初中物理校本课程教学设计电饭锅的设计与探究.doc

初中物理校本课程教学设计：电饭锅的设计与探究湖北省应城市实验初中 汪水望设计思想：根据物理新课标的教学理念，通过电饭锅的设计：培养学生运用物理知识解决问题的能力，培养学生的创新精神，让学生领悟到发明创造的源泉就在生活之中，使学生感受到生活是多么可爱，加深认识科学技术与社会的关系。通过电饭锅的探究：培养学生的实践能力，体会发明创造带来的乐趣，也感受科技工作者付出的辛勤劳动，养成珍惜劳动成果的习惯。通过给电饭锅生产厂家提出改进建议，将创造发明活动延伸到生活中，培养学生的社会责任感。教学目标： 1.知识目标：理解电热、电功、电功率、欧姆定律。 理解串联电路和并联电路。 2.能力目标：培养学生综合运用物理知识解决实际问题的能力。 培养学生科学探究能力。3.情感目标：渗透理论联系实际的哲学思想。强化安全意识，渗透人文主义思想。激发学生感当发明家的梦想。 培养学生精益求精，追求完美的精神。培养学生交流合作的习惯。 重点难点：煮饭电路和保温电路的设计是重点。指示灯电路的设计是难点。 学法指导：科学探究。实验器材：保温式自动电饭锅、保温式电子电饭锅、活动插座、尖嘴钳、螺丝刀、测电笔，电饭锅说明书。师生互动设计：1.煮饭和保温电路的设计。 2.指示灯电路的设计。 3.保护电路的设计。教学过程：教学程序教 师 活 动学 生 活 动设计意图创设情景提出问题科学技术推动人类社会的进步，给人们的生活带来了巨大影响，无论是在学校还是在家里，空调、冰箱、洗衣机，电灯、电视、电饭锅，让我们享受着美好的生活，就说电饭锅，在它发明以前，烧饭要人看着，以免饭烧糊了，现在多好，用电饭锅烧饭，饭煮熟后还能保温，这节课我们来体会发明电饭锅时科研人员付出的辛勤劳动，同时感受他们成功后的喜悦。【演示实验】将电饭锅通电，演示磁控开关、煮饭及保温、指示灯的工作情况。学生观察电饭锅的工作情况。让物理知识贴近生活，使学生产生浓厚的兴趣。设计与改进1.煮饭和保温电路的设计： 【 幻灯片】研究表明：一个三口之家煮饭用的电饭锅，功率440W较合适，请计算这个发热板的电阻设计为多少呢？ 【幻灯片】电饭锅煮饭时，要求饭煮熟后能自动断开电路，以免饭烧糊了，（饭在温度达到102时煮熟）应该在电路中加装一个什么元件？画出电路图。【投影】把学生设计的电路图（图1）展示在大屏幕上。 【幻灯片】饭煮熟以后，要求能保温，以免冷了，保温时电饭锅的功率只需55W即可，应该在电路中再加装一个什么元件？其值是多少？画出电路图。【投影】把学生设计的电路图（图2）、 （图3）展示在大屏幕上。计算发热板的电阻：110。运用P=UI,I=U/R等公式算。加装温控开关，（这种温控开关受磁性控制，又叫磁控开关或限温器）画出电路图。加装电阻（这个电阻工程设计上叫保温板或保温电阻），算出其阻值770(图2) 或880（图3）。发明创造离不开物理知识，树立认真学习，贡献社会的理想。 培养学生的创造发明意识。将工程术语和物理概念结合起来，加深理论与实际的联系。展示学生的设计方案，增强自信心。请学生分别说明图2和图3两种电路的工作情况。实际上电饭锅采用的是图2的方案。图3的方案不被采用是什么原因留给同学们以后探讨，我们继续完善图2的方案。2.指示灯电路的设计：【幻灯片】为了方便，电饭锅安装了指示灯，分别指示煮饭和保温。指示灯的额定电流很小，约0.01A,(电阻很小，约10)煮饭指示灯怎样安装？（串联还是并联？为什么？） 保温指示灯怎样安装？画出电路图。【投影】把学生设计的电路图（图4）、 （图5）展示在大屏幕上。让学生讨论图4的设计会产生什么后果？图5的设计能行吗？图5的设计通电指示灯烧毁，发热板还能正常工作吗？图5的设计还应该怎样改进呢？图5的设计中，只要能限制通过指示灯的电流不超过0.01A就行。有办法吗？计算限流电阻的阻值，画出改进后的电路图。【投影】把学生改进后的电路图（图6）展示在大屏幕上。请学生说明图6这种电路的工作情况。3.保护电路的设计：【幻灯片】电饭锅使用年限久了，加上又是金属外壳有可能漏电造成触电事故；还有可能短路烧毁电器，甚至引起火灾。要不要采取保护措施？应该怎么办？画出电路图。【投影】展示学生加装了保护电路的设计图，（图7）。这就是“保温式自动电饭锅的电路图”。学生说明图2、图3工作情况学生：煮饭时通过的电流是2A,指示灯的额定电流是0.01A，会烧毁指示灯。电路开路。学生：不行，通电指示灯会烧毁。学生：能。学生：给指示灯串联一个限流电阻。算出限流电阻的阻值：22k。学生说明图6电路工作情况学生：接地防漏电触电。加装保险丝防短路火灾。（保险丝在工程设计中又叫超温熔断器）其规格是2A。体会设计方案的多样性。从众多方案中选择最佳方案。渗透以人为本的观念展示学生设计的电路图，经历发明创造过程中遇到的挫折。引导学生善于从失败中看导成功的火花。让学生认识：改正错误，才能进步。展示学生设计的电路图，使学生初步体会成功的快乐。经历发明创造的全过程。对学生进行安全教育，渗透人文主义思想。增强学生的社会责任感。再次体会成功的快乐。交流合作探究【投影】展示几种电饭锅说明书上的电路图：1.利用保温板保温的电饭锅。（和同学们设计的电路图是相同的）。2.利用双金属片闪断开关保温的电饭锅。【投影】实物投影电饭锅的内部结构：引导学生认识发热板、保温板、磁控开关、指示灯、超温熔断器【分组实验】拆开电饭锅底部盖板，观察内部结构，认清各元件及其连接情况，然后盖上盖板。增强学生的自豪感，体会成功的愉悦，激励学生创造发明。培养学生的实践能力。知识拓展生活中还有哪些具有加热和保温功能的电器呢？【幻灯片】电热饮水机、电热毯、电热台板、电磁炉（图片）思考这些电器是如何进行加热和保温等功能的。增强学生的实践能力，开阔眼界。进行STS教育活动小结师：这节课通过“电饭锅的设计与探究”活动，同学们有些什么感悟呢？师：我们要做生活的有心人，勤于思考，必定会有所发现，有所发明，有所创造，有所前进。生：经历了发明创造的全过程，感觉到发明创造活动并不难。生：认识到物理知识在社会生活中的作用。生：要善于利用物理知识解决实际问题。强调“从生活走向物理，从物理走向社会”，激励学生发明创造。课外作业【幻灯片】1.“保温式电子电饭锅”的设计与改进:这种电饭锅既能煮饭，又能保温，还能煲粥。研究表明：电饭锅煲粥时的功率为煮饭时的一半（220W）较合适，以上我们设计的电路还要如何改进，画出电路图。（提示：可以利用二极管的单向导电性）2.按图3这种方案完成电饭锅的设计，思考这种方案的优点和不足。3.给电饭锅生产厂家写一封信或者发一封邮件，提出改进建议。让学生领略到发明创造永无止境，将发明创造活动延伸到社会生活中，对学生的一生产生积极的影响。板书设计： 电饭锅的设计与探究技术参数： 发热板 220V440W110磁控开关 102保温板 770指示灯 0.01A 10指示灯限流电阻 22k超温熔断器 2A 教学后记：1.通过校本教研活动把课堂知识延伸到生活中，加强理论与实践的联系，培养了学生的学习兴趣，同时，也为老师提供了丰富的教学素材，成为物理教学的不绝源泉。2.通经历电饭锅的设计与探究过程，增强了学生创造发明的意识，感受其中的快乐，这种过程还会潜移默化到今后的学习、工作和生活中去。3通过这种活动，培养了学生独立解决问题的能力、交流合作能力，教学中时常发现学生思维的闪光点，奇思妙想，学生的潜能得到充分发挥，并从中体会到成功的喜悦。4通过这种活动，融洽了师生关系，培养了学生良好的生活习惯，形成主动学习的风气，将对学生的一生产生积极的影响。【附后：几种电饭锅说明书上的电路图】 21爱德CFXB系列直筒型单灯保温式电饭锅电路图 7