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[!--downpath--]《焦耳定理》教學設計與反思 昭安一中 謝連華 焦耳定理的內(nèi)容是估算電壓流過導體時產(chǎn)生的熱量（Q=I2Rt）。 該公式由電功率表達式P=UI和歐姆定理I=兩個公式推導出來。 從公式到公式，中學生很容易把數(shù)學學成物理，脫離實際，無法在大腦中構(gòu)造。 這樣，就不可能接受化學知識，形成化學思維。 作者在擔任《焦耳定理》院長期間，通過生活推導、問題討論、實驗批判、理論分析、思維鞏固五個步驟進行教學，力求知識生動、課堂生動，達到了理想療效。 具體設計與思考為： 一、教學目標 （一）知識目標 1、了解電壓的熱效應。 2.了解焦耳定理的內(nèi)容、公式、單位及應用。 (2) 能力目標 了解常用的科學研究方法 等效替代法和控制變量法在本節(jié)實驗中的應用。 (3)情感目標通過介紹光度計的生活，培養(yǎng)中學生熱愛科學和克服困難的信念。 了解電熱與電壓、電阻與時間的關系。 這樣做的好處是突出化學研究問題的方式。 在實驗過程中，學生可以更好地感受一些科研方法，防止理論從頭開始。 導致對純內(nèi)阻電路的理解和理解困難。 在實驗的基礎上推斷中學生更有說服力。 同時，啟發(fā)中學生從實驗和理論兩方面學習數(shù)學。 做好實驗是本課的關鍵。 三、教學方法 本節(jié)主題突出，即研究電熱問題。 可以從電壓通過導體形成的熱量入手，可以舉例說明，也可以通過實驗讓中學生親身體驗。 然后進入定性實驗。 光度耳定理的解釋要注意，中學生不是很容易理解電壓平方的反比。 可以用一些簡單的數(shù)據(jù)來幫助他們理解。 推理要注意條件的解釋。 定理內(nèi)容清楚后，依次解決課前課本上的習題。 4. 教學設計 1. 提問： (1) 燈泡發(fā)光一段時間后，用手觸摸燈泡有什么感覺？ 為什么？ (2)電風扇使用一段時間后，用手觸摸電機部分感覺如何？ 為什么？ 一個中學生回答：發(fā)熱是電壓的熱效應。 2.引入新課 (1)演示實驗： A.介紹如圖9-7所示的實驗裝置。 用煤油裝滿兩個相同的燒杯，每瓶放一個。 一根內(nèi)阻絲，A瓶的電阻絲內(nèi)阻比B瓶的大，如果串聯(lián)起來，電壓通過內(nèi)阻絲產(chǎn)生的熱量會降低煤油的溫度通電后體積膨脹，煤油在玻璃管內(nèi)上升。 電壓產(chǎn)生的熱量越多，煤油升得越高。 觀察玻璃管中煤油的上升，可以比較電壓產(chǎn)生的熱量。 B、三種情況：第一種實驗：兩個串聯(lián)電阻的電壓相等，加熱時間相同，A瓶的阻值比B瓶大，A瓶內(nèi)的煤油升得更高。 說明內(nèi)阻越大，電壓產(chǎn)生的熱量越多。 第二次實驗：在兩玻璃管內(nèi)的液柱回落到相同高度后，調(diào)節(jié)滑動變阻器，調(diào)高電壓，重做實驗，使通電時間與上一次相同. 兩個實驗比較了第一個瓶中煤油在第二次前后的上升高度。 數(shù)值越高，表示電壓越大，電壓產(chǎn)生的熱量越多。 第三個實驗：如果延長通電時間，瓶中的煤油升得更高，這說明通電時間越長，電壓產(chǎn)生的熱量越多。 (2)焦耳定理德國化學家焦耳做了很多實驗。 1840年，他首先準確地確定電壓通過導體所產(chǎn)生的熱量與電壓的平方成反比，與導體的電阻成反比，與通電時間成反比。 這個定律叫做焦耳定理。 焦耳定理可用下式表示：Q=I2Rt公式中電壓I的單位應為安培（A），內(nèi)阻R的單位應為歐姆（Ω），通電時間t的單位應為秒（s），所以熱量Q的單位是焦耳（J）。 例：60Ω的電阻絲接36V的電壓，5分鐘會產(chǎn)生多少熱量。 解：I=U/R= 36V/60Ω=0.6AQ=I2Rt=(0.6A)2×60Ω×300s=6480J 在一定條件下，根據(jù)電功率公式和歐姆定律公式推導出焦耳定律公式。 如果電壓通過導體，它的電能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但不會同時轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，即電壓所做的功全部用于形成熱能。 這樣，電壓形成的熱量Q等于電壓所做的功W，即Q=WW=UIt，根據(jù)歐姆定律U=IR推導出焦耳定理Q=I2Rt， (3)總結(jié) 在通電電壓和通電時間相同的情況下，內(nèi)阻越大，電壓產(chǎn)生的熱量越多。 在內(nèi)阻和通電時間相同的情況下，電壓越大，電壓產(chǎn)生的熱量就越多。 進一步研究表明，產(chǎn)生的熱量與電壓的平方成反比。 在通電電壓和內(nèi)阻相同的條件下，通電時間越長，電壓產(chǎn)生的熱量越多。 五、教學 反思“電與熱”課，結(jié)合化學實驗探索教學模式，首先從生活實踐中最常見的現(xiàn)象入手，進行指責，然后進行實驗研究，最后對提出的問題進行解釋理論上與實驗推論。 其中最主要的是科學探究的過程。
在整個教學過程中，除了讓中學生掌握知識，培養(yǎng)中學生的分析歸納、動手操作、辯證思維能力外，充分體現(xiàn)了中學生為主體的教學思想。以及從生活走向數(shù)學，從數(shù)學走向社會的理念。 教學理念取得了很好的教學效果。 反思《電與熱》這節(jié)課，課后談談教學過程中的一些好的想法和問題。 《焦耳定理》課程標準：認識焦耳定理，了解焦耳定理在生活和生產(chǎn)中的應用。 學習目標： 1、通過導體中電流的微觀模型，理解電功的概念，掌握電功和電功率的估算公式。 2、通過能量的轉(zhuǎn)換來區(qū)分純內(nèi)阻電路和非純內(nèi)阻電路，區(qū)分電功和電熱。 3、了解家用電器的額定功率和實際功率。 學習過程 一、電功、電功率 1、從“功是能量轉(zhuǎn)換的量度”，說明電壓做功。 2.了解電壓工作的本質(zhì)。 (1) 模型搭建長度為L、交叉負載面積為S、內(nèi)阻為R的導體，在導體兩端施加電流U，通過導體的電壓為I。畫出情況圖： (2)結(jié)合這個模型來描述電壓做功的本質(zhì)是什么？ (3) 借助所學知識，推導出時間t后電壓所做的功（請獨立完成以上問題，如有困難可參考課本P54）（組長安排朋友在本組to show) (4) 畫出推演后，與組內(nèi)其他同事交流 (5) 本題中，能量是如何轉(zhuǎn)化的？ 3、根據(jù)功與功率的關系，推導和理解電功率。
二、純內(nèi)阻電路與非純內(nèi)阻電路 1、說明下列家用電器在正常工作狀態(tài)下是如何進行能量轉(zhuǎn)換的？ ①白熾燈 ②電爐 ③日光燈 ④電吊扇 ⑤電機 ⑥電池充電 根據(jù)你對“純電路”和“無內(nèi)阻電路”的理解，說出以上電路屬于哪一類，并與其他同事交流印象。 2、在我們的生活和生產(chǎn)中，有很多家電。 請列出一些并解釋哪些電路。 在每個小組中找一個朋友在你們小組的展板上寫字。 查看哪個組的列表更多。 解析正確。 3、思考與探索 (1)電爐絲的內(nèi)阻為48.4Ω。 接220V電源時，通過爐絲的電壓是多少？ 10分鐘耗電量是多少？ 這些電能轉(zhuǎn)化成什么形式的能量？ 完成后，與您的朋友分享您的解決技巧。 (2) 對于大型電機，線圈定子的電阻值為1Ω。 當向電機施加10V電流時，通過電機的電壓為2A。 電機工作5分鐘，電壓做多少功？ 解決后把結(jié)果和做法分享給小伙伴，討論誰對誰錯。 （展示各種結(jié)果，批判啟發(fā)思維。啟發(fā)引導中學生分析能量的變換，畫出能量變換示意圖，理解各種表達式的含義，引出焦耳定理） 3.焦耳定理 1．閱讀教科書P55“焦耳定理”部分，了解焦耳定理和熱能。 2、思考與討論：在純內(nèi)阻電路中，如何估算電功率與電熱、電功率與熱功率？ 在非純內(nèi)阻電路中，如何估算電功和電熱、電功率和熱功率？ 3、合作交流：在主任的組織下，小組合作完成教材P56《思考與討論》，并將推理寫在展板上。
4、課內(nèi)培訓 在規(guī)定的時間內(nèi)，組內(nèi)同事完成課本《習題與習題》后，與考務主任交流，收集錯誤，幫助分析。 注：通過練習3了解“額定功率”和“實際功率”。 5、拓展探索 微型吸塵器直流電機的電阻是恒定的。 當加在其兩端的電流為0.3V時，電壓為0.3A，此時電機不轉(zhuǎn)動； 當加在它兩端的電流為2.0V時，電壓為0.8A，可以正常工作。 試分析電機正常工作時消耗的電功率和輸出的機械功率。 思路分析（1）當電機不轉(zhuǎn)時，描述的是什么情況？ (2) 電機轉(zhuǎn)動時，是什么情況？ 思考：有人說電機一定是非純內(nèi)阻電路，你同意嗎？ 純內(nèi)阻電路和不純內(nèi)阻電路最本質(zhì)的區(qū)別是什么？ 六、總結(jié)與反思 1、與中學學習的電功率、電功率、焦耳定理相比，你目前的認識有哪些提高？ 2. 如果您對本節(jié)內(nèi)容有任何疑問，請與您的朋友或老師交流。 3. 對本節(jié)內(nèi)容進行反思后，完成下表。 純內(nèi)阻電路與非純內(nèi)阻電路器件特性歐姆定理能量轉(zhuǎn)換器件實例焦耳定理教學反思“電與熱”課焦耳定律的實驗探究題，結(jié)合化學實驗探索教學模式，我先從最常見的現(xiàn)象入手在生活實踐中焦耳定律的實驗探究題，提出指控，然后進行實驗研究，最后用實驗演繹從理論上解釋所提出的問題，其中最主要的亮點是科學研究的過程。 在整個教學過程中，除了讓中學生掌握知識，培養(yǎng)中學生的分析歸納、動手操作、辯證思維能力外，充分體現(xiàn)了中學生為主體的教學思想。體和從生命到化學，從數(shù)學到社會的發(fā)展。 教學理念取得了很好的教學效果。
反思《電與熱》這節(jié)課，課后談談教學過程中的一些好的想法和問題。 1、實驗探究式教學模式充分體現(xiàn)了新課程的教學理念。 在教學方法上，這些探究模式打破了傳統(tǒng)、陳舊的教學方式，取而代之的是口、手、腦相結(jié)合、靈活多變、豐富多彩的教學方式，使中學生能夠充分發(fā)揮主動性、積極性。和創(chuàng)造力。 課堂上中學生創(chuàng)新的實驗設計、激烈的討論、精彩的解答超乎我的想象，真切感受到了中學生求知欲。 . 2、巧妙的實驗設計是化學課堂教學成敗的關鍵。 對于“電與熱”課，教材中設計了演示實驗，因為實驗裝置比較復雜，演示實驗不可能讓每個中學生都參與。 療效并不理想，于是我決定用講義在大屏幕上放映這個實驗，讓中學生自己模擬。 講義中的模擬過程逼真，中學生可以自己快速得出“電流的熱效應與導體電壓、電阻、通電時間的關系”的實驗推理。 這也說明了班主任用教材來教，而不是講教材的教學理念。 在這個過程中，我也發(fā)現(xiàn)中學生的想象力是非常豐富的。 3、多媒??體講義的應用，不僅直觀，而且提高了課堂教學效率。 在這堂課中，我使用生活視頻和Flash來再現(xiàn)生活原型，這將需要在短短的一節(jié)課中對環(huán)境和時間進行大量的知識和探索過程。 讓中學生有身臨其境的感覺，大大提升了中學生的認知范圍。
在這個過程中，除了傳授中學生知識，給中學生學習知識的途徑，中學生將受益終生。 因此，多媒體教案的應用不僅直觀，而且可以吸引中學生的注意力，活躍課堂氣氛，提高課堂教學效率。 課堂教學是一門缺點的藝術，再好的教學設計，在教學過程中也難免會出現(xiàn)這樣那樣的缺點。 在教學過程中，怕教學內(nèi)容不能按量完成。 因此，一些表現(xiàn)中學生主動性的動手和口頭活動是不夠的。 因此，在課堂教學過程中，我也要多關注中學生，充分讓中學生發(fā)表意見。 事實上，在新課程教學理念的指導下，傳統(tǒng)的接受式教學模式被生動活潑的探究式學習活動所取代。 課堂活躍，中學生活躍：敢想、敢問、敢說、敢做，充滿求知欲和表現(xiàn)力。 我會吸取這節(jié)課的優(yōu)點，在以后的教學中練好基本功，多多請教各位同仁，學習更多新的課程理論，讓以后的教學更加歡快活潑。