探究影响小灯泡亮度因素的研究性学习设计方案

研究性学习设计方案研究课题名称：探究影响小灯泡亮度因素说明：由于研究性学习的特殊性决定了研究性学习的教学设计方案是在研究性学习的实施过程中逐步丰富和完善的，因此模版只是提供了一个供大家思考的框架模型，辅助教师们在真正组织进行研究性学习时做到思路清晰明确。只有在具体实施过程中间，逐步丰富和完善方案，最终才能形成真正的研究性学习的教学设计方案。设计者单位：前双井镇中学设计日期：2013年7月27日所属年级：八年级指导教师：高元元课题组成员（有哪些人参与本课题的研究）：舒玉奇、康晓宇、高元元一、研究性学习开展的背景背景说明（怎么会想到本课题的）：本课内容与实际生活紧密相连，内容易理解，且学生学有所用。也引导和帮助学生懂得学习和生活紧密相关。课题的意义与价值（为什么要进行本课题的研究）：由于本课贴近生活而且学生学完后能随时应用到生活中，能激发学生热爱生活，热爱学习的动机，同时培养了学生审美的能力。通过对本课的研究性学习，使中学生对生活中的一些现象很清楚的辨认和能够更好地培养学生的动手能力。二、研究性学习的教学目的按照新课程标准的三纬目标阐述进行研究性学习的教学目的。知识与技能：1．设计并完成测量电功率的实验。2．正确处理实验中遇到的滑动变阻器滑片位置、选取表的量程、电源大小等问题。过程与方法：通过参看实验“测量小灯泡的电阻”中的电路设计与数据处理方法，根据电功率公式自行设计“测量小灯泡的电功率”的实验过程。情感态度与价值观：1．激发学生思考，获得思维过程的兴趣，珍惜自己的劳动成果。2．在教学活动中培养学生与他人合作的意识，通过互相探讨得出最佳方案，提高学习效率。三、学习者特征分析重点分析学生有哪些共性、有哪些差异，尤其对开展研究性学习有影响的因素。智力因素方面：知识基础、认知能力、认知结构变量。非智力因素：动机水平、归因类型、焦虑水平、学习风格。该班学生的知识量和能力是有限的，已具有初步的分辨能力，但他们的求知欲、好奇心很强，思维活跃，他们善于探索，敢于质疑，敢于创新。学生经过前阶段的学习，已具有一定的基础和判断分析的能力，所以我引导学生去选择合适的仪器和标准的电路图。四、研究的目标与内容课题研究所要解决的主要问题是什么，通过哪些内容的研究来达成这一目标，学生可能的选题内容是什么：在“测量小灯泡的电阻”的实验基础上，引导学生自行设计“测量小灯泡的电功率”的实验方案，培养学生自主学习的能力。指导学生进行探究性实验，在体验“设计、操作、分析、得出结论”的过程中，使学生感受到认真、严谨的科学精神。学会处理实验中遇到的实际问题，培养学生的主动探究精神。预期成果及其表现形式（研究的最终成果以什么样的形式展现出来，是论文、实验报告、实物还是其他形式）：预期结果：通过小组探究、合作找到适合的仪器，并画出合适的电路图和测量小灯泡电功率的方法。表现形式：通过实验报告和电路实物的连接。五、资源设计根据主题教师提供的资源：实验器材（电池、导线、小灯泡、开关、滑动变阻器、电流表、电压表）、小黑板、多媒体课件，投影仪。学生自行准备的资源：电路图、列举生活中的实例，笔、用来记录实验结果的表格。六、研究性学习的阶段设计在这里阐述整个研究性学习活动时间的安排，以及各活动之间的关系、包括评价的设计。一、引入新课教师活动学生活动媒体运用1．引导学生回想实验“测量小灯泡的电阻”，让学生归纳、叙述实验设计和方法。特别注意电路是通过什么进行调节的。1．学生总结归纳：（1）测量电阻的公式：R=U/I。（2）需要测量的物理量有电压U和电流I。电压U的测量工具是电压表。电流I的测量工具是电流表。（3）电路图。（4）设计表格，记录数据。（5）根据数据得出结论。学生画出电路图，在实物投影仪上展示。2．这节课测量小灯泡的功率。通过复习实验“测量小灯泡的电阻”，学生自己设计测量小灯泡功率的实验方案。要求：能测量多组数据，电路中电流怎样调节？需要连入什么装置？怎样连？2．学生讨论分析：（1）计算功率的公式：P=IU。（2）需要测量的物理量是电流I和电压U。电流I的测量工具是电流表。电压U的测量工具是电压表。（3）电路图与实验“测量小灯泡的电阻”相同。（4）设计表格，记录数据。（5）根据数据得出结论。二、教师活动学生活动媒体运用测量功率测量三种情况下的功率：1．灯泡的额定功率。2．灯泡两端的电压是额定电压1.2倍时的功率。3．小灯泡两端的电压低于额定电压时的功率。问题：怎样通过操作电路实现小灯泡达到额定功率、高于额定功率和低于额定功率？答：通过调节滑动变阻器来改变电路中的电流大小，从而调节灯泡两端电压的大小，得到需要的功率。三、对实验中实际问题的处理1．观察所给的实验器材，了解小灯泡的额定电压是多少伏，由此可知本实验需要多少节干电池作电源，要注意什么？2．在连接电压表和电流表时，应注意：(1)确定正负接线柱。(2)选择量程。为了减小误差，应该怎样选择量程？3．开关闭合前应将滑动变阻器的滑片放在什么位置，以达到保护电路的作用？1．学生查看小灯泡上标的额定电压数值，分析得出所需电源的总电压数应该超过小灯泡的额定电压，为了不使小灯泡两端电压过多地超过额定电压，电池并不是越多越好。2．根据电源可能出现的最大电压值，选择好电压表的量程。根据以前测得的小灯泡的电阻，结合I=U/R，估计出可能出现的最大电流，选择电流表的量程。为了减小误差，应在允许的情况下选择小量程。3．调节滑动变阻器，使滑片在阻值最大的位置上，使电路刚闭合时电流最小。四、对实验数据的处理指导学生设计表格，记录实验数据。设计表格。利用实物投影仪展示几组学生设计的表格，并讨论表格的实用性。五、学生实验解决实验中出现的问题。学生分组测量并记录数据。计算小灯泡的电功率值。完成实验报告，写出这个实验的实验目的、所依据的原理、实验步骤、记录的数据、所得的结论和实验中遇到的新问题等。六、教师活动学生活动媒体运用课堂小结实验结束后，各组学生进行实验结论的交流。1．互相借鉴实验中可取的地方，对自己的实验过程进行反思。2．互相讨论解决实验中遇到的新问题。七、总结提高总结、反思整个研究性学习过程，提出意见与建议（在研究性学习结束时，根据研究性学习的实施情况进行填写）。教学反思：测量小灯泡的电功率是电学中第二个同时使用电压表和电流表、滑动变阻器进行定量测量综合实验，对学生的要求比较高，对于完成好本节课的教学任务有一定的难度。通过前一节电功率的学习，学生已经知道用伏安法测量用电器电功率的方法，对公式P=UI有了初步的认识，通过本节实验探究，学生能更清楚地了解电流、电压对电功率的制约关系。本节重点：用伏安法测量小灯泡的实际功率的方法，区分额定功率与实际功率。难点：学生自己设计实验电路和实验步骤。本节实验与前面做过的探究实验相比较，更突出了实验探究过程及实验过程中应思考的问题。通过实验加深了学生对实际功率的理解，从实验角度使学生了解电流、电压如何影响用电器的实际功率。不足之处：有的小组在做实验时没有严格按照规定去做，损坏了小灯泡，以至没有得出实验数据。在今后的教学中，要加强管理。