们与电池连接成闭合的回路。

(设计意图:活动2“电路的连接”是学生初步尝试电学实验操作的过程,这一环节教师并没有直接告诉学生“如何正确连接电路”,而是让学生根据自己的生活经验进行连接。这样的设计是学生“试错”的展示,让学生在没有学习的前提下,充分暴露自己的操作问题,也为接下来学习“电路的构成”“电路图”做好铺垫,由于符合学生的认知规律,也是课堂“真学习”的具体体现。)

活动3:电流的形成和方向(3分钟)

师:刚才大家已经动手实验对电路进行了连接,已经初步感受到——电路中的用电器工作时,必定有电流经过。

师:为进一步理解电流,下面请同学们结合“自主学习单 活动3”提出的两个问题——(1)电流形成的原因;(2)电流的方向,阅读课本尝试自己解决。

生:根据要求,阅读课本,写出答案。

师:下面请同学们结合刚才这两个问题,说说你在阅读之后的答案。

       微课:电流的形成

微课:金属导体中自由电子的定向移动

师:刚才我们从“电流的形成、电流的方向”两个角度进一步认识了“电流”,从中我们可以读到一个关键词——“方向”。其实前面我们大家在进行“电路的连接”初步尝试的时候,可以采用如下的连接方法——从电池的正极出发,将电路元件用导线顺次连接,最后回到电池的负极(沿着电流的方向)。或者:从电池的负极出发,将电路元件用导线顺次连接,最后回到电池的正负极(沿着自由单子定向移动的方向)。值得注意的是,在连接过程中,开关一定要处于断开状态。电路连好之后,要采用“试触”的方法检验连接是否正确。

(设计意图:活动3“电流的形成和方向”让学生阅读课本自己解决问题,旨在提升学社阅读课本获取信息的能力,让学生从微观的角度理解电流形成的原因,以及电流的方向,在学习“电流的形成和方向”之后,教给学生按照“电流的方向”连接电路的方法,尤其是对于“在连接过程中,开关一定要处于断开状态,试触的方法”等基本操作,也为后面学习“串联和并联”以及更为复杂的电路连接打好基础。)

活动4:认识发光二极管(2分钟)

师:刚才大家从微观的角度对电流的“方向性”有了更深入的理解。其实在实际电路中可以用发光二极管来判断电流的方向,下面请同学们结合“自主学习单 活动4”的提示,阅读课本并动手操作,思考总结发光二极管的特点。

视频:利用发光二极管判断电流的方向

(设计意图:活动4设计的观察体验——“发光二极管”,让学生对发光二极管具有“单向导电性”的特点初步了解,对电流具有方向性有了进一步认识,同时也为后面学习“串联和并联”的电路特点提供了感性素材。)

电路的构成

活动5:电路的构成(3分钟)

师:刚才大家已经动手进行“电路的连接”,初步了解“电流的形成和方向”,下面我们继续对电路进一步深入学习。

师:请同学们结合“自主学习单 活动5”提出的两个问题,阅读课本,并观察“小灯泡亮、电动机转、蜂鸣器发声”的电路,解决以下两个问题——(1)电路的构成和作用;(2)电路中有电流的条件。

生:阅读课本,解决问题。

师:电路中每一部分都有其各自的作用,缺一不可。刚才我们是通过“小灯泡亮、电动机转、蜂鸣器发声”的电路来认识“电路的构成”,下面我们一起来看看实际电路中,每一部分的具体“形象”。

(设计意图:活动5设计的总结提升——“电路的构成”,这是本节课相对综合的内容,需要学生根据前面的体验学习进行自我梳理总结,教师对每一部分的实物展示为了拓展学生的知识面,这部分的学习也是为接下来“电路图”的学习做好感性认识。)

活动6:认识电路图(3分钟)

师:为了更好地认识电路,我们需要引入“电路图”的学习——将电路元件用规定的符号画出来的图,叫做电路图。下面我们就来学习如何规范绘画电路图。

师:首先,请同学们结合“自主学习单 活动6”,学习将常见的电路元件符号画出来。

生:......

(设计意图:活动6设计的“认识电路图”并绘画电路元件符号,是“电路的连接”之后的第二个难点,也是电学学习的基本功。这一环节通过让学生阅读课本学习绘画电路元件符号,既是锻炼学生识图绘画能力,也为接下来的绘画基本“电路图”做好准备。)

活动7:绘画电路图(5分钟)

师:刚才我们学习了电路元件符号的绘画方法,下面我们就来尝试绘画基本电路。请同学们结合“自主学习单 活动7”中画电路图的基本要求,画出你所连接的“小灯泡亮、电动机转”的电路图。

生:绘画电路图。

师:请同学们交流展示,互相找找自己绘画的电路图有哪些需要改进的地方,及时作出修改。

生:.......

(设计意图:活动7设计的“绘画电路图”,让学生通过将电路元件符号进行虚拟“连接”,及时巩固对“电路的构成”的进一步理解,也是自学“电路图”效果的检验,对于学生绘画电路图中不规范的地方及时进行修改,为后面更为复杂的电学学习打下一个坚实的基础。)

通路 断路 短路

活动8:认识通路、断路和短路(5分钟)

师:前面通过“电路的连接”,我们可以看到——当有电流分别通过小灯泡、电动机、蜂鸣器,小灯泡亮了、电动机转了、蜂鸣器发声了。我们把这些正常接通的电路叫做通路。

师:当将上面电路中的开关断开,电路中没有电流,小灯泡不亮了、电动机停止转动、蜂鸣器不再发声。我们把断开的电路叫做断路。

师:大家再考虑一下,断路仅仅是指“开关断开”这一种情况吗?

生:电路中某处断开,电路中就没有电流。断开,无电流的电路叫做断路。

师:通路、断路是电路中最常见的两种状态。大家还记得开始进行电路连接的时候,老师告诉大家“连接电路是不允许把电池的两端直接连接在一起?”你知道这是什么原因吗?

师:导线不经过用电器直接把电源两极连接在一起,这种现象叫做短路。下面老师给大家展示一个“电池短路烧毁细钢丝”的实验。

微课:电池短路点燃钢丝棉

生:哇!(一片惊叹)

师:刚才大家已经看到了短路时电路中的电流非常大,会烧毁电源或导线,甚至造成火灾。因此,我们在实验和生产、生活中,一定要避免短路现象的发生。

(设计意图:活动8设计的实验探究——“通路、断路和短路”,首先让学生什么是“通路、断路”,又通过教师的演示实验——“电池短路烧毁细钢丝”的短路实验现象,让学生充分认识电路的三种状态。尤其是“短路”现象的现场展示,更是具有震撼力,如果实验条件允许,在保证安全的前提下,可以让学生进行分组实验,这样学生对“短路”时电流非常大会有更深刻的切身体验。)

第三环节:应用实践,拓展问题

活动9:短路现象及其危害(5分钟)

师:刚才大家已经感受到“短路”现象的危害性了,下面再请同学们观看一段“电动车短路引发的火灾”的微视频。

      微课:电动车充电出现短路

师:大家看了这段微视频,不知道你有何感受?

生:不能将电动车在家里(客厅)充电。

生:一定要注意用电安全,不能出现短路现象的发生。

生:......

师:大家的认识都比较深刻。那么电动车短路到底如何发生的?下面请同学们看一段微视频——“电动车如何防止短路”。观看的同时,思考并说说你的感受。

生:电路连接很重要,千万不能将导线不规范连接。

       微课:电动车如何避免短路

师:刚才我们看到如果用导线直接将电源两极连接在一起形成的短路属于电源短路。如果电路是接通的,但用电器被导线直接相通,大家猜想会出现什么现象?

生:被短接的小灯泡不亮了。

生:……

师:大家可以看到被短接的小灯泡熄灭了(另一个小灯泡更亮了),是由于电流流经外接的导线而绕过了这个小灯泡。

师:刚才我们通过实验探究,了解了两种类型的短路现象——电源短路和用电器短路。不过为何会出现短路现象呢?想必大家心中一定有疑问,当然我们这节课所学的知识不足以解释短路现象,我想把这个问题留给大家继续研究,随着电学学习的深入,希望你能找到问题的答案。

(设计意图:活动9设计的应用实践,首先让学生进行“短路现象”实验探究,同时将短路现象的解释留给学生继续研究解决。这一环节与开课“从生活走进物理”的理念相照应,又“从物理走向生活”,尤其是在此处对学生进行了“用电安全”教育,让学生深刻体会到“安全无小事”的重大意义。)

第四环节:梳理反思,深化问题

活动10:梳理反思(5分钟)

师:这节课我们一起学习了有关“电流和电路”的有关知识,下面请同学们结合自主学习单,将本节课运用“康奈尔笔记(5R笔记):对所学的“电流和电路”进行知识梳理,并对你的实验操作进行反思、你对短路危害现象的认识。”

师:刚才给大家介绍的是运用“康奈尔笔记(5R笔记)”对学习内容进行梳理反思的方法,当然这不是唯一的整理笔记的方法。老师下面给大家展示的另一种整理方法——概念图。

(设计意图:活动10设计的梳理反思,引导学生借助康奈尔笔记、概念图对本节内容进行整理,形成知识网络。)

活动11:检测反馈(3分钟)

师:本节课即将结束了,下面我们来看看大家对本节课学得怎么样?

(设计意图:活动11设计的反馈练习,是对本节课学生的学习情况进行及时反馈。)

活动12:拓展延伸(3分钟)

师:通过刚才的评价反馈,同学们的表现太棒了,完全掌握了本节课学习的内容,达到了要求。

师:下面再请同学们按照思考题,进行猜想并尝试动手操作验证你的想法是否正确。

(设计意图:活动12设计的拓展延伸是课堂的延续,尤其是具有思维度的创新实验,可以很好培养学生的关键能力和必备品格。在学生已经学会基本电路连接之后,对“串联和并联”进行预习性实验推展,符合学生思维培养的规律。尤其是当学生对自己的猜想与实验现象出现冲突时,自然就会激发学生继续探究解决疑惑的求知欲,也非常是电学学习“环环相扣”的特点。)

                结束语

师:今天很高兴和大家一起度过了这美妙欢快的45分钟,希望大家每天都能带着一份愉悦的心情去感受科学世界的美丽。

师:最后老师送给大家一句话,以求共勉。玩实验,学物理。祝同学们玩得开心,学得愉快!

师:好,再次谢谢大家,下课!

师:同学们再见!

生:老师再见!

在这里,聆听一线草根教师的教育心声!

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