Вятский государственный гуманитарный университет
Конспект и методический анализ урока «Электрическое сопротивление. Реостаты»,
проводившегося у 8а класса
школы МОУ СОЩ №27 с углубленным изучением отдельных предметов Ленинского района г. Кирова 03.02.2010.
ВЫПОЛНИЛ СТУДЕНТ
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОГО
ФАКУЛЬТЕТА
ГРУППЫ Ф-41
КИСЛИЦЫН Н.С.
Г.Киров
2010 г
Тема урока:
«Электрическое сопротивление. Реостаты».
Тип урока: изучение нового материала.
Цели:
1. Образовательные:
продолжить формирование понимания электрического тока,
познакомиться с новой физической величиной – электрическим сопротивлением,
разобраться с причинами его возникновения,
изучить принцип действия и правила пользования реостатом,
продолжить закрепление знаний, полученных на предыдущих уроках.
2. Воспитательные:
воспитать в учениках уважение к ученным в области физики,
развить физическое мировоззрение,
воспитать критическое мышление.
3. Развивающие: продолжить
развитие умений обращения с электрическими приборами,
развитие умений отображения схем электрических цепей,
умений отвечать на вопросы учителя в ходе изложения материала.
Краткий план урока
№ этапа и его название Содержание этапа Время Методы, приемы, средства обучения, организационные формы
1. Оргмомент 1 – 2 мин.
2. Целеполагание Ознакомление учащихся с планом занятия 1 мин. Мотивация
3. Изучение нового материала а) вводная часть
б) введение понятия электрическое сопротивление
в) причина электрического сопротивления
г) реостаты 20-30 мин. Объяснительно-иллюстративный, проблемный, беседа. Эмоциональные способы воздействия. Наглядный эксперимент.
4. Закрепление изученного материала Общие вопросы по изученному материалу в теме электрические явления 15- 10 мин Контроль усвоения знаний
Оргмомент
Класс, встаем! Успокаиваемся, начался урок. У всех ли есть письменные принадлежности, учебники, если нет, попросите у тех, у кого их на парте два. У всех ли есть рабочие тетради, если нет, пишите на чистых листочках, потом их вклеите.
Целеполагание
Сегодня на уроке вы познакомитесь с новой физической величиной, знать её в современном мире просто необходимо, это одна из основных величин в электричестве. Она настолько же важна в физике, как и таблица умножения в математике. В современном мире, где нам приходится пользоваться электрическими приборами, окружающими нас повсюду, не понимать её, значит подвергать свою жизнь опасности. Поэтому сегодня на уроке будьте предельно внимательны. После изучения нового материала последние 10 – 15 минут повторим пройденное на прошлых занятиях, чтобы подготовится к проверочным работам.
Электрическое сопротивление
Мы продолжаем изучать электрический ток, А что такое электрический ток? Вы это уже знаете. Это упорядоченное движение заряженных частиц. А почему они начинают двигаться упорядоченно, в каком-то направлении? Вед в обычном состоянии частицы двигаются хаотично, т.е. куда угодно, смотрите на рисунок на доске. А потому что на них действует электрическое поле. Частицы начинают перемещаться по проводнику и переносить с собой электрический заряд, еще раз повторю, потому что на них действует электрическое поле. И чем сильнее это поле, тем соответственно быстрее перемещаются частицы по проводнику и тем больше переносимый ими заряд, т.е. через этот участок цепи за одну секунду проходит больший заряд, т.е. что за физическая величина увеличивается? Сила тока, а почему она увеличивается? Потому что усилилось электрическое поле, которое способно совершить большую работу над частицами. А какая физическая величина характеризует работу электрического поля? Напряжение, т.е. увеличение напряжения, ведет к усилению силы тока, ведь так получается? А наоборот может быть? Конечно. Т.е. получается, что сила тока зависит от напряжения.
А теперь посмотрите на электрическую цепь, которую я собрал на доске, кто мне скажет, чего не хватает? А не хватает электрической схемы этой электрической цепи, надо её обязательно нарисовать, кто хочет это сделать? (Учитель вызывает сначала пожеланию, если ученик не справляется за 2 минуты, то учитель усаживает ученика обратно и начинает чертить сам) На доску старайтесь не смотреть, не ждите, рисуйте сами, тренируйтесь, чертите аккуратно. Не допускайте ошибок, подобных тем, которые вы сделали в отчетах последней лабораторной. Иначе оценки будут снова бесщадно снижены. Мы сейчас говорили, что сила тока зависит от напряжения, внимание на цепь. Смотрите на вольтметр, я увеличиваю напряжение на спирали, теперь смотрите на амперметр, сила тока на спирали тоже увеличивается и наоборот, т.е. оказывается, действительно сила тока зависит от напряжения. Но, внимание, класс, есть еще одна физическая величина помимо напряжения, от которой сила тока тоже зависит.
Смотрите сейчас напряжение на спирали 2 В, а сила тока 2.1 А..(учитель записывает на доске значения) Теперь я меняю проводник (учитель меняет спираль сопротивлением 1 Ом на спираль 3 Ом), устанавливаю тоже напряжение – 2 В., как вы видите сила тока равна 0.7 А., т.е. она уменьшилась во сколько раз? В три раза! Напряжение в это раз не менялось, а почему же тогда сила тока уменьшилась? А потому что мы заменили проводник, через который протекал ток. Так как ток уменьшился, т.е. току тяжелее стало протекать через второй проводник, получается, что второй проводник мешает протеканию тока через него сильнее в три раза, чем первый проводник. Значит, проводники обладают каким-то свойством препятствовать прохождению через них электрического тока, и у второго это свойство выражено сильнее. Это свойство ограничивать силу тока в цепи называется электрическое сопротивление. Открываем рабочие тетради, отступаем от последней записи 4 строчки, на полях записываем сегодняшнее число с доски, пропускаем клеточку, по середине записываем тему урока с доски электрическое сопротивление, кому не видно можете списать тему урока с учебника на странице 98. А т теперь пропускаем еще клеточку и записываем определение: свойство проводников ограничивать силу тока в цепи называется электрическим сопротивлением. Подчеркните слова свойство и электрическое сопротивление. Электрическое сопротивление это физическая величина, обозначается латинской буквой [R], единица измерения 1 Ом, спишите это с доски в тетради. Единица измерения названа в честь достойного немецкого ученого Георга Ома, который в 1827 году открыл наиважнейший закон в электричестве. Вот посмотрите, у меня в руках его портрет. Ученые решили, что сопротивлением 1 Ом – это сопротивление такого проводника, в котором при напряжении на концах в 1 В. сила тока будет равна 1 А. . Всем ли понятно? Чтобы было понятней, скажу другими словами. Если подать на спираль, которую я держу в руке, напряжение в 1 В., а амперметр в это время покажет, что сила тока равна 1 А., то это будет означать что сопротивление этой спирали 1 Ом. Давайте это проверим, проведем настоящий эксперимент. На этой спирали написано, что её сопротивление 1 Ом, если я поставлю её в цепь, подам на неё напряжение в 1 В., и амперметр покажет, что сила тока равна 1 А. плюс минус 0.1 А, то это будет означать, что действительно сопротивление этой спирали 1 Ом. А вот если амперметр покажет нам другую силу тока, значит, производители этой спирали нас обманывают, и сопротивление этой спирали не 1 Ом. (Учитель проводит эксперимент) Как вы видите, эксперимент дал положительные результаты, значит сопротивление спирали действительно 1 Ом. У спирали, которую я сейчас взял в руку написано, что её сопротивление 3 Ом, как вы думайте, сопротивление её больше предыдущей спирали или нет? Конечно больше, запомните, чем больше Ом написано на проводнике, тем больше его сопротивление.
А к чему ведет увеличение сопротивления? К уменьшению силы тока, т.е. электрическому току тяжелее протекать через проводник с большим сопротивлением. А в чем же интересно причина электрического сопротивления. (Учитель берет в руку макет модели кристаллической решетки) Кто знает, что я держу в руке? Чтобы ответить поднимайте руку. Это модель кристаллической решетки какого-то метала, например меди. А что это за шарики? (Учитель показывает на узлы кристаллической решетки) Это атомы. Вы уже знаете, что все вещества состоят из мельчайших частиц – из атомов, в металле эти атомы образуют кристаллическую решетку, т.е. атомы находятся в узлах кристаллической решетки. Смотрите на рисунок на доске, атомы, из которых состоят металлы, имеют положительный заряд, поэтому их называют ионы, запомните это слово. А что такое электрический ток? Это упорядоченное движение заряженных частиц. А как называются эти частицы в металле? Электроны, т.е. движутся в металле электроны. А какой заряд имеют электроны? Отрицательный. Теперь представьте, что синенький колпачок моей ручки, это отрицательно заряженный электрон, и ему надо пролететь через эту кристаллическую решетку. Все бы ничего, вроде никаких видимых препятствий на пути нет, лети себе на здоровье. Но возникает проблема, атомы кристаллической решетки металла заряжены положительно, а электрон-то отрицательно. Что с ними должно происходить? Они притягиваются. Т.е. ионы, притягивая к себе электроны, начинают задерживать их, замедлять, мешать им проходить через кристаллическую решетку. Атомы, как бы говорят электрону: «Электрон, иди к нам, ты такой классный, такой отрицательный, у нас тут так весело!». А электрон им отвечает: «Я бы рад к вам приблизится, дорогие мои, ионы, но, к сожалению, не могу, потому что меня толкает…..». Что толкает электрон, класс? Электрическое поле! А теперь запомните, возможно, на лабораторной или на самостоятельно работе вам будет задан вопрос: « Что является причиной сопротивления?». Запомните ответ: «Причиной сопротивления является взаимодействие движущихся электронов с ионами кристаллической решетки». Повторяю ещё раз (учитель повторяет, затем предлагает повторить это кому-нибудь из учеников по желанию, затем повторяет еще раз, и снова предлагает повторить). А теперь давайте это запишем в рабочие тетради (учитель диктует). Перерисуйте в тетради рисунок кристаллической решетки с доски.
Электроны носители заряда. Получается, что из-за притяжения электронов к ионам кристаллической решетки, скорость прохождения этих электронов через поперечное сечение проводника тоже снижается, а это означает, что снижается и заряд, проходящий через поперечное сечение проводника. А значит, какая физическая величина снижается? Сила тока. А что бы уменьшить силу тока, что надо сделать? Увеличить сопротивление. У кого-нибудь есть идеи, как можно увеличить сопротивление? Необходимо как-то увеличить число ионов, между которыми необходимо пролететь электрону, и которые будут ему мешать. Для этого я просто-напросто поставлю рядом кристаллической решеткой, которую я держу в руке еще одну, а потом еще одну. Видите, теперь электрону придется пролететь между большим количеством ионов. Что я сейчас сделал с проводником? Я увеличил его длину. Т.е. получается, увеличивая длину проводника, увеличиваем его сопротивление. И вот после того как ученые это установили, они изобрели прибор, который называет реостат. Реостаты лежат у вас на столах, с помощью их можно плавно регулировать сопротивление. Смотрите, реостат имеет две клеммы. Одна клемма соединена со стальной проволокой, намотанной на керамический цилиндр. А вторая клемма соединена с металлическим стержнем, на нем находится ползунок, он может перемещаться по стержню, ползать вперед-назад. У ползунка имеются лапки, которыми он прикасается к виткам провода. А теперь внимание, если к клеммам мы подключим провода от источника тока, например, здесь плюс (учитель показывает на нижнюю клемму), а здесь минус, и включим его. То электрический ток потечет через нижнюю клемму, затем через витки провода, до ползунка, внимание я говорю до ползунка, дальше ток не пойдет, затем через ползунок по металлическому стержню направится в другую клемму. А теперь смотрите, если я передвину дальше от нижней клеммы, то току придется преодолеть до ползунка большее расстояние, т.е. больше витков провода, большее расстояние, а это приведет к увеличению сопротивления. А если сопротивление увеличится, то что произойдет с силой тока? Она уменьшится. А теперь передвинем ползунок ближе к противоположному краю, что происходит? Теперь электрическому току необходимо преодолеть до ползунка всего несколько витков провода и тем самым уменьшается сопротивление реостата. При этом сила тока может настолько сильно возрасти, что реостат перегреется и перегорит. Так что запомните, т.к. реостатом вы будете пользоваться довольно много раз на лабораторных работах, никогда не устанавливайте на нем минимальное сопротивление. Например, в нашем случае ни в коем случае нельзя пододвигать ползунок очень близко к нижней клемме, иначе он перегорит.
Главное назначение реостата - это регулирование силы тока, т.е. какую нам надо силу тока, изменив сопротивление, такую и получим. Давайте в тетради запишем: «Приборы, используемые для регулирования силы тока в цепях изменением сопротивления, называются реостаты». Ниже срисуйте с доски обозначение реостата на схемах электрических цепей. Сопротивление спирали или резистора называется постоянное, а сопротивление реостат называется переменным, т.к. мы можем его изменять. (учитель меняет в электрической цепи на доске спираль на реостат, спрашивает по желанию кого-нибудь начертить схему электрической цепи, а остальным предлагает самостоятельно нарисовать в тетрадях). В начале урока я изменял силу тока путем изменения напряжении на источнике тока. Но не все источники тока позволяют регулировать напряжение, например батарейка, у которой постоянное напряжение 3 В., а силу тока нам просто необходимо изменить. Ну, например, громкость наушников скажем от мобильного телефона, зависит от того, какая сила тока по ним протекает, чтобы изменить громкость необходимо изменить силу тока, а так как напряжение мы изменить не можем, то приходится изменять сопротивление. Смотрите на электрическую цепь, собранную на доске. Амперметр показывает силу тока в 1 А., а нам надо 0.5 А., но напряжение на источнике тока мы по каким-то причинам менять не можем, в таком случае приходится пользоваться реостатами. Для этого, запоминайте, плавно передвигаем ползунок, увеличивая сопротивление реостата, т.е. увеличиваем число витков, которые придется пройти току, одновременно смотрим на амперметр и перестаем двигать ползунок, когда сила тока уменьшится до 0.5 А.. Если бы вместо амперметра был динамик Есть ли вопросы?
Вопросы.
А теперь подготовимся к грядущим самостоятельным и контрольным работам. Я буду задавать вопросы, Желающие ответить поднимайте руку?
В чем причина сопротивления?
Как называют прибор для измерения силы тока?
Что принимают за единицу напряжения?
Что такое электрическое напряжение? Формула?
Как называют прибор для измерения силы тока? В каких единицах измеряется сила тока?
Определение силы тока? Формула?
Что такое электрический ток?
Анализ урока
1. Дата проведения: 03.02.2010.
Школа: МОУ СОШ с УИОП средняя школа №27.
Класс: 8а.
ФИО практиканта: Кислицын Н. С.
Учебный предмет: физика.
Тема урока: «Электрическое сопротивление. Реостаты».
Цели урока:
а) Образовательные:
продолжить формирование понимания электрического тока,
познакомиться с новой физической величиной – электрическим сопротивлением,
разобраться с причинами его возникновения,
изучить принцип действия и правила пользования реостатом,
продолжить закрепление знаний, полученных на предыдущих уроках.
б) Воспитательные:
воспитать в учениках уважение к ученным в области физики,
развить физическое мировоззрение,
воспитать критическое мышление.
в) Развивающие: продолжить
развитие умений обращения с электрическими приборами,
развитие умений отображения схем электрических цепей,
умений отвечать на вопросы учителя в ходе изложения материала.
2. Урок начался с оргмомента, было проверено наличие у учеников необходимых принадлежностей, класс успокоился. Затем прошло целеполагание, где ученикам объяснялась важность и актуальность материала, который необходимо изучить на уроке.
3. Для психологической подготовки учащихся к усвоению нового материала я начал с повторения основных моментов уже изученного материала. Все мои уроки начинались примерно с этих же слов, только по мере изучения материала попутные вопросы усложнялись. В итоге в этот раз ученики уже охотно мне отвечали, некоторые пробовали своими словами. Даже те, кто не отличался хорошей успеваемостью и выполнением домашнего задания, в этот раз могли ответить на знакомые вопросы. Я пытался сформировать у детей основную элементарную модель электрического тока, на которую они могли бы уверено опираться при изучении следующего материала.
4. На уроке было показано три опыта с помощью современного демонстрационного оборудования, которое крепится на доске. Первый опыт заставил класс немного задуматься над результатами. Второй опыт заинтересовал понятностью ожидаемого результата. Третий близостью к практике. Положительный эффект оказал макет кристаллической решетки, она крепко приковала своей красочностью внимание школьников. Мне удалось в пространстве изобразить примерное движение электрона в кристаллической решетке. Ученики с интересом рассматривали розданные на парты реостаты. Это значительно упростило объяснение их принципа действия. Были слышны восторженные возгласы типа: «Я понял(а)!».
5. В холе изложения материала путем задания вопросов, постоянно проводилась проверка усвоения новых знаний. Эти вопросы подытоживали только что изученный материал, и указывали ученикам на самые основные и обобщающие моменты.
6. За время проведения урока детям было предложено нарисовать две схемы разных электрических цепей. При этом ученику у доски предлагалось самому указать на возможные ошибки. Было указано детям, что если есть электрическая цепь, то обязательно надо задумываться над представлением её схемы. Также ученики срисовывали все рисунки, нарисованные учителем на доске. Последние 10 минут урока были посвящены повторению нового и изученного на прошлых занятиях материала. Для этого был специально составлен четкий список вопросов.
7. Домашнее задание состояло из двух параграфов, Ученикам было предложено его записать сразу после изучения нового материала за 10 минут до окончания урока.
8. Подведение итогов урока. В ходе урока были достигнуты поставленные образовательные цели, для этого в процессе изучения материала задавались закрепляющие вопросы классу, на каждый из которых в последствии учителем давался четкий аргументированный ответ. В эти моменты производилось выявление слабых мест в понимании учениками излагаемого материала, и сразу же проводилась четкая их нейтрализация. Воспитательные цели тоже были учтены. Для этого было уделено внимание отрывку из биографии ученого с использованием таких прилагательных как достойный, наиважнейший и т.п., также был показан его портрет. Для развития критического мышления применялось эмоционально проблемное изложение некоторых моментов. Развивающим целям тоже уделялось достаточное внимание, ученики стали лучше рисовать схемы электрических цепей, стали активней и охотней отвечать на вопросы во время урока. Ученики продолжили развивать умения обращения с электрическими приборами на примере реостата и электрических цепей, собираемых учителем на доске.
9. Особенностью обучающих действий учителя на уроке стало многократное повторение основных моментов изученного и изучаемого материала, а также множество вопросов задаваемых классу в ходе изучения материала. Отношение учителя с классом было доброжелательное, не требовательное. На уроке удалось наладить педагогическое сотрудничество с классом, материал преподносился эмоционально, без давления, ученики старались активно отвечать на вопросы, т.к. не боялись «опростоволоситься», потому что учитель старался во всех ответах найти положительные моменты и отметить их перед классом. Учитель вел себя культурно и показывал личный пример: следил за своими действиями, старался грамотно строить свою речь, уважительно общаться с учениками, красиво рисовал и писал на доске.
10. В основном урок прошел хорошо, по плану. Работа учителя оценена на пять. Предложения по совершенствованию:
• Для развития интереса в третьем опыте необходимо применить динамик с генератором частоты.
• Последние пять минут урока посвятить маленькой проверочной работе, в которой ученики будут по вариантам отвечать на теоретические вопросы, пройденные до этого. А перед началом четвертого этапа их об этом предупредить, это повысит активность учеников по усвоению материала на данном этапе.