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[!--downpath--]《焦耳定理》教學(xué)設(shè)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(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量（Q=I2Rt）。 該公式由電功率表達(dá)式P=UI和歐姆定理I=兩個公式推導(dǎo)出來。 從公式到公式，中學(xué)生很容易把數(shù)學(xué)學(xué)成物理，脫離實(shí)際，無法在大腦中構(gòu)造。 這樣，就不可能接受化學(xué)知識，形成化學(xué)思維。 作者在擔(dān)任《焦耳定理》院長期間，通過生活推導(dǎo)、問題討論、實(shí)驗(yàn)批判、理論分析、思維鞏固五個步驟進(jìn)行教學(xué)，力求知識生動、課堂生動，達(dá)到了理想療效。 具體設(shè)計與思考為： 一、教學(xué)目標(biāo) （一）知識目標(biāo) 1、了解電壓的熱效應(yīng)。 2.了解焦耳定理的內(nèi)容、公式、單位及應(yīng)用。 (2) 能力目標(biāo) 了解常用的科學(xué)研究方法 等效替代法和控制變量法在本節(jié)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。 (3)情感目標(biāo)通過介紹光度計的生活，培養(yǎng)中學(xué)生熱愛科學(xué)和克服困難的信念。 了解電熱與電壓、電阻與時間的關(guān)系。 這樣做的好處是突出化學(xué)研究問題的方式。 在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生可以更好地感受一些科研方法，防止理論從頭開始。 導(dǎo)致對純內(nèi)阻電路的理解和理解困難。 在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上推斷中學(xué)生更有說服力。 同時，啟發(fā)中學(xué)生從實(shí)驗(yàn)和理論兩方面學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。 做好實(shí)驗(yàn)是本課的關(guān)鍵。 三、教學(xué)方法 本節(jié)主題突出，即研究電熱問題。 可以從電壓通過導(dǎo)體形成的熱量入手，可以舉例說明，也可以通過實(shí)驗(yàn)讓中學(xué)生親身體驗(yàn)。 然后進(jìn)入定性實(shí)驗(yàn)。 光度耳定理的解釋要注意，中學(xué)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(xí)題。 4. 教學(xué)設(shè)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(fēng)扇使用一段時間后，用手觸摸電機(jī)部分感覺如何？ 為什么？ 一個中學(xué)生回答：發(fā)熱是電壓的熱效應(yīng)。 2.引入新課 (1)演示實(shí)驗(yàn)： A.介紹如圖9-7所示的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)：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(shí)驗(yàn)：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(shí)驗(yàn)，使通電時間與上一次相同. 兩個實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)：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(xué)家焦耳做了很多實(shí)驗(yàn)。 1840年，他首先準(zhǔn)確地確定電壓通過導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量與電壓的平方成反比，與導(dǎo)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(yīng)為安培（A），內(nèi)阻R的單位應(yīng)為歐姆（Ω），通電時間t的單位應(yīng)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(dǎo)出焦耳定律公式。 如果電壓通過導(dǎo)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(dǎo)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(jìn)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(xué) 反思“電與熱”課，結(jié)合化學(xué)實(shí)驗(yàn)探索教學(xué)模式，首先從生活實(shí)踐中最常見的現(xiàn)象入手，進(jìn)行指責(zé)，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，最后對提出的問題進(jìn)行解釋理論上與實(shí)驗(yàn)推論。 其中最主要的是科學(xué)探究的過程。
在整個教學(xué)過程中，除了讓中學(xué)生掌握知識，培養(yǎng)中學(xué)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(xué)生為主體的教學(xué)思想。以及從生活走向數(shù)學(xué)，從數(shù)學(xué)走向社會的理念。 教學(xué)理念取得了很好的教學(xué)效果。 反思《電與熱》這節(jié)課，課后談?wù)劷虒W(xué)過程中的一些好的想法和問題。 《焦耳定理》課程標(biāo)準(zhǔn)：認(rèn)識焦耳定理，了解焦耳定理在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1、通過導(dǎo)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(shí)際功率。 學(xué)習(xí)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(fù)載面積為S、內(nèi)阻為R的導(dǎo)體，在導(dǎo)體兩端施加電流U，通過導(dǎo)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(xué)知識，推導(dǎo)出時間t后電壓所做的功（請獨(dú)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(guān)系，推導(dǎo)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(jìn)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(jī) 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(jī)，線圈定子的電阻值為1Ω。 當(dāng)向電機(jī)施加10V電流時，通過電機(jī)的電壓為2A。 電機(jī)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(dǎo)中學(xué)生分析能量的變換，畫出能量變換示意圖，理解各種表達(dá)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(xùn) 在規(guī)定的時間內(nèi)，組內(nèi)同事完成課本《習(xí)題與習(xí)題》后，與考務(wù)主任交流，收集錯誤，幫助分析。 注：通過練習(xí)3了解“額定功率”和“實(shí)際功率”。 5、拓展探索 微型吸塵器直流電機(jī)的電阻是恒定的。 當(dāng)加在其兩端的電流為0.3V時，電壓為0.3A，此時電機(jī)不轉(zhuǎn)動； 當(dāng)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(jī)正常工作時消耗的電功率和輸出的機(jī)械功率。 思路分析（1）當(dāng)電機(jī)不轉(zhuǎn)時，描述的是什么情況？ (2) 電機(jī)轉(zhuǎn)動時，是什么情況？ 思考：有人說電機(jī)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(xué)學(xué)習(xí)的電功率、電功率、焦耳定理相比，你目前的認(rèn)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(jìn)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(shí)例焦耳定理教學(xué)反思“電與熱”課焦耳定律的實(shí)驗(yàn)探究題，結(jié)合化學(xué)實(shí)驗(yàn)探索教學(xué)模式，我先從最常見的現(xiàn)象入手在生活實(shí)踐中焦耳定律的實(shí)驗(yàn)探究題，提出指控，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，最后用實(shí)驗(yàn)演繹從理論上解釋所提出的問題，其中最主要的亮點(diǎn)是科學(xué)研究的過程。 在整個教學(xué)過程中，除了讓中學(xué)生掌握知識，培養(yǎng)中學(xué)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(xué)生為主體的教學(xué)思想。體和從生命到化學(xué)，從數(shù)學(xué)到社會的發(fā)展。 教學(xué)理念取得了很好的教學(xué)效果。
反思《電與熱》這節(jié)課，課后談?wù)劷虒W(xué)過程中的一些好的想法和問題。 1、實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)模式充分體現(xiàn)了新課程的教學(xué)理念。 在教學(xué)方法上，這些探究模式打破了傳統(tǒng)、陳舊的教學(xué)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(xué)方式，使中學(xué)生能夠充分發(fā)揮主動性、積極性。和創(chuàng)造力。 課堂上中學(xué)生創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)設(shè)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(xué)生求知欲。 . 2、巧妙的實(shí)驗(yàn)設(shè)計是化學(xué)課堂教學(xué)成敗的關(guān)鍵。 對于“電與熱”課，教材中設(shè)計了演示實(shí)驗(yàn)，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)裝置比較復(fù)雜，演示實(shí)驗(yàn)不可能讓每個中學(xué)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(shí)驗(yàn)，讓中學(xué)生自己模擬。 講義中的模擬過程逼真，中學(xué)生可以自己快速得出“電流的熱效應(yīng)與導(dǎo)體電壓、電阻、通電時間的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)推理。 這也說明了班主任用教材來教，而不是講教材的教學(xué)理念。 在這個過程中，我也發(fā)現(xiàn)中學(xué)生的想象力是非常豐富的。 3、多媒??體講義的應(yīng)用，不僅直觀，而且提高了課堂教學(xué)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(jìn)行大量的知識和探索過程。 讓中學(xué)生有身臨其境的感覺，大大提升了中學(xué)生的認(rèn)知范圍。
在這個過程中，除了傳授中學(xué)生知識，給中學(xué)生學(xué)習(xí)知識的途徑，中學(xué)生將受益終生。 因此，多媒體教案的應(yīng)用不僅直觀，而且可以吸引中學(xué)生的注意力，活躍課堂氣氛，提高課堂教學(xué)效率。 課堂教學(xué)是一門缺點(diǎn)的藝術(shù)，再好的教學(xué)設(shè)計，在教學(xué)過程中也難免會出現(xiàn)這樣那樣的缺點(diǎn)。 在教學(xué)過程中，怕教學(xué)內(nèi)容不能按量完成。 因此，一些表現(xiàn)中學(xué)生主動性的動手和口頭活動是不夠的。 因此，在課堂教學(xué)過程中，我也要多關(guān)注中學(xué)生，充分讓中學(xué)生發(fā)表意見。 事實(shí)上，在新課程教學(xué)理念的指導(dǎo)下，傳統(tǒng)的接受式教學(xué)模式被生動活潑的探究式學(xué)習(xí)活動所取代。 課堂活躍，中學(xué)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(diǎn)，在以后的教學(xué)中練好基本功，多多請教各位同仁，學(xué)習(xí)更多新的課程理論，讓以后的教學(xué)更加歡快活潑。