《電功率》教學設計
【適用教材】
義務教育教材第二冊第九章第二節《電功率》
【教學目標】
知識與技能:深刻理解電功率是表示消耗電能的快慢,曉得電功率的單位是W。會用電功率的公式P=W/t=UI進行簡單的估算。把握額定功率和實際功率的意義。
過程和方式:觀察體驗電能表鋁盤轉動快慢跟用家電電功率的關系,通過科學探究電功率與用家電兩端電流的關系,培養中學生的科學探究能力。
情感心態與價值觀:培養中學生悉心觀察周圍事物的能力,使中學生懂得科學就在我們身邊;通過有關社會實踐活動,滲透新課程標準中“從生活邁向數學,從數學邁向社會”的理念及科學·技術·社會(STS)教育。產生節省用電的意識和習慣。
【教學重點】
深刻理解電功率的定義,學習用探究實驗研究電功率問題。分辨實際功率和額定功率。
【教學難點】
實際功率和額定功率的分辨及實踐意義
【教學打算】
班主任打算:簡易家庭電路示教板:接有電能表電功率教學內容分析,一個保險盒,一個開關,一個15W電燈泡和一個100W的電燈泡(包括燈管),一個插頭;中學生用穩壓電源,直流電壓表、電壓表、導線若干、開關、額定電流為2.5V的小燈泡一個。節能型電燈一只(功率16W)。教學教案等
中學生打算:觀察家庭中常用的燈泡里面的數據;備考第一冊有死機械功率的內容。
【教學過程】
一、導入:
1、讓中學生觀察(或教案展示、實物投影)手中的2個燈泡(其中一個是100W的,另一個是15W的),看里面有什么數據?你能從中發覺哪些?
(PZ220-100,220是哪些意思?100是哪些意思?)
由中學生討論交流:15度(度:生活中常用的說法)和100度是代表了哪些?
先讓中學生推測:假如接入電路將會如何?
(此時大部份中學生會曉得100W的比15W的燈亮,此時應引導中學生的思路:為何100度的燈泡亮?做功的快慢即消耗電能的快慢)
2、實驗演示:分別將15W和100W的燈泡接在電路中。
注意提醒中學生:要觀察燈泡的照度(通過觀察培養中學生學習數學的興趣和自信心),更要觀察電能表鋁盤轉動的快慢。
談話與引導:電能表鋁盤轉動的快慢跟哪些有關系?(說明了哪些?)
(引導得出:電能表鋁盤走的快慢不同,表示用家電消耗的電能的快慢不一樣)
3、談話導出課題:可見只有做功的多少還不行,還有做功的快慢。這么我們應怎樣表示不同用家電的做功快慢呢?
板書:2、電功率
二、學習新知:
(一)電功率
1、通過討論和讓中學生對比第一冊學過的機械功率的知識,引導中學生得出電功率的知識:
投影:電功率是表示電壓做功快慢的數學量。
啟發:怎么來比較不同用家電做功的快慢呢?(應引導中學生得出:可以讓時間相等,看做功多少;或則讓其做功相等,看消耗時間的多少;只要說出大體意思即可,關鍵是讓中學生真正理解。)
得出:電功率是電壓在單位時間內所做的功(或所消耗的電能)
(非常要讓中學生理解:哪些是單位時間?在課堂中應啟發中學生自己說下來)
2、投影:電功率的定義公式:P=W/t
注意:要讓中學生深刻理解此公式的意義。
談話:我們上一節學習的電功的估算公式是哪些?引導中學生推論電功率的另一個公式:P=UI
3、投影展示:電功率的單位:瓦(W)千瓦(kW)
要求:應明晰她們之間的進率
4、解決導出本課時的問題:
告訴中學生:PZ220-100中的100就是電功率是100W,它的意義是此燈泡在1s內消耗的電能是100J(前提:在220V的電流下,此處暫未涉及額定電流的概念)。
談話:正是由于100W的燈泡比15W的燈泡在相同的時間內消耗的電能多,所以轉化為內能(光能)的.能量也就多,這就是為何100W的燈泡比15W的燈泡亮的緣由。(解決中學生生活中的問題,實質:能量的轉化)
5、談話:這兩個公式各有哪些用途呢?
如中學生不能回答應讓中學生進行討論交流。
引導中學生得出:P=W/t和P=UI各有其用途,當曉得P、W、t中任意兩個時,可以求出另一個(此時應強調:這樣我們可以求出電功率,只要曉得W和t即可,而W是可以用電能表來檢測的,t可以用秒表來檢測,讓中學生曉得在生活中就可以檢測,也為下一環節進行電能的節省的討論做好打算);對于P=UI也是這樣,此時應讓中學生把握:這又是一種檢測電功率的方式,為最后一個環節:實驗探究(電燈功率與電流的關系)做好打算。
6、投影:
例題(做一做):一個1kW的用家電當工作1h時消耗的電能是多少?
(此處不用課本上例題,用意在于為下一部份進行節省電能的討論做好打算,而關于電功率的估算第四節將有專門的估算課)
中學生板演,班主任巡回指導。
引導中學生:這個結果3.6╳106J剛好是1kW·h電能,告訴中學生曉得:不僅用標準的國際單位以外,還可以直接用kW、h和kW·h來直接運算,這樣在數值比較大時更便捷。
7、結合現實生活讓中學生筆算一些生活中電能估算的題目,提升中學生興趣,為轉到下一部份做鋪墊,如100W的燈泡工作多長時間消耗一度電。
8、討論(交流與合作):怎么來節省電能?
投影展示:按照W=Pt這個估算公式,請朋友們交流一下:
怎么能夠節省電能(降低電功W的值)?
9、布置課外調查報告:投影展示
從生活邁向數學電功率教學內容分析,從數學邁向社會
要求同事們觀察(或調查)在中學發覺過什么浪費電能的現象,你(或你班)在學習與生活中是怎樣節省電能的?你對我校(或我班)怎樣進一步節省電能有何意見或建議,請課下繼續交流討論,寫出調查報告或意見建議書(匯總后將擇優遞交中學有關部門或向全校朋友寫一封關于節省用電的呼吁書)!
10、簡要回顧一下上面的內容,引入下一部份內容。
(二)實驗探究:額定功率
1、投影展示:你想過嗎:數學就在我們身邊
在用電高峰時,電流較低,這時電燈會如何?你能提出哪些問題或有哪些看法呢?(啟發中學生討論、思考)
2、猜想與假定:
你的推測:你覺得當電流變化(變大或變小)時電功率怎樣變化呢?你的根據是哪些?
3、制定計劃、設計實驗:
怎樣來驗證我們的猜測呢?(引導中學生討論、交流:此處應給中學生足夠的時間去交流討論)
最后由中學生描述自己設計的實驗思路和技巧(應盡可能讓中學生自己去說出思路,讓每位中學生都要明白設計這個實驗的目的是哪些?)
4、展示班主任的實驗思路:
(如中學生已說出,最好,假如沒有說出,應引導學生理解這個思路;但同時也應讓中學生理解:這不是惟一的方式,也不一定是最好的方式。方式是多種多樣的,可以用別的方式,這只是班主任設計的思路)
5、進行實驗,搜集證據
(應告訴中學生:實驗所用的小燈泡正常工作電流是2.5V)
投影出示實驗表格:
提示中學生:將有關實驗數據記錄在如下的表格中。
燈泡兩端的電流(V)經過燈泡的電壓(A)小燈泡的功率(W)發光程度
2.5
1.5
剖析、論證與評估:實驗完畢,讓中學生估算有關這三次的小燈泡的實際功率,并讓中學生討論,注重使中學生理解以下問題:
(1)用家電的功率是怎樣隨電流變化的?
(2)為什么用家電的功率是變化的,但用家電里面卻都標著電功率?(如100W的燈泡)
通過中學生討論:引出額定電流和額定功率的概念
6、投影:
額定電流(U額):用家電正常工作時的電流。
額定功率(P額):用家電在額定電流下的功率。
7、投影展示:小燈泡的照度取決于——實際功率(P實)
U實與U額的關系P實與P額的關系
U實=U額
U實<U額
U實>U額
P實=P額
P實<P額
P實>P額
(三)小結本節課主要內容:
1、小結:電功率(電功率的概念;額定電流、額定功率的概念;實際功率的概念)
2、談話:不僅學到的知識以外,你還有哪些收獲?(或你還學到了哪些?)
(四)課后作業與思索:
1、課后討論:昨天我說用電高峰時,電流較低,為何會這樣呢?請朋友們交流討論一下。
2、收集下述家電的標牌,了解它們的額定電流和額定功率(STS活動)。
電冰柜電熨斗電視機電烙鐵電電扇微波爐洗衣機
3、課外延伸:
每位家庭都須要照明的電燈,目前市場上既有白熾燈,又有電子節能燈,到底哪一種燈更好呢?某小學的朋友在課外調查中就這個問題進行了調查,了解到的如下情況:60W的白熾燈與11W的電子節能燈發光效率相當,她們選擇其中的一組進行研究,搜集了如下表中的數據:
項目額定電流/V額定功率/W壽命/h總價/元當地水費/元
白熾燈.50.58
電子節能燈.58
請依照表中所列的數據,說明你應當選擇何種照明燈飾更經濟?(要求寫出所根據的化學原理和必要的文字說明)
(五)下課:結束語(可略,根據實際情況)
朋友們,通過這節課的學習,希望朋友們隨時留心觀察我們身邊的現象。只要你留心,你還會驚喜的發覺:化學就在我們身邊!
【教學設計思路】
電功率是中學教學的重點和難點。因為內容較多,估算較復雜,教材安排了三節課能夠完成:這一節講電功率的意義、公式及額定功率的意義及其適用條件,后繼兩節課為實驗和估算。這三節課的知識內涵和深度是相同的,只是從不同方面來強化和鞏固,使中學生達到對電功率的理解和把握。
這節課我從生活實際中用能耗能的差別性──不同用家電消耗電能的快慢不同入手,引導中學生觀察電能表的鋁盤轉動快慢不同,提出電能消耗快慢的測度問題,引入電功率的概念。讓中學生認識生活中的化學,從生活邁向化學,這樣既突出了電功率的意義,也突出了電功率和電功的區別。
在學習完電功率的公式和單位后,我沒有采用課本的例題,而是另編了較淺的一道例題,使用這道例題的目的是鞏固電功率的概念,由于與生活聯系較緊密,所以才能迸發中學生的學習熱情和興趣,為下一部份進行節省電能的討論提供預備知識,接著又讓中學生筆算1kW·h電能供用家電工作時間的問題,進一步調動中學生的學習積極性,密切了化學與生活的聯系。而課本的例題估算較復雜,考慮到第四節將是專門的關于電功率的估算課,所以舍棄了此例題。這樣就使整堂課中的例題和練習,都不是無的放矢,而是為教學目標服務,與教學內容緊密結合,成為推動教學的有力工具。
接著通過上一環節電能的估算,讓中學生按照W=Pt這個估算公式進行討論:怎么能夠節省用電?這個問題在生活(學習)中很有實際意義,此時在這個環節提出這個問題,不是只是相當然的如何去做,而是給中學生提供了理論根據。通過讓中學生認識節能的不同方式(可以采用功率小的用家電,也可控制用電時間,或則三者同時控制)體驗科學問題與技術和社會的聯系,并通過讓中學生調查學習(生活)中的浪費現象或省電舉措的實踐活動使中學生從數學邁向社會,使中學生認識數學與生活實踐的聯系,真正從內心喜歡化學這門學科。
這節課的難點是中學生對額定電流、額定功率與實際電流、實際功率混淆不清。我革除了課本上的純演示實驗,在教學中結合新課標中探究的思路,讓中學生經歷提出問題、猜想與假定、制定計劃與設計實驗、進行實驗搜集證據、分析、論證與評估等這種科學探究的過程。通過探究用電過程中電功率與哪些誘因有關,讓中學生經歷探究認識電功率與用家電兩端電流、用家電中的電壓的關系的過程,體驗科學探究的方式,能分辨用家電的額定功率和實際功率的意義,學會認識家電上標出的功率值,活躍了中學生思維,提高了中學生能力,調動了中學生的積極性,增強了中學生的科學素養。
最后在課外練習的選擇上,我按照分層教學、因材施教、來始于生活,應用到社會的原則,設計了必做題和選做題,其中主要是一些開放性的、有實踐意義的作業,如思索為何用電高峰時電流較低、節電舉措大討論及查找有關用家電標牌上的數據等;還有就是針對高考設計的題型,如課外延展中怎樣選擇用家電才經濟,既與生活息息相關,又抓住高考題型(此為某地中試題)。
教學的過程也是班主任自我學習、自我構建、自我提升的過程,即使在教學過程中根據新課程理念進行了一些努力和探求,但因為水平和能力有限,定有許多地方存在失誤與不足,如細節的處理、教學環節的處理、對中學生的興趣培養、課堂教學效益的進一步提升等,還請諸位領導給以指導和幫助。