《电能和电功》 课例编号:R9181(1)
课例赏析:玩中转观念,实验中建规律
——以“电能 电功”一课为例
本节《电能 电功》课例以我国电力发展史为情感底色,以“玩小玩具”为认知起点,通过类比重力做功建立电功概念,借助电动机提升重物的巧妙的实验设计实现转换法探究,运用串联和并联电路落实控制变量法,从定性感知到定量公式,是一节情境有温度、概念有根基、探究有方法、情怀有格局的优质物理课。
一、情境底色:电力发展史铸精神,家国情怀润课堂
课例以威海夜景开篇,以我国电力发展史视频收束全课的探究起点。从建国初期发电量世界倒数第一,到2011年成为世界第一,再到风电、光伏装机容量世界领先——一组组数据勾勒出中国电力工业的崛起之路。教师寄语:“希望大家能够像一代代电力人一样,发扬不畏艰难险阻的精神。”课堂不仅承载了电功的知识建构,更承载了民族复兴的精神力量。课末,教师进一步拓展到特高压输电、清洁能源跨区域调配,将物理课堂与国家战略紧密相连,学生的责任感在数据的震撼中自然生长。
二、概念建基:玩玩具中识转化,类比重力建概念
电功概念的建立从“玩”开始。音乐贺卡、手摇手电筒、小风扇、太阳能花——学生在玩玩具的过程中观察能量转化:化学能→电能→声能,机械能→电能→光能,光能→电能→机械能。“所有的用电器都是把电能转化为其他形式的能”,这一核心认识从学生的亲手操作中自然归纳。随后,教师类比重力做功:小球下落,重力势能转化为动能,重力做功;电能转化为其他形式的能,谁在做功?——电流。电功的概念从能量转化的视角自然生长。重力做功多少与能量转化的等量关系,被精准迁移到电流做功与电能消耗、能量转化的关系中,类比思维在此处架起了新旧知识的桥梁。
三、方法双线:转换法显形电功,控制变量法探规律
电功影响因素的探究是本课最精巧的实验设计。教师利用电动机提升重物,将看不见的电流做功转化为看得见的重物升高——“重物被提升得越高,电流做功就越多”,转换法的思想在实验现象中自然渗透。定性演示后,教师敏锐指出“这个实验同时改变了电压和电流”——控制变量法的严谨性在此被唤醒。学生随后设计两种电路:串联(电流相同,电压不同,探究电功与电压的关系)和并联(电压相同,电流不同,探究电功与电流的关系)。从演示到设计,从定性到控制变量,实验的进阶路径清晰可见。转换法解决“如何观察”,控制变量法解决“如何比较”,两种方法协同发力,实验结论可靠可信。
四、规律生成:从数据到公式,从定性到定量
实验数据汇总后,学生归纳:当时间和电流一定时,电压越大,电流做功越多;当时间和电压一定时,电流越大,电流做功越多。教师顺势总结:电流做功跟电压、电流和通电时间成正比,公式W=UIt。从定性描述到定量公式,从实验现象到数学表达,电功的计算公式不是被“告知”的,而是从数据中“长”出来的。随堂练习中,学生计算W=UIt后,教师追问三个问题:“做了多少功?消耗了多少电能?有多少电能转化为其他形式的能?”三个问题的答案完全相同——电功、电能消耗、能量转化三者等量关系的核心理解在追问中深度固化。
改进建议:玩玩具环节时间可适当压缩,为实验探究留出更充裕空间;串联和并联电路设计对部分学生有难度,可先提供半成品电路图让学生补充完善;电功公式的得出可让学生尝试从数据中自行归纳表达式,而非教师直接给出。
总结:本课例以国家电力发展铸精神底色,以玩玩具为认知起点建立概念,以电动机实验实现转换法探究,以串并联设计落实控制变量法,以数据归纳引出定量公式,以特高压输电收束家国情怀,在环环相扣的设计中完成了电功概念的深度建构。学生不仅学会了W=UIt的计算,更理解了电功的本质、探究的方法、电力的价值,是一节有方法、有思维、有格局的优质物理课。
《电能和电功》全国第八届优质课获奖课例
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