《焦耳定理》教學(xué)設(shè)計(jì)與說(shuō)課
哈爾濱市第一中學(xué)班主任
教學(xué)設(shè)計(jì)/于群課后說(shuō)課/張晶
教學(xué)設(shè)計(jì)
一、教學(xué)目標(biāo)
（一）知識(shí)與技能
1．能通過(guò)實(shí)驗(yàn)，體會(huì)電壓的熱效應(yīng)。
2．能在演示實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出電熱的大小與電壓、電阻和通電時(shí)間有關(guān)，曉得焦耳定理。
3．認(rèn)識(shí)生活中電熱借助與預(yù)防。
（二）過(guò)程與技巧
體驗(yàn)動(dòng)手操作及科學(xué)探究過(guò)程，了解控制變量的數(shù)學(xué)技巧，提升實(shí)驗(yàn)探究能力和思維能力。
（三）情感心態(tài)和價(jià)值觀
會(huì)解釋生活中一些電熱現(xiàn)象，通過(guò)學(xué)習(xí)電熱的借助與避免，學(xué)會(huì)辨證地看待問(wèn)題。
二、教學(xué)重、難點(diǎn)
重點(diǎn)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究電熱與電壓、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系，并確定研究方式及實(shí)驗(yàn)操作中各個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)注意的問(wèn)題。
難點(diǎn)：測(cè)光耳定理的理解及焦耳定理在實(shí)際生活中的應(yīng)用。
三、教學(xué)過(guò)程
（一）課前預(yù)習(xí)
班主任活動(dòng)：制做課前預(yù)習(xí)教案及實(shí)驗(yàn)演示圖片。
1.哪些是電壓的熱效應(yīng)？
2.熱量的符號(hào)是哪些？單位是哪些？
3.哪些是焦耳定理？表達(dá)式是哪些？
4.朋友們，你能列出出生活中電流通過(guò)導(dǎo)體后發(fā)熱的事例么？
中學(xué)生活動(dòng)：中學(xué)生自主看書(shū)填寫(xiě)預(yù)習(xí)教案，了解焦耳定理；并通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示圖片了解實(shí)驗(yàn)器材及操作過(guò)程。
（設(shè)計(jì)意圖：為本節(jié)課作知識(shí)上的鋪墊。）
（二）預(yù)習(xí)檢查
班主任活動(dòng)：以提問(wèn)的方式，測(cè)量中學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。
中學(xué)生活動(dòng)：中學(xué)生回答預(yù)習(xí)內(nèi)容。
（設(shè)計(jì)意圖：檢查中學(xué)生預(yù)習(xí)情況。）
（三）課堂教學(xué)
1.體會(huì)電熱
實(shí)驗(yàn)1：鋼筆芯通電發(fā)光
中學(xué)生活動(dòng)：中學(xué)生實(shí)驗(yàn)，觀察、尋找鋼筆芯發(fā)光最顯著的位置，并用手機(jī)攝像記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象（設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)中學(xué)生的觀察能力。）實(shí)驗(yàn)2：電爐絲通電后切割泡沫
中學(xué)生活動(dòng)：中學(xué)生實(shí)驗(yàn)，用電爐絲切割泡沫，并用手機(jī)攝像記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象。（設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)中學(xué)生的動(dòng)手能力。）
實(shí)驗(yàn)3：電熱筆通電后精雕泡沫
中學(xué)生活動(dòng)：中學(xué)生實(shí)驗(yàn)，用電熱筆精雕泡沫，并用手機(jī)攝像記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象。（設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)中學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。）
實(shí)驗(yàn)4：電烙鐵在皮子上作畫(huà)
中學(xué)生活動(dòng)：中學(xué)生實(shí)驗(yàn)，用電烙鐵在皮子上寫(xiě)字、作畫(huà)，并用手機(jī)攝像記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象。
（設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)中學(xué)生的創(chuàng)作能力。）
總結(jié)活動(dòng)：中學(xué)生重新播放實(shí)驗(yàn)視頻，講解實(shí)驗(yàn)過(guò)程、現(xiàn)象及創(chuàng)作蘊(yùn)意。
班主任總結(jié)實(shí)驗(yàn)。
2.探究電熱及影響電熱的誘因
班主任活動(dòng)：由鋼筆芯實(shí)驗(yàn)視頻，再度發(fā)問(wèn)，引導(dǎo)中學(xué)生按照剛剛所做的實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象推測(cè)，電壓通過(guò)導(dǎo)體時(shí)形成熱量的多少跟哪些誘因有關(guān)？
中學(xué)生活動(dòng)：中學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行推測(cè):電壓、電壓、電阻、通電時(shí)間……學(xué)生舉例說(shuō)明推測(cè)的合理智。
（設(shè)計(jì)意圖：由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象培養(yǎng)中學(xué)生合理推測(cè)，并剖析推測(cè)的合理智。學(xué)會(huì)排除不合理推測(cè)。）
班主任活動(dòng)：總結(jié)，電壓通過(guò)導(dǎo)體時(shí)形成熱量的多少與電壓、電阻、通電時(shí)間可能有關(guān)。
介紹實(shí)驗(yàn)器材并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：
中學(xué)生活動(dòng)：觀看實(shí)物投影中的實(shí)驗(yàn)器材，聽(tīng)老師講解。
班主任提問(wèn)：要研究電壓通過(guò)內(nèi)阻形成熱量與內(nèi)阻的關(guān)系，怎么設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？怎樣比較形成熱量的多少？
中學(xué)生活動(dòng)：中學(xué)生討論，實(shí)驗(yàn)時(shí)要控制電路中的電壓相等，改變阻值，比較在相同時(shí)間內(nèi)放出熱量的多少。可使兩個(gè)阻值串聯(lián)，可以使流過(guò)兩根內(nèi)阻絲的電壓和通電時(shí)間相同。通過(guò)左右兩管液面的高度差來(lái)比較，液柱上升的越高，放出熱量越多。
（設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)中學(xué)生借助控制變量的方式來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。）
培養(yǎng)中學(xué)生借助轉(zhuǎn)換的方式把不易觀察的量轉(zhuǎn)換為易觀察的現(xiàn)象。
班主任活動(dòng)：實(shí)物投影現(xiàn)場(chǎng)展示實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象。
中學(xué)生活動(dòng)：中學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出推論：在電壓和通電時(shí)間相同時(shí)，內(nèi)阻越大，電壓通過(guò)內(nèi)阻形成的熱量越多。
（設(shè)計(jì)意圖：學(xué)會(huì)依照實(shí)驗(yàn)現(xiàn)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(wèn)：要研究電壓通過(guò)內(nèi)阻形成熱量與電壓的關(guān)系，怎么設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？怎樣比較形成熱量的多少？
班主任活動(dòng)：實(shí)物投影展示實(shí)驗(yàn)裝置并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。
中學(xué)生活動(dòng)：中學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)裝置討論得出：本裝置研究電熱與電壓的關(guān)系。使右側(cè)容器中的內(nèi)阻絲中的電壓與右側(cè)容器中的內(nèi)阻絲不等（右邊電壓小于左邊電壓）。通過(guò)左右兩管液面的高度差來(lái)比較，液柱上升的越高，放出熱量越多。
（設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)剖析實(shí)驗(yàn)裝置的合理智培養(yǎng)中學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力。）
班主任活動(dòng)：實(shí)物投影現(xiàn)場(chǎng)展示實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象。
中學(xué)生活動(dòng)：中學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象焦耳定律導(dǎo)學(xué)案設(shè)計(jì)，得出推論：在內(nèi)阻和通電時(shí)間相同時(shí)，電壓越大，電壓通過(guò)內(nèi)阻形成的熱量越多。
（設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)中學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)、總結(jié)實(shí)驗(yàn)、描述實(shí)驗(yàn)推論的能力。）
班主任講解：對(duì)于某一個(gè)內(nèi)阻，在電壓一定時(shí)，通電時(shí)間越長(zhǎng)，電壓通過(guò)內(nèi)阻形成熱量越多。這個(gè)推論可以通過(guò)剛剛的實(shí)驗(yàn)中看下來(lái)，某一根內(nèi)阻絲通電時(shí)間越長(zhǎng)，液柱上升越高，說(shuō)明放出熱量越多。
中學(xué)生活動(dòng)：中學(xué)生總結(jié)以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：電壓通過(guò)內(nèi)阻形成熱量的多少與電壓、電阻和通電時(shí)間都有關(guān)，電壓越大、電阻越大、通電時(shí)間越長(zhǎng)，電壓通過(guò)內(nèi)阻形成熱量越多。
3.焦耳定理
班主任活動(dòng)：介紹科學(xué)家焦耳，介紹焦耳定理內(nèi)容、表達(dá)式。
中學(xué)生活動(dòng)：了解焦耳在電熱上的成就，中學(xué)生了解焦耳定理的內(nèi)容，記住公式。
（設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)中學(xué)生的人文精神、學(xué)習(xí)科學(xué)家實(shí)事求是的精神。）
4.電熱的借助和避免
班主任介紹：電熱在實(shí)際中有借助也有避免的。我們要借助辨證的心態(tài)來(lái)對(duì)待電熱。
中學(xué)生活動(dòng)：中學(xué)生舉例生活中電熱的利與弊
班主任活動(dòng)：展示圖片，日本電熱炕，講解原理，并由電熱炕技術(shù)上的改進(jìn)對(duì)中學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)上的引導(dǎo)。
（設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)中學(xué)生借助辨證的心態(tài)來(lái)看待問(wèn)題。）
5.小結(jié)（略）
評(píng)課
諸位評(píng)委老師：
你們好！剛剛聽(tīng)了于老師的生動(dòng)精彩、別有新意的一課，覺(jué)得頗具利潤(rùn)，下邊我就探討一下自己的小看法。于老師這節(jié)課是翻轉(zhuǎn)課堂的模式，分課前和課上兩個(gè)部份，課前預(yù)習(xí)學(xué)案，課上實(shí)驗(yàn)探究。通過(guò)課前的預(yù)習(xí)學(xué)案使中學(xué)生對(duì)本節(jié)課的一些知識(shí)有了一定的認(rèn)識(shí)和理解。這樣的學(xué)案形式我想起碼有三點(diǎn)益處：
1.中學(xué)生能自己獨(dú)立學(xué)習(xí)的就由中學(xué)生自行完成，這樣有助于培養(yǎng)中學(xué)生主動(dòng)的學(xué)習(xí)意識(shí)，獨(dú)立思索問(wèn)題的能力。我們曉得：造成中學(xué)生成績(jī)上的差別的主要誘因不是能力問(wèn)題而是心態(tài)問(wèn)題。給中學(xué)生一定的時(shí)間和空間，讓她們漸漸習(xí)慣主動(dòng)獲取知識(shí)。
2.使中學(xué)生在這些自主學(xué)習(xí)中獲得一定的成就感，進(jìn)而提升中學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情；尤其是對(duì)后進(jìn)生，雖然他收獲的僅僅是數(shù)學(xué)定義、單位一類(lèi)通俗的知識(shí)，但其實(shí)都是她們自己完成的，也會(huì)降低她們的自信心，使她們樂(lè)意投入到進(jìn)一步的學(xué)習(xí)中來(lái)。
3.在自主學(xué)習(xí)的過(guò)程中，中學(xué)生難免會(huì)有一些模棱兩可或模糊不清的知識(shí)點(diǎn)，中學(xué)生都會(huì)在課堂實(shí)驗(yàn)探究中注意該知識(shí)點(diǎn)，最后除了能解決這一知識(shí)，都會(huì)對(duì)該知識(shí)點(diǎn)有更深刻的印象。有助于中學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，及對(duì)重點(diǎn)難點(diǎn)知識(shí)的筑牢。
課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中，于老師重視了中學(xué)生對(duì)電熱的感知和感受，給中學(xué)生創(chuàng)設(shè)了一個(gè)開(kāi)放的課堂、動(dòng)態(tài)的課堂。我們看見(jiàn)：于老師為中學(xué)生打算的實(shí)驗(yàn)不是單調(diào)統(tǒng)一的，而是不同方式，不同風(fēng)格的。這四組實(shí)驗(yàn)于老師按照中學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律悉心設(shè)計(jì)的。諸如：兩支鋼筆芯相撞實(shí)驗(yàn)，中學(xué)生在學(xué)習(xí)生活中有削鋼筆的經(jīng)驗(yàn)，從生活經(jīng)驗(yàn)入手，走入化學(xué)世界，中學(xué)生想到將鋼筆芯削尖后進(jìn)行深入的科學(xué)探究，最后認(rèn)識(shí)到筆尖相撞火花最大。可見(jiàn)，于老師除了給中學(xué)生設(shè)定了一定的目標(biāo)，并且還考慮了中學(xué)生達(dá)到目標(biāo)的途徑。中學(xué)生伸手即可得到的果實(shí)吃上去未必這么有滋味，而經(jīng)自己找尋得來(lái)的成果會(huì)讓中學(xué)生飽含自信；而這塊皮子如果換成木板，留給中學(xué)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象只能是黑漆漆的烙點(diǎn)，中學(xué)生無(wú)法烙印出有形的紋樣，相信無(wú)法碰撞出中學(xué)生思維中藝術(shù)的火花。于老師用心尋思，巧妙設(shè)計(jì)使中學(xué)生多方面，多角度地認(rèn)識(shí)感知電熱，拓展了中學(xué)生的思維空間和運(yùn)用知識(shí)的能力。
同時(shí)，在本節(jié)課中，電子白板的合理借助有效地推動(dòng)了課堂教學(xué)。于老師整堂課上對(duì)電子白板的借助，有三處讓我感覺(jué)可圈可點(diǎn)：
1.在實(shí)驗(yàn)前，于老師用了一個(gè)幻kt板將四個(gè)實(shí)驗(yàn)置于了這一個(gè)幻kt板上，并可以任意點(diǎn)播每一個(gè)實(shí)驗(yàn)，這是我在往年的白板使用中所沒(méi)有接觸的技術(shù)。它節(jié)約了前后翻看幻kt板的時(shí)間，降低了中學(xué)生對(duì)這四個(gè)實(shí)驗(yàn)的對(duì)比度，有效地提升了課堂效率。
2.中學(xué)生實(shí)驗(yàn)之后由中學(xué)生借助電子白板來(lái)匯報(bào)實(shí)驗(yàn)情況。于老師放手讓中學(xué)生錄制視頻，播放講解，導(dǎo)致中學(xué)生的好奇心，迸發(fā)了中學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望。
3.體會(huì)電熱實(shí)驗(yàn)過(guò)后，于老師給中學(xué)生演示了空氣盒實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)物投影，白板播放，無(wú)論是課室后排還是后座的中學(xué)生都清晰地看見(jiàn)“U”型管內(nèi)液柱的變化情況，將語(yǔ)言信息動(dòng)態(tài)、直觀地傳遞給了中學(xué)生，變具象為具體，化難為易，有效地幫助師生突破了難點(diǎn)。
假如說(shuō)本節(jié)課仍有可商榷之處：我認(rèn)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(duì)安全問(wèn)題我略有害怕。
對(duì)于本節(jié)課我是這樣設(shè)計(jì)的，上面也與于老師一樣采用預(yù)習(xí)導(dǎo)教案，將主動(dòng)權(quán)還給中學(xué)生。只是實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，我與于老師不同，于老師更重視中學(xué)生對(duì)電熱的體會(huì)和感受。而我重視的是變焦耳定理的實(shí)驗(yàn)探究和對(duì)教材的深入理解。
我打算了四組不同的實(shí)驗(yàn)，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(nèi)液柱變化來(lái)反映形成電熱的多少，和使用室溫計(jì)直接測(cè)溫來(lái)比較。單一的實(shí)驗(yàn)器材會(huì)限定中學(xué)生的思維，不同的實(shí)驗(yàn)器材為中學(xué)生提供了不同的思維空間，開(kāi)拓中學(xué)生的視野和思路。使中學(xué)生漸漸養(yǎng)成對(duì)比學(xué)習(xí)，舉一反三的思維習(xí)慣。無(wú)論是器材的組裝，還是具體的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，都由實(shí)驗(yàn)小組的朋友自已完成。只要是中學(xué)生自己能行的事，我們都不要插手。雖然是錯(cuò)了，才能在探究中明了自己錯(cuò)誤的緣由，并能汲取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，也是彌足珍稀的收獲。
實(shí)驗(yàn)過(guò)后的交流評(píng)估是我們深挖教材的良好途徑。中學(xué)生的看法遠(yuǎn)勝過(guò)我們的想像，我們不怕中學(xué)生把思維放出去，要高瞻遠(yuǎn)矚，沒(méi)有打開(kāi)的思維也不會(huì)對(duì)知識(shí)有深入的理解。在交流中焦耳定律導(dǎo)學(xué)案設(shè)計(jì)，朋友們既對(duì)學(xué)過(guò)的知識(shí)進(jìn)行了整合應(yīng)用，又對(duì)新知識(shí)有了更深層面的理解。在得出了焦耳定理的同時(shí)也對(duì)該定理有了更深的理解。
學(xué)習(xí)興趣及自主學(xué)習(xí)意識(shí)是學(xué)好知識(shí)的關(guān)鍵，所以教學(xué)工作中，我們通過(guò)課前預(yù)習(xí)，培養(yǎng)中學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)；課堂探究，提升中學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，除了有助于中學(xué)生目前的學(xué)習(xí)，也利于升入中學(xué)后的學(xué)習(xí)，將初小學(xué)的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)方式進(jìn)行良好對(duì)接。“教中學(xué)生五年，為中學(xué)生想三六年，為國(guó)家民族想三百年。”我們不一定能做到這么遠(yuǎn)，但我們一定會(huì)努力去做，感謝你們！
——佳木斯市教育研究院陌陌公眾平臺(tái)