3.培养学生连接电路的基本技能、科学态度、科学方法和科学习惯
教学建议
教材分析
这是学生做的第一个电学分组实验,它对学生认识串、并联电路特点,培养学生连接电路的技能有重要作用,必须创造条件,组织学生做好这个实验.由于实验所需器材较简单,取材也容易,建议尽可能多分一些组,让学生人人都有动手操作的机会.如果没有那么多的电铃,也可不用.连接电路时强调要注意两点,一是开关先要切断,二是经验不足时不要先用两根导线连接电源后再接电路,而是要按教材所讲的,先从电源的正极连起,连好各个元件后最终连上电源的负极,或者按相反的次序.
教法建议
1.为了提高实验效果,可引导学生围绕以下问题进行预习:
(1)串联电路、并联电路连接的特点是什么?连接课本图4-24和图4-25电路需那些器材(包括名称、数量)?
(2)为防止接错或漏接,自己先拟定一个接线顺序.再连接过程中为什么开关应是断开的,并特别注意防止短路?
(3)如下图所示电路中的开关的连接是否正确?如果是错误的,把它改正过来.
2.实验课上学生动手之前,教师应要求学生做到以下几点,以培养学生良好的电学实验习惯:
(1)把实验桌上的器材与所做实验的电路图中需要的器材对照,检查器材是否够用.
(2)搞清使用的电源是什么电源,分清电源的正、负极,弄清如何接线.
(3)想一想,灯座、开关应如何连接?把导线接到接线柱上,导线应沿什么方向缠
绕,旋紧螺帽时导线才不致被挤出来?
3.接好电路后,再闭合开关前,要对照电路图认真检查,闭合开关后,如出现故障,应立即断开电源,然后从电源的一个极出发,逐段检查原因.
4.实验后,要求学生整理好实验器材,并写好简单的实验报告.分组实验是培养学生操作技能和科学方法、态度、习惯的重要过程,一定要组织好,以获得较好的效果.
第七节之后,教材又安排了一个实践活动--"想想议议".这个问题对刚刚接触电学知识的初中学生来说,要求较高,不必要求全体学生都能做出.
教学设计方案
1.复习
(1)串联电路、并联电路连接的特点是什么?
(2)什么叫短路?连接电路时,开关应该是断开还是闭合的?
(3)怎样判断电路的连接形式试判断下面电路的连接是否正确.(投影片)
(4)可用计算机模拟演示串联电路、并联电路的连接方法,也可用实物电路,教师一步步操作.让学生观察并进行归纳小结:
①首先将电池连接成串联电池组;
②按电路图从电源正极开始,依电流的路径,把元件一个个连接起来(连接开关前,开关是断开的),最后连到电源的负极(也可反过来顺次连接);
③连线时要注意导线两端必须接在接线柱上,导线不要交叉,不要重叠.
④连接并联电路时,可按串联的方法先连接一个支路,找到电流的分、合点再将其他支路并列接在分、合点上.
2.进行新课------学生实验
(1)组成串联电路
①首先让同学将实验桌上的器材与做实验的电路图中需要的器材对照,检查器材是否够用.画出串联电路图.
②弄清使用的电源的正、负极.
③按课本中的步骤进行实验.注意电路连接过程中开关必须是断开的.
④若电路连接完毕,闭合开关后,灯泡不亮时注意检查发生故障的原因:检查电池之间是否连接正确;检查每个接线柱是否拧紧,导线是否连接好;检查小灯泡与灯座是否接触好(可用手向下轻轻按按).在自己解决问题有困难时,可请老师协助检查.
⑤积极动手,认真观察,深入思考,回答课本实验步骤中提出的问题.
(2)组成并联电路
①认真画好并联电路图.弄清电路的分、合点,用字母A、B标出.标出电路中的电流方向,分清哪部分是干路,哪
部分是支路.
②弄清电路中有几个开关;哪个开关是控制整个干路的;哪个开关是控制支路的.
③按电路图连接并联电路,并进行观察,回答实验步骤中提出的问题.
探究活动
自制电路板
材料:25厘米×40厘米×0.3厘米的纤维板一块、接线柱28个、导线若干.
制作方法:
1.在纤维板的正面,绘出电路如图1所示,然后按图中圆圈位置先为接线柱打孔,再行安装.
2.在板的背后,按板面电路用双股软导线连接在线柱上.
使用方法:实验中需要使用的电路元器件,事前连接好两端引线,然后按照电路设计连入电路板中,如果被利用的电路接线柱间不需连接元器件但必须连通,可用导线短接.
图1
“串联电路和并联电路”是初中物理重要的教学内容之一,这部分内容和人们的生产、生活实践关系十分密切,可以说,它既是章节教学的重点也是教学难点。
从能力目标角度来说,这部分内容应教会学生连接简单电路,这也是初中学生应具备的基本能力;从知识目标层面来看,这又是学生理论联系实际的一个重要实验,有利于学生巩固、吸收电学理论知识。为了让学生更好地掌握本实验,除了做到课本要求的内容之外,笔者认为还应注意以下几个问题。
1让学生认识到本实验的重要性,强化做好实验的意识
初中学生对电学知识大都有初步了解,在进行“组成串联电路和并联电路”分组实验时,他们既兴奋,又紧张,因为这毕竟是他们第一次做与电有关的分组实验。实验前,教师应告诉学生串、并联是最重要的也是最基本的电路连接方法,通过实验不仅可以掌握串联、并联电路的特点和区别,还可以通过实验,亲自动手,学会接线方法,更好地运用于生活实践当中。实验时,物理教师还可以通过实例告诉学生线路出错导致的危害,使学生进一步认识到电路连接方法的重要性,提高他们做好实验的意识。
2教师要充分准备实验
3实验教学中的三种组织形式
为了让实验教学在课堂上得以有效实施,除了增强实验意识、改进实验方法外,还要考虑采取何种形式来完成实验过程。一般来说,实验课教学的组织形式可分三种模式,即指令操作模式、主动操作模式、指令主动相结合操作模式。
指令主动相结合操作模式融合了上述两种模式的优点,摈弃力其缺点。组成串联电路和并联电路”的实验宜采用这种模式。原因是:学生有一定的理论基础,独立操作具有知识支撑;另外,由于电学知识有一定风险,还离不开教师的巡回检查和指导。更主要的采用这种模式即可以发挥教师的主导作用,还可发挥学生的主体作用,使这个实验理论和实际联系起来。
4该实验电路连接时应注意的几个问题
(1)由于实验中要用到220伏的交流电,实验过程中导线不能乱扔,以免线头掉入交流电源插孔内而发生触电事故。
(2)连接电路前要分析好各用电器的串、并联关系,以及每个开关的控制作用,导线尽量要少用。
(3)断开所有开关,从电源的一个极开始,按电流流经的路径逐个连接电路元件。在并联电路中逐条支路进行连接,切不可多条支路同时连接。
(4)把接线柱上的导线连接牢固。接线柱处的线头不要太长,避免两接线柱导线接触,形成短路。导线应顺时针绕在接线柱上,切不可绕反了。
(5)导线摆放尽量不要交叉,分布合理,以便于检查电路。
(6)连接电路完成后一定要先检查,然后试触,最后进行正确操作,切不可连接完成后立即实验。
5正确分析实验现象,及时得出实验结论
对实验中出现的现象一定要及时分析,得出结论,这样才能达到预期的实验目的。例如,在研究并联电路实验中,有这样几个步骤:
第一步:电路检查无误后,干路、支路开关都闭合。
现象:两灯都发光。
结论:干路和支路开关都闭合时,电灯才都发光。
第二步:断开干路开关,闭合支路开关。
现象:两灯都不亮。
结论:干路开关能够控制所有用电器工作。
第三步:干路开关闭合,随意断开其中任一条支路开关。
现象:断开哪一条支路上的开关哪一盏灯不亮。
结论:支路开关只控制支路用电器工作。
这样,实验做完之后,实验目的也就自然达到了。有些同学只重视实验现象,而忽略了实验结论的及时归纳和总结,教师在实验时要注重引导,才能使学生达到从实践到理论的这一境界。
参考文献:
(1)串联电路:把电路元件逐个顺次地连接起来组成的电流路径叫做串联电路。(2)串联电路的特点:只有一条电流路径,电流是逐一经过各个电路元件的,一个元件不工作或断开,整个电路就不工作或是开路。
利用该特点来识别电路,判别一个电路是不是串联电路,就要看其电流通路是否只有一条路径,可以按电流的走向来判定,具体的做法是:电流都是从电源的正极“+”出来,为电流走向的起点,电流逐一经过各电路元件回到电源的负极,从电流的流向来看,是一条单独的电流路径,电流只有一条通路,所以各电路元件是串联的。
例如:图1、分析电灯L1和L2是否组成串联电路,电压表“V”和“V1”是测量哪个元件的电压,电流表“A”是测量哪个电路的电流。
解析:当电键S闭合的时,电流从电源的正极“+”出来,达到a点,因电压表内阻(R)很大,视为断路,电流不经过电压表“V”,所以电流经过电灯L2到达b点,电流不经过电压表“V1”,电流再经过电灯L1,到过c点,而电流表的内阻(R)很小,视为导线,所以电流经过电流表“A”,再经过电键S,到达d点,电流由d点回到电源的负极。电流只有一条路径,即“+”a点L2b点L1c点“A”Sd点“-”。电流无分路,所以当电键S闭合时,灯L2和L1是组成串联电路;电压表“V”正极接电源的正极“+”,电压表的负极接电源的负极“-”,所以电压表“V”是测量电源两端的电压。而电压表“V1”正极接电灯L1左端b点,电压表“V1”负极接电灯L1右端c点,所以电压表“V1”是测量灯L1两端的电压;电流表“A”是测量这一电路的总电流强度。
二、并联电路的识别
(1)并联电路:把电路元件并列起来接到电源的两极上就组成了并联电路。
(2)并联电路的特点:有两条以上的电流路径,且一条电路的通断不影响另一条电路的工作。要判断一个电路是否是并联电路,要看电流在流动过程中,是否有两条以上的电流路径,且当其中一条电路通断或有故障时,不会影响另一条电路的工作。
例如:图2、当电键S1、S2、S都闭合时,电灯L1、L2、L3是串联还是并联?
解析:当电键S1、S2、S都闭合时,电流从电源的正极出来,到达a点,一路经L1到c点,一路经S1到达b点;到达b点的电流又分:一路经L2到达c点,一路经L3到达d点,到达c点的电流汇合后经S2到达d点,三路电流汇聚于d点经电键S回到电源的负极,这是具有三条电流路径的电路,所以电灯L1、L2、L3是并联。
(提示:如果只有S闭合,S1、S2都断开,电流无分路,电灯L1、L2、L3就组成了串联电路。)
例如:图3、当电键S、S1、S2、S3、S4都闭合时,电灯L1、L2、L3、L4是怎样连接的?
解析:当电键S、S1、S2、S3、S4都闭合时,电流从电源的正极出来,经S到达a点,一路到达b点,到达b点的电流,一路经L1,S1到达G点,一路经S2、L2到达d点再到G点;到c点的电流:一路经S3、L3到d点再到达G点,一路经L4、S4到达G点,四路电流在G点汇聚后回到电源的负极。这是一个具有四条电流路径的电路,所以灯L1、L2、L3、L4是并联电路。
1.教材简析。教材的地位和作用。《研究串、并联电路的电流特点》既是串、并联电路、电路图、电流表知识的应用,又是以后学习电功、电功率等内容所必备的基础知识,因此是本章乃至整个初中电学的重要内容。目的是要通过实验探究得到串并联电路的电流规律。本节课重在探究过程,要让学生亲生体验、自己探究。但从教材编写来看,没有设计成一次完整的科学探究过程,学生只经历了探究的后面几个环节。
2.教学目标。(1)知识与技能目标:①初步学会串联电路和并联电路的连接方法。②初步学会使用电流表测电路里的电流。③知道串联电路和并联电路各部分电流的关系。(2)过程与方法目标:学生小组合作,自主探究串、并联电路的电流特点。(3)情感态度和价值观目标:通过这一类探究活动,让学生慢慢培养良好的科学探究习惯,培养学生实事求是的科学精神。
二、教学设计
1.教学方法。秉承“以学生为主体,教师为主导,能力为主线,进行有效教学”的理念,因为教学目标是要通过做实验探究来完成,而不能直接告诉学生结论,同时学生初次做电学实验,要想完全独立在40分钟内完成实验有困难,所以本节课采用实验法、辅导法。
2.学法指导。本节课学生采用“自主探究、合作交流”的学习方法。因为只有这样才能真正体验科学探究的内涵,才能完成本节课的过程目标。
三、教学过程
本节课分为两大部分:研究串联电路的电流特点和研究并联电路的电流特点。每部分都是由学生操作、总结方法等步骤构成,这样既突出了过程,又突出了重点。每一部分又设计为五个环节。
(一)研究串联电路的电流特点
环节(1):展示串联电路(1分钟)
提出问题:这是什么电路?学生回答:串联电路。
环节(2):提出任务,学生连接电路(4分钟)
提出任务一:每小组把桌上的实验器材按屏幕上电路图连接起来。
学生自主实验,教师辅导,观察发现那些能较快正确连接出的小组,便于上台演示。
环节(3):总结连接方法,突破难点(5分钟)
请一组同学告诉大家连接的最佳方法,并同时上前面把电路板上的器材连接起来。
学生边连接电路边讲解,以小灯泡亮为成功标志。老师再多媒体直观演示,并规范总结连接方法。串联电路的连接方法是:按电路图从电源正极开始,依电流路径,把元件一个一个连接起来(连接开关前,开关是断开的),最后连接到电源的负极。
接下来让学生连接好并检查小灯泡是否能同时发光。
环节(4):测电流(5分钟)
提出任务:请同学把电路图中3处电流测量出来并填表。
环节(5):总结电流特点(5分钟)
请同学把数据填入黑板上表格,提问:同学们分析上面的数据,想想有没有什么规律?思考讨论后请举手,从学生的口中大致得出串联电流的特点,规范总结为:串联电路中,电流处处相等I=I1=I2。
(二)研究并联电路的电流特点
环节(1):展示并联电路(1分钟)
第一种方案:请一组同学告诉大家连接的最佳方法,并同时上前面把电路板上的器材连接起来。学生边连接电路边讲解,以小灯泡亮为成功标志。
第二种方案:如果学生不能及时连接并联电路,为了有效学习,教师可以亲自演示。
老师再多媒体直观演示,并规范总结连接方法。并联电路的连接方法是:
按电路图从电源正极开始,依电流路径,把元件一个一个连接起来(连接开关前,开关是断开的),最后连接到电源的负极。
请同学把数据填入黑板上表格,提问:同学们分析上面的数据,想想有没有什么规律?从学生的口中大致得出并联电流的特点,并规范总结为:并联电路中,干路电流等于支路电流之和I=I1+I2。