苏科版初中物理九年级13.3电流和电流表的使用 教案

《电流和电流表的使用》教学设计
一 、问题的提出
电流是初中学生第一个要学习的电学物理量，苏科版教材将其安排在第十三章第三节“电流和电流表的使用”这一主题中。长期以来，教师都主观地认为学生对电流概念的形成是顺理成章的，教学处理中往往一笔带过，忽视了对其引导。事实上学生对电流的认知存在着很多误区，比如“递减模式”：学生认为电流从正极出发，经过各盏电灯时被“用掉”，“回到”负极就少了。又如“先后模式”：电流先经过灯Ｌ１再经过Ｌ２，那就是Ｌ１先工作，Ｌ２再工作，如果用的导线长一点，路程长了，电流到达就慢了。
综合分析，学生对电流存在认知障碍的原因有：一是缺乏 旧知的基础。初二学习的现象篇知识，学生在生活中积累了大 量的感性经验，有迹可循。而在电学的学习中，学生会使用各 种电器，但对其最基础的工作原理，学生在生活中几乎从来没 有涉及过。况且从宏观的电学现象中也无法归纳推理“电 流”。二是学科知识教学不平衡。关于电荷、带电微粒在初二物理和初三化学中均有教学安排。但学生在初二学习时就相当模糊，基本属于死记。人教版化学教材中安排在第三单元介绍物质的奥秘，第四单元介绍化合价等知识。化学的学习落后于物理中电流概念的教学，无法为学生提供知识支撑。三是学生身心发展程度不够。电流看不见，摸不着，对它的学习更偏重于抽象化的理解。刚升入初三的学生，思维还处于形象向抽象过渡的时期，抽象思维能力的不足，阻碍了学生对电流概念的理解。
二、电流概念的建立：割裂认知过程
在教学内容上，教材中先用与水流的类比引入电流，简要 说明电流的单位及生活中常见的电流值；接着安排了观察电 流表的活动，让学生观察实物并阅读说明书，自主学习电流表 的使用方法；最后学生实验探究 串 、并联电路的电流特点。 教材在给出串、并联电路图后，均提示学生先猜一猜Ａ、Ｂ、Ｃ三点的电流关系，再测量实验数据，既达到训练学生使用电流表技能的目的，又通过比较、分析数据得出了电流特点。
教师在实际教学过程中，一般将其分成三个环节处理：首先学习怎样表示电流的强弱，建立电流概念；其次学习怎样把电流表接入电路，重点是教授电流表的使用方法；最后探究串、并联电流特点，练习电流表怎样读数，训练学生的实际操作技能。
本节知识表面有两大模块：电流和电流表的使用，然而高潮暗设在通过“用电流表探究”深化电流概念，用好探究中的 “猜一猜”，就能很好地破除学生对电流概念的误区。而教师将内容分成三个板块进行，每一个板块都提出了对应的学生能 力要求，看似铺设了学习小台阶，便于学生掌握，实则是割裂了学生系统的认知过程，人为的为学生理解电流设置了障碍。特别是探究环节，教师简单处理，忽略“猜一猜”环节，只注重练习使用电流表和掌握电流特点，这种“抓住局部、忽略整体”“为教而教”的设计，导致学生对电流概念只能囫囵吞枣，不利于后续的电学学习。
三、电流教学设计：循序渐进、逐步升华
在教学过程中，教师着眼于“依据学生的最近发展区，在真 实探究中升华概念”这一思路，将教学重点由“培养学生操作技 能和迁移能力”深化为“逐层递进，破除误区，认知电流”。电 流的教学在这样的理念下展开。
１．类比引入、浅尝辄止
【简要实录】
（师出示电路示教板，演示实验：断开开关，灯熄灭）
师：灯为什么灭了？
生：没有电流了。
师：有电流经过，灯会亮，没有电流，灯就灭了。那你看见电流了吗？电流到底是怎么回事呢？今天我们就研究电流。
（ＰＰＴ：水轮机图）
师：是谁使水轮机转动的？水轮机能一直这样转动下去吗？
总结：由于水总是固定的从高处流向低处 ，形成的水流冲击水轮机使其转动。可见定向移动的水会形成水流。
（ＰＰＴ：电路中电荷图）
介绍：初二我们学过原子核、核外电子等知识，电路中有大量的带电粒子存在，一旦这些带电粒子定向移动起来，电路中就形成了电流，通过灯丝就能使电灯发光了。
师：我们知道水总是从高处流向低处，那我们这个电路中电流方向如何呢？
生：从正极出发回到负极。
（演示实验：电路中再加一盏电灯，小灯变暗，说明电流有强弱）
师：物理学中为了表示电流的强弱引入了电流强度这一物理量，简称电流。请同学们阅读书本，了解电流强度的符号及单位，了解常用单位及生活中常见的电流值。
评析：学生对“通电灯亮”的现象司空见惯，教学中反其道而行之，用“断电灯灭”来引入，转换角度，刺激学生联系电流，进入学习状态。由于学生对电流缺乏生活经验，教学中结合中学生身心特点，回顾初二学习的物质组成知识，利用水流类比，点明 “电荷的定向移动形成电流”，帮助其建立形象认知。但毕竟电 流和水流不同，类比仅仅是浅尝辄止，不宜花大时间深入。在学生初步认知的基础上，引导其阅读了解生活中常见的电流值，进 一步增强抽象的电流概念与生活形象之间的联系。
【简要实录】
师：刚才的演示实验中，流过小灯的电流有强有弱，我们实验室也有仪器来测量电流。请同学们对照实物，阅读书本的使用说明，思考问题，了解电流表的构造及用法。
问题１：电流表的用途是什么？你怎么判断这个是电流表？
问题２：电流表的刻度标志与以往学习的测量工具有何 不同？（量程、分度值）
问题３：表头下方有几个接线柱代表何意义？与量程有何联系？
问题４：使用电流表测量电流时应注意哪些问题？
学生自主学习后汇报成果。
对使用注意点中“绝不允许将电流表直接接到电源两极”，学生不能理解，可做这样的处理：
师：回忆前面，哪里也提到过“绝不允许将什么直接接到电源两极”的？
生：导线。
师：为什么？
生：电源短路。
师：那现在是不是也可能有同样的隐患存在呢？我们试一试。
（演示实验，电流表试触电源）
师：我们发现试触现象跟导线试触电源是一样的，可见，电流表就相当于导线，会引起电源短路，所以绝对禁止直接接在电源两端。
评析：这一部分旨在培养学生的阅读、自学能力，为在生活中根据说明书使用家用电器打基础。教学中“自学”和“指导”怎 么“放”、何时“收”要切实有度。自学开始忌不做任何提示的“全放”，汇报成果时忌“全收”，一问一答，牵着学生鼻子走。教师的“指导”体现在“自学”开始前的四个问题中，学生 “自学”成果体现在学生间的碰撞、补充、交流中，教师则在学生自学不到位、理解不清楚的地方“收 ”，比如演示电流表试触电源导致短路。对于“电流表导致电源短路”的问题，学生对目前的知识是无法理解的，不宜深挖。生活中家用电器说明书上严禁的步骤，实际操作时就是不允许的，一旦违规将有安全隐患。 若为了强化学生“不能”的认知而将之改为学生实验，会导致学生错误的认识：说明书说不可以，但短时间的偶尔为之还是可以的。
３．细导探究、去障升华
【简要实录】
（师再次出示电路示教板，如图１演示实验：串联电路中，靠近正极的Ｌ1更亮，后面的Ｌ2 则暗一些）
师：灯亮说明有电流，你觉得这个电路中Ａ、Ｂ、Ｃ三点的电流有什么关系呢？说说你的猜想，并说说你这样猜想的依据。
生：ＩA＞ＩB＞ＩC，因为Ｌ1更亮，说明流过Ｌ1 的电流应该比Ｌ２大。
师：那你觉得为什么这个电路中 Ｌ１会比 Ｌ２亮呢？
生：因为电流从正极出来先经过 Ｌ１了。
师：那按照我们的猜想 ，如果把Ｌ１放到Ｌ２的后面，应该谁更亮呢？
生：Ｌ2 。
（演示实验：交换两灯的位置，观察小灯的亮度）
师：怎么跟大家的猜想不同呢？实践才是检验真理的唯一标准。大家的猜想哪里错了，这三个点的电流到底有什么关系，我们需要实验测量，请大家动手测一测。
生：探究实验，收集、比较、分析数据，归纳得出结论。
师：通过测量我们发现串联电路电流处处相等。那我们之前的猜想依据错在哪呢？其实灯的亮度并不仅仅由电流决定，Ｌ1更亮是因为还有其他的电学影响因素比Ｌ2的大我们将在后面进一步 学习。所以电路中电流并不是先到Ｌ1再到Ｌ2的，也不是经过各盏电灯时被“用掉”，“回到”负极就没有了的。 用电器不会“吃电流”。用电器消耗了什么，我们也将在后面学到。
评析：在初步建立电流概念时，教师无形中为学生埋下了认知隐 患，如果不加以剔除，一旦遇到诸如“教室投影仪电路问题，要 求：带动风扇的电动机启动后，灯泡才能通电发光；风扇不转，灯泡不能发光”的习题时，立即就会显现出来。相当一部分学生会错选为串联电路 ：电流先经过电动机，再经过电灯的。所以我们指出学生的错误，当现象与猜想大相径庭时，对学生的冲击无疑是巨大的。它不仅能强烈地激发学生进一步探究的欲望，更 是破除认知障碍，升华电流概念的最好时机。通过学生的亲身探 究和教师的进一步阐述，学生对电流的认知就瓜熟蒂落了。如果我们前面不用“类比”，不用“灯变暗的演示实验”，是不是后面的猜想也可以省略了呢？其实不然，没有类比的过程，学生缺乏形象化的模型，电流概念的建立是无根之木，是虚的。当后面学习电压引入类比时，学生还会自动地将这种类比深化，还是会产生认识的误区。
教学反思
１．优化教学内容，降低认知负荷
认知负荷理论指出：知识本身的难易程度决定着内在认知负荷，是无法改变的，而教师对知识的呈现方式则决定着外在认知负荷。因此，若要减轻学生对电流概念的认知负荷，优化教学内容很重要。本节安排为两个课时，我们无须把并联的电流特点也匆匆忙忙地放在第一课时，完全可以在第二课时给予充分的时间，放手让学生设计方案，练习电流表在干路、支路中的连线，探究电流特点。第一课时在类比引入时宜点到即止，在探究串联电流特点上花足时间，放大学生的认知误区和实验现象之间的矛盾，细致引导，有助于学生升华对电流的理解。
２．把握知识本质，实现高端备课
教材中的知识只是一种贮存状态的知识，需要将其转化为传输状态的知识才能为学生所接受。因此教师备课时需要站在高处研读教材，领悟教材暗含的理念，突破一节的教学内容，放眼整个知识体系，从整体上把握知识。教师备课时更需要厘清学生的现状和学习起点，放低身段，站在学生的角度思考学习的难点。有时候打垮我们的不是面前巨大的高山，而是脚底下不起眼的一颗砂石。脱离了学情的分析，我们所预设的难点不一定是学生真正的难点。在电流的教学中，我们在对学习内容深入透视的基础上，通过“初步建立、自主学习、猜想探究”三个环节，合理创设情景，为学生概念的理解铺设了一条循序渐进的认知通道，从而使电流概念的建立水到渠成。