物理九年级全册第十五章 电功和电热综合与测试教学设计及反思
展开教学目标
1、知识与技能
研究家庭电路的组成,会画电路图,并进行简单的电路设计和制作,理解影响家庭消耗电能多少的因素。
学会使用电能表,并能应用电能表测量用电器消耗的电能和计算用电器的实际电功率。
2、过程与方法
经历用电能表测量用电器的电能和电功率的过程,分析实际功率与额定功率不同的原因。
3、情感、态度与价值观
探究分时电价的意义,能通过计算电费,说明分时电价对家庭的好处,通过数据调查和查阅资料,理解分时电价对整个社会的意义,培养学生的节约用电、合理用电的意识和社会责任感。
在综合实践活动过程中,培养学生的动手制作能力、收集和处理信息能力、交流与合作的能力。
教学资源分析
本章的教学内容来源于日常生活中,学生具有一定的实际生活体验,并有浓厚的兴趣和探究欲望。他们对家庭电路的组成与安全用电已经有了一定的了解,已经具备了电功、电功率的基本知识,这些都是学生进行综合实践活动的重要资源。
教学策略分析
根据学生的生活体验,采用课外调查实践与课堂探究相结合,学生汇报与讨论交流相结合的形式进行。在学生自主探究和调查研究的基础上,课堂就其中一部分问题展开深入的研究和讨论,注重对学生活动过程中问题的挖掘,通过讨论和交流,让学生对问题的认识有进一步的提高。
教学重点及难点
重点:应用电能表测量用电器消耗的电能并计算电功率,进一步理解用电器的实际功率和额定功率的区别。探究分时电价的意义,培养学生学以致用的综合实践的能力。
难点:学生自主探究方案的确立,探究过程的设计,制作方案的实施,对实验数据的计算和分析,通过调查研究和查阅资料对研究过程的总结和评价。
教学器材
演示用电路板、学生制作的电路板、有高、低两个不同挡位的取暖器、秒表
课前准备:
每个学生调查自己家的用电线路,画出电路图,并分小组进行有关制作和问题研究
熟悉电能表的使用方法,会根据电能表的参数计算电路中消耗的电能
掌握电功率的计算方法
理解用电器的实际功率与额定功率的关系
观察自己家一天内不同时段消耗电能的情况,记录数据并作出直方图
收集自己家的电费发票,了解有关信息
查阅有关资料,了解分时段定电价的意义
教学过程设计:
引入新课:
师:通过本章的学习,同学们对家庭用电有了一定的了解。在熟悉自己家用电线路的基础上,大家利用课余时间,在家长的指导下各自制作了模拟电路板。请同学们把自己的作品摆放到课桌上,互相展示一下。
(板书:综合实践活动——探究家庭用电的几个问题
一、研究自己家的用电线路)
进行新课:
问题1:研究自己家的用电线路(8分钟)
展示所有学生制作的家庭电路模拟电路板(1min)
学生将自己制作的电路板放在课桌上,互相展示,教师巡视,并对学生的作品做简单的评价。
二、从三种不同类型的制作中各选一个电路板,派代表上台进行展示。(6min)
师:大家的制作都很不错,有没有同学愿意上台给大家介绍一下你的作品?
学生代表上讲台演示电路板的功能并汇报制作过程。
展示内容: (1)介绍所制作电路板的组成并演示实际效果(1min)
(2)制作过程中遇到的问题及解决方法,收获和体会(1min)
三、每位学生介绍完,其他学生对其展示的作品做出简要评价。
1、学生介绍制作的“家庭中某一房间内的调光灯电路”
(1)将电路板面向其他学生放置(从安全角度考虑,可以放置在支架上),介绍电路组成,有闸刀开关、插座、一个调光开关和一盏灯;闸刀开关控制整个电路,插座和灯并联,调光开关和灯串联接入电路。
演示效果:接通电路后,将闸刀开关向上推,旋动调节开关,灯由亮变暗,达到调光的目的。
(2)我在制作电路板的过程中,对家庭用电线路有了进一步的认识,我体会到学习物理不仅仅是掌握课本上的知识,还要与生活实际联系起来,才能学的更好。
2、学生介绍制作的“有声控和光控开关的楼道灯电路”
(1)将电路板面向其他学生放置,介绍电路组成,有一个声、光控延时开关和一盏灯串联接入电路。
演示效果:插上插头,拍拍手,怎么灯不亮呢?对了,这是个声、光控开关,白天不起作用。只有到了晚上,有人走动,发出声音灯才会亮。(一只手轻轻盖住开关,另一只手敲击讲台,灯亮了。)为什么灯不立即熄灭呢?它还是个延时开关,要过一段时间才会灭。
(2)我在制作过程中遇到的最大问题就是器材的购买,我一开始询问了几家店都没有,后来在银桥市场淘了很久才买到的。
3、学生制作的“利用两个双控开关实现任何一个开关都能开灯或关灯的楼梯灯电路”
(1)将电路板面向其他学生放置,介绍电路组成,有两个双控开关和一盏灯串联接入电路。
演示效果:这是个常见的楼梯灯电路,插上插头后,按下楼下的开关,灯亮,到了楼上按下开关,灯就灭了。
师:在城市里,大部分家庭没有楼梯,这个电路还有其他应用吗?
我们的房间里也可以设计这样一个电路,在门口按下开关,灯亮,要休息了,按下床头的开关,灯就灭了,非常方便。
(2)我认为这个电路板在制作过程中最困难的就是两个开关的连接,一定要先设计好电路图然后再连线不容易错。
四、教师小结并引入下一问题(1min)
师:同学们的制作都很不错,如果有时间,我们将请更多的同学来展示自己的作品。老师也制作了一个电路板。
(展示电路板,闭合总开关,打开电灯。)请大家观察一下,跟同学们制作的电路板相比,上面多了什么?
生:电能表。
师:它在电路中有什么作用?
生:电能表可以测量电路中消耗的电能。
问题2:探究家庭消耗电能的多少与哪些因素有关(23分钟)
创设情景:
师:家里的用电器消耗电能就要付电费,请大家拿出自己家的电费发票,看一看“总电量”一栏,再跟同桌家的总电量比较一下,是不是相同?
学生观察自己和同组同学收集的电费发票,比较“总电量”一栏,发现不同。
师:这说明了什么?
生:说明每个家庭消耗电能的多少不同。
(一)提出问题:(1min)
家庭消耗电能的多少与哪些因素有关?
师:下面,我们就一起来探究“家庭消耗电能的多少与哪些因素有关”。
(板书:二、探究家庭消耗电能的多少与哪些因素有关)
师:首先请大家根据生活经验来猜一猜。
(二)作出猜想:(2min)
教师将学生的猜想(用电器的种类、同一用电器处在不同挡位、用电器的数量、通电时间等)归为两类
接入电路用电器的功率
用电器的工作时间
(三)设计实验:(3min)
如何测量用电器消耗的电能?
生:把用电器接入电路后,可以根据一定时间内电能表指示灯闪烁的次数n和电能表的参数N来计算出用电器消耗的电能。
师:我们用的电能表的参数为3200imp/(kW·h)
(板书: n——闪烁次数 N——3200imp/(kW·h))
研究时采用什么方法?控制什么不变?改变什么?
生:控制变量法
研究与用电器功率关系时,控制通电时间相同,改变用电器功率
研究与通电时间关系时,控制用电器功率相同,改变通电时间
还需要什么器材?
生:秒表、两个用电器
师:我们用的是有高、低两个挡位的取暖器(改变用电器的功率)
秒表(测量时间)
(四)进行实验:(8min)
观察取暖器的铭牌,将额定功率记录在表格中。
师:(展示给前排学生)我们用的取暖器有两个挡位,高挡的额定功率是1500W,低挡的额定功率是950W。
接入取暖器之前,要关闭其它用电器,观察电子式电能表的指示灯不闪烁。
师:我们把取暖器接入电路,放在低挡,我们可以看到电能表的指示灯在闪烁。
(电灯开着)现在是不是可以开始测量了呢?
生:不能,应该把电灯关闭,再接入取暖器进行实验。
师:(关闭电灯)很好。现在我们把取暖器接入电路,开始进行实验。
将取暖器放在低挡接入电路,让其正常工作。
师:我们要进行两次实验,测量三组数据,大家要分工合作。
第一次:前后四位同学为一大组。前排同学记录取暖器30s内指示灯闪烁的次数,后排同学记录60s内指示灯闪烁的次数。同组两个同学互相配合,一个用秒表测量时间,另一个数指示灯闪烁的次数,并记录在表格中。
将取暖器换成高挡接入电路,让其正常工作。
师:我们把取暖器换成高挡,按照刚才的操作方法,大家一起测量电子式电能表在30s内指示灯闪烁的次数,并记录在表格中。
分别计算出取暖器在不同情况下消耗的电能,并填入表格中。
师:实验结束,请大家根据记录的数据,用我们讨论得出的计算方法,求出取暖器消耗的电能以及取暖器的实际功率。(关闭取暖器,拔下插头,将电路板的闸刀开关推下,拔下插头)
(五)分析与论证:(2min)
师:我们把同学们的测量结果展示出来,请大家思考:分析什么数据能得出什么结论。
生:我们测量的数据分别是……,分析1和2可以得出:用电器的功率一定时,消耗的电能与通电时间成正比;分析1和3可以得出:通电时间一定时,用电器的功率越大,消耗的电能越多。
(六)得出结论:(1min)
1、消耗电能的多少跟通电时间有什么关系?
(接入电路用电器的电功率一定时,消耗电能与通电时间成正比)
2、消耗电能的多少跟用电器的功率有什么关系?
(用电器的通电时间一定时,电功率越大,消耗电能越多)
(七)讨论与交流:(6min)
计算出的取暖器的实际功率与取暖器铭牌上标出的额定功率相等吗?想一想,这是为什么?(4min)
学生根据数据计算出取暖器的实际功率并与额定功率进行比较。
生:不相等。
学生四人一个小组进行讨论,可能有哪些原因?
记录时间有误差
根据指示灯闪烁次数计算消耗电能有误差(并不是正好闪烁整数次,忽略了小数)
取暖器的铭牌上额定功率的标示可能并不准确
取暖器的实际电压并不正好是额定电压
结合“家庭消耗电能多少与哪些因素有关”请你谈一谈节约用电的方法和原理?(2min)
(1)减少通电时间,如:人走关灯等
(2)减少大功率用电器的使用,如:夏天如果天不是特别热用电风扇代替空调等
(3)提高用电器的能效,如:换用节能灯等效率高的用电器等
教师补充:我们还要关注一些容易忽视的耗电情况,如:电视机等用电器处在待机状态,没有切断电源等。
(八)教师小结并引入下一问题:(1min)
师:大家说的都很好。目前,我国正在建设节约型社会,节约用电是我们每个公民的义务和责任。同学们根据所学的知识,提出了很多宝贵的意见和建议。除了节约一切可以节约的电能之外,在一些必须用电的情况下,我们还要做到合理用电。
(板书:三、探究分时段定电价的实际意义)
问题3:探究分时段定电价的实际意义(9分钟)
1、学生调查自己家一天各时段用电情况汇报(3min)
师:课前同学们已经调查了自己家一天不同时间段的消耗电能情况,并绘制了直方图,分别表示每天三段时间的用电量。请大家看一看所画的直方图,什么时段是用电高峰,什么时段用电最少?
学生上台展示并汇报。
生1:我家的用电高峰是时段1,因为白天家里有人,用电较多。时段3全家都休息了,用电最少。
生2:我家的用电高峰是时段2,因为只有晚上这一段时间家里才有人。我们家时段3用电也最少。
直方图的共同之处:晚上(18︰00—22︰00)消耗电能最多,是普遍的用电高峰。
(注:时段1:6︰00—18︰00,时段2:18︰00—22︰00,时段3:22︰00—6︰00)
2、学生代表汇报南京市用电情况及分时段定电价的意义(3min)
师:(展示图片)为了获取更为准确、权威的数据,了解整个南京市的用电情况,我们班的部分同学到南京市供电公司进行了参观访问。我们请一位同学上台给大家介绍一下。
生:12月30日下午,我们在老师的带领下,到南京市供电局进行了参观。通过专业人员的讲解,我们对南京市的用电情况有了全面的认识,下面我给大家介绍一下。
(1)南京市的用电情况(四幅图)
一天:一般有两个高峰,早高峰和晚高峰。不同地区,一天内的用电高峰出现在不同的时段。我们先看第一幅图,这个地区工厂较多,用电高峰分别出现在上午8点到11点和下午1点到6点。再看第二幅图,这个地区的居民区比较多,用电高峰分别出现在上午11点到12点和晚上5点到8点。两幅图的共同之处就是晚上9点到早上8点之间,用电都很少
一年:从全年来看,用电高峰主要在夏季7、8月份,冬季用电也较多,春、秋两季较少。
(2)为了缓解电网压力,提高电网的利用率,电力部门采取了哪些措施?
我们了解到电能是不能储存的,为了平衡峰谷用电,减少电能的损耗,电力部门采取了一系列的措施。如谷时停一部分发电机,减少发电量;在深夜将电能转化为机械能储存起来,供高峰时使用;对居民实行分时段定电价,鼓励居民谷时用电等。
(3)分时段定电价的意义
对电力部门来说,分时段定电价可以缓解用电高峰时电网的压力,移峰填谷,提高电网的利用率。
对居民来说,实行分时电价,减少了电费支出。据统计:南京市实行分时电价后平均每个家庭每个月节省了13.4元。
3、学生研究分时段定电价对家庭的影响(2min)
问题1:采用分时段定电价能省钱吗?
师:通过同学的介绍,大家对南京市的用电情况和分时段定电价有了更多的了解。你觉得印象最深,与你的生活最密切相关的是什么?
生:实行了分时段定电价后可以节约电费。
师:现在,绝大部分家庭都安装了分时电表,按照分时电价来付电费,课前同学们已经作了调查。请你说一说,实行分时电价后,你家省钱了吗?省了多少钱?
问题2:怎样合理用电,尽可能减少电费开支,谈谈你家的经验。
师:看来很多家庭都享受到了分时段定电价的优惠,怎样避开用电高峰,减少电费支出,每个家庭都有自己的妙招。请大家把经验拿出来一起分享。
学生讨论、交流:
如电热水器、空调、电热水壶在早、晚谷时段开启,在峰时段减少不必要的电器使用,随着谷时用电量的增大,节省的费用越多,建议居民调整电器使用时间。
教师小结:我们可以通过调整用电器的使用时间,避开用电高峰。这么做不仅可以减少电费支出,更重要的是能够为保障电网安全、稳定、高效的运行,为整个社会的和谐发展贡献自己的力量。
课堂小结(1分钟):
师:通过这段时间的调查研究和本节课的讨论交流,你对家庭用电有了哪些新的认识?还想继续进行哪些方面的研究?
板书:综合实践活动
——探究家庭用电的几个问题
一、家庭用电线路
二、家庭消耗电能的多少与哪些因素有关
板书: n——闪烁次数 N——3200imp/(kW·h)
三、分时段定电价的意义
教后反思:
综合实践活动是在教师引导下,学生自主进行的综合性学习活动,是基于学生的生活经验和知识基础,密切联系学生自身生活和社会实际,反映学生学以致用的实践性活动。
这次以“家庭用电”为主题的综合实践活动,从前期的准备到最后学生课堂的交流、汇报,历时一个多月。如何将综合实践活动的整个过程在短短40分钟的课堂交流中体现出来,并且能让不同层次的学生都参与并有所收获,这是我在设计过程中最大的困惑。我查阅了大量资料,在专家的指导和同行的帮助下,最终确立了这样的思路“以教材提供的三个问题为母本,力求实现学科知识在综合实践活动中延伸、综合、重组与提升。”整个活动采用课外调查实践与课堂探究相结合,学生汇报与讨论交流相结合的形式进行。
通过这次活动,我对综合实践活动过程的组织和课堂交流的进行,主要有以下几点体会。
1、活动能激发学生的学习兴趣。
“家庭用电”这个课题贴近学生生活,能引起学生研究问题的兴趣。通过研究自己家的用电线路,制作电路板,学生自主学习的积极性被大大调动起来,学生真正成为了学习的主体。我欣喜的看到一些成绩比较落后的学生也能参与并且完成了很好的作品,在得到老师和同学的肯定后,他们也提高了自信。
2、活动的学习形式多样。
课题中的三个问题采用了不同的研究形式,问题一:开展研究性学习活动,既分工明确,又合作探究。所有学生都能走出课堂,走向社会。问题二:学生一起经历探究过程,用相关知识解决实际问题,并对活动过程中的问题进行讨论和交流。问题三:全体学生分时段观察电能表,研究自己家的用电情况,收集电费发票,了解分时段定电价的意义;部分学生在老师的带领下,到南京市供电公司进行参观访问,培养了学生通过多种渠道获取信息和处理信息的能力。
3、活动的评价方式呈现多元化。
对于课题研究中学习活动的评价不能拘泥于传统的百分制评价方式,注重多元评价和过程监控。以“自我参照”为评价标准,采用描述性评价方法,可以真实地评价、反映学生的潜能与学习成就,引导学生多关注自我。
4、关注学生的情感、态度、价值观教育
通过课堂探究和学生调查,帮助学生建立“节约用电和合理用电”的意识。
5、教学相长,得到充分体现。
不管是教师自己还是学生都要充分认识到,教师不是万能的,也不可能是万能的。教师只是整个活动的组织者、引导者、参与者。特别是在综合实践活动中,教师与学生是平等的。在某些方面,教师的信息占有量还不如学生。教师要努力把教学过程变成师生共同研究和探索的过程,还要把教学作为自身不断完善提高的过程。
6、几点遗憾
由于受到时间的限制,对学生作品的展示不够充分,大部分学生没有机会畅谈制作过程,不利于保护学生的积极性。我觉得综合实践活动不是一两节课能解决的,应该从繁忙的教学中腾出更多的时间。
没有让所有学生都有机会到供电公司参观,学生代表在介绍的时候,其他学生缺乏现场感。如果条件允许,教师要创造更多的机会,让学生走出课堂,走向社会,在实践中获取亲身感受和实际经验。
我对这个班的学生并不太了解,对整个活动的指导,基本属于远程遥控式的。因此课堂气氛不是很活跃,一部分学生没有真正参与到课堂的汇报和交流中。序号
取暖器额定功率P额/W
工作时间t/min
指示灯闪烁的次数
取暖器消耗的电能W/(kW·h)
取暖器的实际功率P实/W
1
950
1
2
950
2
3
1500
1
月 日
月 日
月 日
月 日
电能表的示数/kw·h
早晨(6︰00)
傍晚(18︰00)
晚上睡觉前(22︰00)
消耗的电能
/kw·h
白天(6︰00—18︰00)
晚上(18︰00—22︰00)
夜里(22︰00—6︰00)
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