第十一章 电路及其应用 教学目标与重难点分析

第十一章《电路及其应用》教学目标与重难点分析
　　（一）学习目标
　　1.了解持续电流形成的原因，了解电源的作用，认识常见的电源。了解电路中的电场特点和电荷运动情况，通过比较与类比的方法，了解导体中的恒定电场和恒定电流，巩固物质观与电场观。理解电流的定义，知道电流的单位。
　　2.理解电阻的定义。了解金属导体的电阻与材料、长度和横截面积的定量关系，了解电阻率的物理意义及其与温度的关系。初步了解超导现象及其应用。经历问题、证据、解释、交流探究环节，设计实验探究影响导体电阻的因素，体会控制变量法在实验中的应用。同时学习电流表的内外接、滑动变阻器分压及限流接法对电路的影响。能由伏安特性曲线分析不同导体的导电性能的区别。
　　3.理解游标卡尺和螺旋测微器的原理，学会使用游标卡尺和螺旋测微器测量长度。理解测量电阻率的实验原理及实验方法。
　　4.利用分析与综合、抽象与概括等思维方式进行科学推理，分析得出串联和并联电路电流、电压的关系式，并理解其含义，推导得到串联和并联电路总电阻的表达式，体会等效思想在物理中的运用。应用串、并联电路规律分析电流表及电压表的改装原理。
　　5.了解多用电表的表盘及测量功能，会根据需要正确选择挡位。学会使用多用电表测量电压、电流和电阻。通过测量二极管正、反向电阻，了解二极管的单向导电性。能正确获取实验数据，会分析处理数据得出结果，能通过讨论交流论证实验结果并进行表达。
　　（二）重点和难点及分析：电源、电阻、电路、多用电表
　　1.对于电源的工作机制的理解是本单元的第一个重点，这里利用学生已经学过的等势体上电荷的分布和转移特点，分析恒定电场形成的过程，引出电源和恒定电流的定义和物理意义。导体内的自由电荷以一定的平均速率定向运动，是因为既有向前的静电力做动力，又有碰撞阻碍其向前运动，而且导体内存在大量的自由电荷，才能形成恒定电流。将看似没有联系的电场与电路的知识联系在一起，这对学生而言比较抽象，因此也是难点。
　　2.电阻的定义及电阻的决定因素是本单元的第二个重点。电阻概念的学习最能体现了概念、规律的学习过程是一个循序渐进、螺旋上升的过程这一特点。通过串并联规律研究电表的改装，渗透了电压表、电流表在直流电路中的本质实际上就是一个“电阻”。认识电表的这一电阻模型，奠定了学生“电阻观”的基础。研究影响电阻大小的决定因素时，学生经历了科学探究环节，体会控制变量法在实验中的应用。
　　3.螺旋测微器与游标卡尺的读数，以及测量金属丝的电阻率。两种测量工具的使用是测量金属丝的必备知识。在测量电阻率时，学生要通过判断电流表内外接、滑动变阻器分压限流接法等知识设计电路，所以本节综合性较强，学生操作难度较大。在实验中，学生历经问题、证据、交流、解释科学探究的全过程，因此也是本单元的一个重点。
　　4.串、并联电路的总电阻与各部分电阻关系式的含义。在这里，从电场的知识出发，运用电势的相关知识分析并联电路总电阻随支路电阻变化的关系，教科书编写的特点是注重讲道理，讲规律的来龙去脉。先建立电路模型，后利用分析与综合、抽象与概括等思维方式进行科学推理，立足于发展学生的思维能力。
　　5.对于多用电表，重点是认识和使用多用电表，欧姆挡的原理放在了下一章。所以，重点在于引导学生进行正确、规范的操作，养成良好的实验习惯。
　　（三）重难点的突破策略
　　用认知冲突的教学策略纠正错误的前认知，类比的策略发展前认知中有利的概念，基于真实多样的物理情境，采取循序渐进、实验、归纳、演绎等教学策略建构新概念。
　　1.通过设置学习任务：导体内持续电流是怎么产生的。引导学生运用电场的相关知识分析电源的工作机理，在此过程中运用类比的方法，使抽象的知识更加形象化。
　　2.对于电阻的定义和影响电阻的因素：第一步，根据导体的图像是正比例图线定义电阻；第二步，选择锰铜合金丝，用横截面积相同的不同长度的电阻丝做分析和实验，得出R跟l的关系；第三步，同样选择锰铜合金丝得到R跟S的关系；第四步，选择锰铜合金丝和镍铬合金丝作对比，发现R跟材料有关系，定义出电阻率；第五步，选择灯丝等随温度变化明显的材料，探究电阻率跟温度的关系。探究过程逐步递进，使学生历经理论分析+科学探究的全过程。
　　3.对于串并联电路中电阻的规律，避开初中已经学过的知识，引导学生从电势的相关知识出发，从静电场的角度来进行分析得到结论。另外把“电压表和电流表的改装”也放在这一节，阐述电表改装的方法和原理。这样处理不仅有利于学生用串、并联电路的规律认识电表改装的基本思路，更重要的是渗透了电压表、电流表在直流电路中的本质实际上就是一个“电阻”。认识电表的这一电阻模型，将为灵活解决电路问题奠定很好的基础。