《焦耳定理》教學設計與說課
哈爾濱市第一中學班主任
教學設計/于群課后說課/張晶
教學設計
一、教學目標
（一）知識與技能
1．能通過實驗，體會電壓的熱效應。
2．能在演示實驗的基礎上得出電熱的大小與電壓、電阻和通電時間有關，曉得焦耳定理。
3．認識生活中電熱借助與預防。
（二）過程與技巧
體驗動手操作及科學探究過程，了解控制變量的數學技巧，提升實驗探究能力和思維能力。
（三）情感心態和價值觀
會解釋生活中一些電熱現象，通過學習電熱的借助與避免，學會辨證地看待問題。
二、教學重、難點
重點：通過實驗研究電熱與電壓、電阻和通電時間的關系，并確定研究方式及實驗操作中各個環節應注意的問題。
難點：測光耳定理的理解及焦耳定理在實際生活中的應用。
三、教學過程
（一）課前預習
班主任活動：制做課前預習教案及實驗演示圖片。
1.哪些是電壓的熱效應？
2.熱量的符號是哪些？單位是哪些？
3.哪些是焦耳定理？表達式是哪些？
4.朋友們，你能列出出生活中電流通過導體后發熱的事例么？
中學生活動：中學生自主看書填寫預習教案，了解焦耳定理；并通過實驗演示圖片了解實驗器材及操作過程。
（設計意圖：為本節課作知識上的鋪墊。）
（二）預習檢查
班主任活動：以提問的方式，測量中學生的預習情況。
中學生活動：中學生回答預習內容。
（設計意圖：檢查中學生預習情況。）
（三）課堂教學
1.體會電熱
實驗1：鋼筆芯通電發光
中學生活動：中學生實驗，觀察、尋找鋼筆芯發光最顯著的位置，并用手機攝像記錄實驗過程及現象（設計意圖：通過實驗，培養中學生的觀察能力。）實驗2：電爐絲通電后切割泡沫
中學生活動：中學生實驗，用電爐絲切割泡沫，并用手機攝像記錄實驗過程及現象。（設計意圖：通過實驗，培養中學生的動手能力。）
實驗3：電熱筆通電后精雕泡沫
中學生活動：中學生實驗，用電熱筆精雕泡沫，并用手機攝像記錄實驗過程及現象。（設計意圖：通過實驗，培養中學生的學習興趣。）
實驗4：電烙鐵在皮子上作畫
中學生活動：中學生實驗，用電烙鐵在皮子上寫字、作畫，并用手機攝像記錄實驗過程及現象。
（設計意圖：通過實驗，培養中學生的創作能力。）
總結活動：中學生重新播放實驗視頻，講解實驗過程、現象及創作蘊意。
班主任總結實驗。
2.探究電熱及影響電熱的誘因
班主任活動：由鋼筆芯實驗視頻，再度發問，引導中學生按照剛剛所做的實驗中出現的現象推測，電壓通過導體時形成熱量的多少跟哪些誘因有關？
中學生活動：中學生按照實驗現象進行推測:電壓、電壓、電阻、通電時間……學生舉例說明推測的合理智。
（設計意圖：由實驗現象培養中學生合理推測，并剖析推測的合理智。學會排除不合理推測。）
班主任活動：總結，電壓通過導體時形成熱量的多少與電壓、電阻、通電時間可能有關。
介紹實驗器材并設計實驗：
中學生活動：觀看實物投影中的實驗器材，聽老師講解。
班主任提問：要研究電壓通過內阻形成熱量與內阻的關系，怎么設計實驗？怎樣比較形成熱量的多少？
中學生活動：中學生討論，實驗時要控制電路中的電壓相等，改變阻值，比較在相同時間內放出熱量的多少。可使兩個阻值串聯，可以使流過兩根內阻絲的電壓和通電時間相同。通過左右兩管液面的高度差來比較，液柱上升的越高，放出熱量越多。
（設計意圖：培養中學生借助控制變量的方式來設計實驗。）
培養中學生借助轉換的方式把不易觀察的量轉換為易觀察的現象。
班主任活動：實物投影現場展示實驗過程及現象。
中學生活動：中學生按照實驗現象，得出推論：在電壓和通電時間相同時，內阻越大，電壓通過內阻形成的熱量越多。
（設計意圖：學會依照實驗現象得出推論，借助控制變量的方式確切的描述出推論。）
班主任提問：要研究電壓通過內阻形成熱量與電壓的關系，怎么設計實驗？怎樣比較形成熱量的多少？
班主任活動：實物投影展示實驗裝置并設計實驗。
中學生活動：中學生觀察實驗裝置討論得出：本裝置研究電熱與電壓的關系。使右側容器中的內阻絲中的電壓與右側容器中的內阻絲不等（右邊電壓小于左邊電壓）。通過左右兩管液面的高度差來比較，液柱上升的越高，放出熱量越多。
（設計意圖：通過剖析實驗裝置的合理智培養中學生設計實驗的能力。）
班主任活動：實物投影現場展示實驗過程及現象。
中學生活動：中學生按照實驗現象焦耳定律導學案設計，得出推論：在內阻和通電時間相同時，電壓越大，電壓通過內阻形成的熱量越多。
（設計意圖：培養中學生觀察實驗、分析實驗、總結實驗、描述實驗推論的能力。）
班主任講解：對于某一個內阻，在電壓一定時，通電時間越長，電壓通過內阻形成熱量越多。這個推論可以通過剛剛的實驗中看下來，某一根內阻絲通電時間越長，液柱上升越高，說明放出熱量越多。
中學生活動：中學生總結以上兩個實驗：電壓通過內阻形成熱量的多少與電壓、電阻和通電時間都有關，電壓越大、電阻越大、通電時間越長，電壓通過內阻形成熱量越多。
3.焦耳定理
班主任活動：介紹科學家焦耳，介紹焦耳定理內容、表達式。
中學生活動：了解焦耳在電熱上的成就，中學生了解焦耳定理的內容，記住公式。
（設計意圖：培養中學生的人文精神、學習科學家實事求是的精神。）
4.電熱的借助和避免
班主任介紹：電熱在實際中有借助也有避免的。我們要借助辨證的心態來對待電熱。
中學生活動：中學生舉例生活中電熱的利與弊
班主任活動：展示圖片，日本電熱炕，講解原理，并由電熱炕技術上的改進對中學生進行學習上的引導。
（設計意圖：培養中學生借助辨證的心態來看待問題。）
5.小結（略）
評課
諸位評委老師：
你們好！剛剛聽了于老師的生動精彩、別有新意的一課，覺得頗具利潤，下邊我就探討一下自己的小看法。于老師這節課是翻轉課堂的模式，分課前和課上兩個部份，課前預習學案，課上實驗探究。通過課前的預習學案使中學生對本節課的一些知識有了一定的認識和理解。這樣的學案形式我想起碼有三點益處：
1.中學生能自己獨立學習的就由中學生自行完成，這樣有助于培養中學生主動的學習意識，獨立思索問題的能力。我們曉得：造成中學生成績上的差別的主要誘因不是能力問題而是心態問題。給中學生一定的時間和空間，讓她們漸漸習慣主動獲取知識。
2.使中學生在這些自主學習中獲得一定的成就感，進而提升中學生學習的熱情；尤其是對后進生，雖然他收獲的僅僅是數學定義、單位一類通俗的知識，但其實都是她們自己完成的，也會降低她們的自信心，使她們樂意投入到進一步的學習中來。
3.在自主學習的過程中，中學生難免會有一些模棱兩可或模糊不清的知識點，中學生都會在課堂實驗探究中注意該知識點，最后除了能解決這一知識，都會對該知識點有更深刻的印象。有助于中學生對知識的理解，及對重點難點知識的筑牢。
課堂教學環節中，于老師重視了中學生對電熱的感知和感受，給中學生創設了一個開放的課堂、動態的課堂。我們看見：于老師為中學生打算的實驗不是單調統一的，而是不同方式，不同風格的。這四組實驗于老師按照中學生的認知規律悉心設計的。諸如：兩支鋼筆芯相撞實驗，中學生在學習生活中有削鋼筆的經驗，從生活經驗入手，走入化學世界，中學生想到將鋼筆芯削尖后進行深入的科學探究，最后認識到筆尖相撞火花最大。可見，于老師除了給中學生設定了一定的目標，并且還考慮了中學生達到目標的途徑。中學生伸手即可得到的果實吃上去未必這么有滋味，而經自己找尋得來的成果會讓中學生飽含自信；而這塊皮子如果換成木板，留給中學生的實驗現象只能是黑漆漆的烙點，中學生無法烙印出有形的紋樣，相信無法碰撞出中學生思維中藝術的火花。于老師用心尋思，巧妙設計使中學生多方面，多角度地認識感知電熱，拓展了中學生的思維空間和運用知識的能力。
同時，在本節課中，電子白板的合理借助有效地推動了課堂教學。于老師整堂課上對電子白板的借助，有三處讓我感覺可圈可點：
1.在實驗前，于老師用了一個幻kt板將四個實驗置于了這一個幻kt板上，并可以任意點播每一個實驗，這是我在往年的白板使用中所沒有接觸的技術。它節約了前后翻看幻kt板的時間，降低了中學生對這四個實驗的對比度，有效地提升了課堂效率。
2.中學生實驗之后由中學生借助電子白板來匯報實驗情況。于老師放手讓中學生錄制視頻，播放講解，導致中學生的好奇心，迸發了中學生的學習興趣和求知欲望。
3.體會電熱實驗過后，于老師給中學生演示了空氣盒實驗，通過實物投影，白板播放，無論是課室后排還是后座的中學生都清晰地看見“U”型管內液柱的變化情況，將語言信息動態、直觀地傳遞給了中學生，變具象為具體，化難為易，有效地幫助師生突破了難點。
假如說本節課仍有可商榷之處：我認為電熱器所使用的電流為220V的民用電流，超出了人體所能承受的安全電流，對安全問題我略有害怕。
對于本節課我是這樣設計的，上面也與于老師一樣采用預習導教案，將主動權還給中學生。只是實驗環節，我與于老師不同，于老師更重視中學生對電熱的體會和感受。而我重視的是變焦耳定理的實驗探究和對教材的深入理解。
我打算了四組不同的實驗，分別是加熱固體、液體、氣體的。加熱液體這兩組又分為由玻璃管內液柱變化來反映形成電熱的多少，和使用室溫計直接測溫來比較。單一的實驗器材會限定中學生的思維，不同的實驗器材為中學生提供了不同的思維空間，開拓中學生的視野和思路。使中學生漸漸養成對比學習，舉一反三的思維習慣。無論是器材的組裝，還是具體的實驗過程，都由實驗小組的朋友自已完成。只要是中學生自己能行的事，我們都不要插手。雖然是錯了，才能在探究中明了自己錯誤的緣由，并能汲取經驗教訓，也是彌足珍稀的收獲。
實驗過后的交流評估是我們深挖教材的良好途徑。中學生的看法遠勝過我們的想像，我們不怕中學生把思維放出去，要高瞻遠矚，沒有打開的思維也不會對知識有深入的理解。在交流中焦耳定律導學案設計，朋友們既對學過的知識進行了整合應用，又對新知識有了更深層面的理解。在得出了焦耳定理的同時也對該定理有了更深的理解。
學習興趣及自主學習意識是學好知識的關鍵，所以教學工作中，我們通過課前預習，培養中學生的自主學習意識；課堂探究，提升中學生的學習興趣，除了有助于中學生目前的學習，也利于升入中學后的學習，將初小學的學習習慣和學習方式進行良好對接。“教中學生五年，為中學生想三六年，為國家民族想三百年。”我們不一定能做到這么遠，但我們一定會努力去做，感謝你們！
——佳木斯市教育研究院陌陌公眾平臺