基于理解的中学数学热学概念教学
--以《电流与电流、电阻的关系》为例
一、学情剖析:
在学习本节课知识之前，中学生们早已学习了“电流”、“电压”与“电阻”等基础知识，有了一定的知识储备，但对两者之间的关系还不了解；八年级的中学生，她们早已有了一定的动手实践能力与问题解决能力，可以在观察、分析、对比中深入探求化学知识。通过本节课让中学生体验电压与电流、电阻之间的密切联系，
进一步感受“控制变量法”在数学探究教学中的重要思想。
二、教学目标:
（一）科学观念
会通过实验设计研究电压与电流、电阻关系的研究方案，理解欧姆定理并解决简单的热学问题；
（二）科学思维
1.模型建构：利用图象方式建构关系，并会解释图象及运用图象信息建立热学模型。
2.科学推理：通过对电流和内阻概念的深入剖析，理解电压与电流和内阻的初步关系。
3.科学论证：通过控制变量法的思想，更进一步明晰电压与电流和内阻的关系。
（三）探究实践
1.会按照实验方案施行变量的控制与检测，并规范记录数据。
2.能从实验数据找出反比关系或正比关系。
3.能从分步实验推论中总结出欧姆定理
（四）心态责任
1.初步形成研究数学的内在动机，找寻事物本源规律的热情初中物理电压公式，能在合作中既能坚持观点又能修正错误。
2.通过探究活动，更进一步产生严谨认真的行为心态，尊重别人并擅于合作，诚实理智的社会责任和奉献精神。
三、教学重点和难点
重点：理解欧姆定理的内容
难点：学会用“控制变量”来研究化学问题
四、教学打算
中学生热学工具箱
五、教学过程
一、创设情境，激趣引入：
掏出一个热学暗箱（只漏出灯泡和开关），调节内部的滑动变阻器，灯泡的色温急剧变暗。
师：老师是如何让灯泡变暗的呢？
生：可能降低了电板（改变电源电流）或则串联一个灯泡（或定值内阻或滑动变阻器）。
师：追问：为何改变阻值会改变通过灯泡的电压？为何改变灯泡两端的电流会改变通过灯泡的电压？
生：内阻会妨碍电压；电流会促使电荷做定向运动产生电压。
师：这说明了通过灯泡的电压与什么诱因有关？
生：电流，内阻。
师：挺好，那朋友们刚刚的猜测究竟对不对呢？接出来我们一上去解密。
班主任演示：1.打开热学暗箱，减小滑动变阻器电阻，发觉灯泡色温变暗；
2.降低电瓶的节数，发觉灯泡变亮。
师：通过刚刚的实验你觉得电压与电流和内阻有哪些关系？
生：内阻越大，电压越小；电流越大，电压越大；
二、新课教学：研究电压与电流和内阻的关系
师：这么我们能够设计实验来定量研究她们两者之间有哪些关系呢？这就是我们明天要研究的内容。
当我们要研究一个量与其它几个量有哪些关系时，我们常采用哪些方式？
生：控制变量法
师：若要研究电压与电流关系时，应保持哪些不变？要改变哪些？测出哪些？
若要研究电压与内阻关系时，应保持哪些不变？要改变哪些？测出哪些？
生：1.保持内阻不变，改变电流，测出电压；
2.保持电流不变，改变阻值，测出电压；
师：接出来我们先来研究电压与电流的关系。
（一）探究电压和电流的关系
师：讨论：本实验须要用到检测什么数据？什么器材？
生：电源，电压表，电流表，小灯泡，开关初中物理电压公式，导线
师：请朋友们小组合作讨论设计好电路图
出示电路图讨论评价：
1.该实验用定值内阻好还是灯泡好？为何？
小灯泡的钨丝（灯丝）内阻会随着气温下降而变大，难以控制内阻一定
2.这个实验研究对象是哪些？电压表检测的是谁的电压？电流表检测的是谁的
电流？
3.怎样改变定值阻值的电流？改变通过定值阻值的电压的方式有什么？那个更好？为何？
串联滑动变阻器R′或者改变电瓶的数目；用滑动变阻器更好，由于滑动变阻器可以连续的改变定值内阻两端的电流，数据更有普遍性（防止实验的碰巧性）。
4.滑动变阻器在两次实验中分别有哪些作用？
①改变定值内阻两端的电流；②分担电流，保护电路；
确定方案后学生重新设计更改电路图，如图3所示
中学生活动：按照电路图联接实物图
注意事项：
1.联接电路时开关应断掉。
2.先“串”后“并”
3.注意阻值和正负接线柱
4.闭合开关前滑动变阻器的滑片应移到内阻最大位置。
推论：当内阻一定时，导体中的电压与导体两端的电流成反比。
（二）探究电压和电流的关系
师：若要研究电压与内阻关系时，应保持哪些不变？要改变哪些？测出哪些？
生：保持电流不变，改变阻值，测出电压；
师：怎么保持R两端的电流不变？
生：方案1.保持电瓶个数不变（即电源电流一定）
方案2.用滑动变阻器调节R两端电流一定
中学生讨论：方案2肯定可行（上一个实验证明可行），方案1不确定；
师：演示实验批驳：
师：剖析表格，大家有何发觉？
生：当电瓶个数不变（即电源电流一定），R两端的电流会发生改变，并且内阻越大，R两端的电流越大，越接近电源电流。
师：由于电源内部有内内阻会分压。因而要保持R两端的电流一定，用如上的电路图可行吗？
生：不行，由于R两端电流会改变。
中学生讨论后统一更改产生如下的电路图：
中学生分组实验：
推论：当电流不变时，通过导体的电压跟导体的内阻成正比．
过渡：虽然早在1827年英国化学学家欧姆通过大量的实验研究得出推论（介绍欧姆当时的实验条件，感受得出这个推论的不易，渗透情感价值观）
三、欧姆定理
欧姆定理内容：导体中的电压，跟这段导体两端的电流成反比，跟这段导体的内阻成正比。
（1）欧姆定理的公式
表示加在导体两端的电流减小几倍，导体中的电压也减小几倍；当加在导体两端的电流一定时，导体的内阻减小几倍，其电压就减少为原先的几分之一．
（2）由欧姆定理的公式
汪意：1.这两个公式并非欧姆定理的内容，请勿混淆．
（1）U=IR:表示导体两端的电流等于通过它的电压与其内阻的乘积．
（2）
表示导体的内阻在数值上等于加在导体两端的电流与其通过的电压的比值．不能说导体的内阻与导体两端的电流成反比、与通过它的电压成正比．我们晓得，内阻是导体本身的一种特点，虽然导体中不通电压，它的内阻也不会改变，更不会由于导体中电流的减小或减少而使它的内阻发生改变。
2.在理解电压跟电流的关系时：
（1）这儿导体中的电压和导体两端的电流都是针对同一导体而言的，我们用电流表和电压表检测的是同一导体的电流和电压，不能拿一个导体中的电压和另一导体上的电流成反比．
（2）不能反过来说，内阻一定时，电流跟电压成反比．这儿存在一个逻辑关系的问题，电压、电压都是化学量，有各自的化学意义，化学量之间存在一定的因果关系，这儿的电流是缘由，电压是结果，是由于导体两端加了电流，导体中才有电压，不是由于导体圆通了电压才加了电流，因果关系不能颠倒．
四、板书设计
五、课堂作业
