11.1《電源和電流》教學設計一、設計思想學習是在相似的基礎上不斷建構新知識的過程，在教學中應充分挖掘與將學的新知識相似度高的原有知識與經驗，。由于電流看不到摸不著，電流的產生過程也比較抽象，類比作為科學研究重要方法，在本節課中被大量的應用。受通過研究可見的力的作用效果來研究抽象的力的啟發，本節一開始就引導學生通過研究電流引發的可見效應來研究微觀的電流，所以本節教學設計突出的特點就是注重科學方法的滲透。本章從電流開始延伸到電阻、電功、電功率、電熱、電動勢等概念及電路結構、電路規律，所以正確理解電流概念是進一步學習電路知識的基礎，本節的主要內容是電流的產生和描述。本案例從對“電火花”的研究出發，先探究瞬時電流產生的條件，再分析導體內持續電流是怎么產生的，然后分析恒定電流是怎么形成的，進而說明怎樣定量描述電流的強弱以及影響電流的微觀因素，內容安排從現象到本質，從定性到定量，層層遞進。本節的難點是恒定電流的產生及定義式中q的理解。本案例通過巧用類比，細化過程，從恒定電勢差到恒定電場最后從理論和實驗兩個角度說明恒定電流的特點。有效的突破了難點。另外，當導體內同時有正、負離子做定向移動時，怎么計算q也是學生容易困惑的地方。二、學習目標一、物理觀念1、理解電流和電源的概念；2、了解導體中的恒定電場和恒定電流；二、科學思維1、通過對比靜電平衡條件，引導學生思考電路中的電場特點和電荷運動情況，培養學生的邏輯推理能力；2、能從微觀視角和宏觀表現分析電流的形成,對統計方法有初步了解;能對他人觀點提出有依據的質疑。三、科學探究1、通過實例對比，通過類比的方法理解電源的作用，引導學生思考持續電流形成的原因，培養學生利用物理語言歸納總結規律的能力；2、通過實驗探究培養學生應用物理規律分析問題、解決問題的能力；四、科學態度與責任1、了解電源的作用，通過對常見電源的認識，體會電能的使用對人類生活和社會發展的影響。2、感受相似現象和規律，體悟物理世界的和諧美。三、課前準備課件，數字化實驗儀器，自制教具,電路板，水果（鹽水）電池材料、小電風扇、燈泡等四、重點難點重點：1．電流概念的建立和電流定義式。2．電流的微觀表達。難點：1．恒定電流的產生及定義式中q的理解2．電流的微觀表達。五、教學過程【教學活動過程設計】教學環節教學任務教師活動預測學生活動設計意圖引發學生的思考，學生對將要學習的環節1單元引入內容有大致的了利用魔術“隔解。空取電”和學創設從生活實際出發，使學生認識到電生初中階段形與人類生活密切相關，從而引出本成的認識“有情景單元的主題：電路及其應用。電源和閉合回路才有電流”引入的沖突,激發學生認真觀察，積學生學習本課新課極思考,激發起學的興趣,同時習本課的興趣。培養學生的觀新課引入察能力。通過魔術表演，激發學生學習興趣，利用“不接電源，卻有電流”的知識沖突，引出本節課題：電源和電流。[演示實驗1]播放閃電視頻后利用靜電起電機制造“人工閃電”從人類對學生觀察演示實驗人類對電的研“電火花”并思考，積極回答究歷程中對研究歷程問題。“電火花”的出發，通過通過問題鏈，引發對電流產生所問題1：金屬球分研究是關鍵一環節2演示實驗需條件的探索。別積累正、負電荷,步。和問題鏈，問題1：用靜電場知識說明電火花是電荷量較多后，就通過演示靜電流產引出對電怎么形成的？會使兩球之間產生引發學生思考。流產生條（繼續搖動起電機）強電場使空氣分子教師引導、交生條件件的探究。問題2：如果在兩球之間接導線，導電離。產生瞬間電流、討論，啟線中會不會有電流？流。迪學生思維，問題3：你們怎么知道有電流？能看問題2：會有電流發展學生科學到電流嗎？問題3：學生思考，方法的核心素問題4：初中都怎么研究電流的？看不見養，培養學生想個方法來判斷導線中有無電流產問題4：電流表和的懷疑精神。生？用電器最終引導學生得出研究看不見的形成研究電流的方電流，需要觀察看得見的效應的科法。學方法，激發學生親自實驗的熱情。體驗“制造”電流的快樂，通過學生[學生分組實驗1]引發電流產生分組實驗器材：導線、電池、電容器、小用條件的思考。“制造”瞬電器（風扇、音樂盒、電子表、燈泡）充分發揮學生時電流，利等的自主性，讓用靜電場利用電容器放電“制造”電流學生認真實驗，在學生直觀感受知識，通過問題鏈教師引導下思考并物理規律總結問題鏈引問題1：觀察到什么現象？積極回答問題。的一般方法。發思考討問題2：實驗現象說明了什么？以靜電場知識論，總結出問題3：用靜電場知識解釋電流為什為基礎，探尋電流產生么是瞬時的？（結合PPT）電流產生最基的條件。學生討論總結：電流產生的條件。本的原理，拓寬學生思維廣度。環節3持續電流產生的條件電源

學生觀察實驗，積極思考教師提出的利用帶電問題。通過學生解答金屬球“點通過討論交流，反饋，掌握學亮”日光燈問題1：情，利用問題的演示實[演示實驗2]學生容易想到獲得引出對看不見驗，引出持學生配合演示帶電金屬球點亮工作持續的電流需要有的電流的第二續電流產電壓是220伏日光燈管。持續的電勢差。種研究方法生條件的此實驗起到承上啟下的作用：既是問題2：類比。探究，得出對前面所總結電流產生條件的驗怎么能有持續的電課題另一證，又引出了對持續電流的探究。勢差對學生來說就關鍵詞電設疑：比較難了，因為這源。問題1：怎么才能獲得持續的電流？部分內容比較抽問題2：怎樣才能有持續的電勢差？象。[演示實驗3]利用水流類比看不見的電流。引導學生觀察并思考，在電學發展史學生思考怎么才能獲得持續的水得出持續水流產生上，人們對電通過類比流？得出持續電流產生的必要條件的條件。源的研究最初水流，總結電源。利用電流和水流的就是利用類比出持續電電源的作用：搬運電荷，維持導體相似性，通過知識的方法。而本流產生的兩端的電勢差。遷移，總結出持續節課內容比較必要條件，電流產生的必要條抽象，與生活了解電源件要有個類似水中的一些常見的作用。泵的裝置電源。現象進行類比，大大的降低了學生理解難度。分組實驗：前面是理論分學生進行實驗，體析，緊接設計學生體驗驗著簡單的幾件材學生體驗活利用水果料，就能“制造”動，不僅僅是電池和鹽出持續電流讓用電激發學生興水電池，[學生分組實驗2]器工作的神奇。趣，加深學生“制造”持器材：導線、水果、食用鹽、自來水、的理解，也為續電流。鎂片、銅片、小用電器（風扇、音后面電流的定樂盒、電子表、燈泡）等義埋下伏筆。利用原電池“制造”持續電流最后了解各組讓哪些用電器工作（為電流強弱的描述埋下伏筆）。設疑：除了電池，還知道哪些是電源？演示實驗時：學生演示活動認識常見[演示實驗4]請一位肺活量大的同一位同學到前面演的目的是活躍電源電學利用風扇轉動給平板充電。示，其他同學觀察課堂氣氛、拓池，利用風過渡：實驗。展學生的思扇給平板如果要持續穩定的充電，就需要有維，電源不僅充電見識持續穩定的電流，從而引出對持續限于電池，也不同的電穩定的電流即恒定電流的探究。不僅限于直流源。電源。持續穩定顧名思義就是一直有，且不隨時間變化。繼續類比，看看持學生觀察水流，思用水流類比，續穩定的水流有什么特點？考持續穩定的水流可以很自然的[演示實驗5]的特點。得到持續穩定設疑:回答：的電流產生的用水舀子轉移水，水流是否穩定？問題1：當容器兩條件、產生原觀察持續如果用抽水機呢？端接上水泵，我們因。知識的獲環節4穩定的水發現水槽水位很快取的過程是學流的特點，就不再變化，這時生自主探究的持續穩通過類比兩端的差恒定。過程，學生理得出持續問題2：不變。意味解起來也比較定的電穩定的電著每一個位置，有簡單。流的產生多少水“流出”的流即恒條件及特同時就有多少水點。在用抽水機轉移水形成持續水流的“流入”，水管里的定電流過程中，用水筆在水面上做標記。水處于動態平衡。設疑:問題3：水流穩定。的產生問題1：你觀察到水位有什么特點？問題2：水的分布有什么特點？機制問題3：水流是否穩定？受此啟發，要得到持續穩定的電流，要加穩壓電源，使導體兩端有恒定的電勢差。電荷分布也應該是穩定的，但也是處在你來我走的運動中。過渡：電荷為什么運動？受到電場力學生積極思考，回恒定電場的特導體中的電場是怎樣的？答問題。回憶靜電點和恒定電流場的知識，總結恒的形成過程是PPT展示：定電場的特點，了本節課的重難對比靜電場，得出導體中的電場是解恒定電場和靜電點。恒定電場各處電荷共同激發的，因電荷分布場的異同。有了前面水流的概念及不變，導體中激發的電場也不隨時的啟發，很容特點。間發生變化。易得出電荷分布的特點。進而得出恒定電場的概念和特點，為恒定電流的理解打下基礎。通過問題鏈過渡：學生積極思考，主問題1：動回答問題。利用數字傳感自由電荷在恒定電場中具體的會做問題1：器測電流隨時什么運動？。恒定電場對電荷施間變化的圖自由電荷問題2：電荷會一直加速嗎？加電場力，促使電像，非常直觀在恒定電提示：導線中的微觀粒子除了自由荷加速定向運動。的顯示了恒定場下的運電子就別無它物了嗎？還有正離子問題2：不會電流的特點。動分析，從等微觀粒子。問題3：很多。電子突出了不隨時實驗和理問題3：微觀粒子的數目多不多？它在前進過程中會與間變化，也就論兩個角們對潮水般涌過來的電子有什么影這些不動的粒子發是穩定的特度電場恒響？生碰撞，從而減速。點。從理論和定電流的電荷就會加速一碰撞一加速一實驗兩個角度概念及特碰撞，這樣電路里有大量電荷定向觀察電流隨時間變得出恒定電點。運動的平均速率是不變的。化的圖像流，培養學生雖然暫時不知道電荷的平均速嚴謹縝密的思率與電流有什么關系，先留著懸念。維習慣。研究物理問題的途徑：除了理論，還有實驗。用數字傳感器測了加穩壓電源的簡單電路的電流隨時間變化的圖像，得出恒定電流的概念。大小和方向都不隨時間變化的電流叫恒定電流。本單元主要研究恒定電流。環節5電流的定義環節6電流的微觀表達式

過渡：前面實驗時，鹽水電池能讓小燈泡學生回憶思考，積從分組體驗活亮起來，水果電池卻沒能讓燈泡亮極回答問題。從生動的實驗結果起來，這是為什么？加水果電池燈活實例中得到啟和生活實例出電流的定泡里有沒有電流？有電流為什么燈發，自主得出電流發，拉近物理義的得出沒亮？電流較弱（小）的定義。回憶初中概念與學生之和理解，通引出電流的定義，從車流量出發，所學電流的方向、間的距離。拓過對電解通過類比，讓學生自己給電流下定單位等，通過對電寬學生視野，液中的電義。解液中的電流計算啟迪學生思流計算加加深對電流的理維，發展學生深對定義解。的核心素養。的理解。實例分析除金屬里自由電子外，其他形式的電流，加深對電流概念的理解。過渡：電流的具體形式是很多的，只要有電荷的定向移動，就存在電學生猜想，根據經流。驗，大部分同學覺完整經歷建立設疑：既然自由電荷在定向移動，得電荷定向移動的微觀模型的過就有一個移動速率的問題。猜猜導速率是光速。程，培養學生建立微觀體中電子的定向運動速率更接近哪建模能力。模型，推導一個？根據動畫直觀的看動畫演示電荷電流的微蝸牛爬：人騎車；飛機飛；光速。到通過截面的電定向移動過觀表達式順勢引出對微觀表達式的探究。荷，學生自主推導程，輔助學生引導學生建立微觀模型，解決問題出電流的微觀表達推導，加深了式。印象。形成了流體模型建立的一般方法。利用PPT動畫，直觀顯示出模型，學生自主推導出電流的微觀表達式。對微觀表達式的理解學生理解了每個字1、回答了之前所留懸念，nqs確定，v母的含義，通過幾對電流微不變則電流I不變。個實例，學生積極觀表達式2、材料的導電性能和哪個量有關？思考回答，就理解的理解了微觀表達式的含義。燈管里產生的環節7觀察思考，形成物實際是交流理學研究的目的是電，但電流產魔術解解密魔術，尋找基本原理的觀生的基本原理利用電流念。一樣的，有持密和