設(shè)問(wèn) 猜想 探究 歸納

1設(shè)計(jì)思想

體驗(yàn)科學(xué)探究過(guò)程、嘗試應(yīng)用科學(xué)的方法研究物理問(wèn)題是新課程標(biāo)準(zhǔn)的重要內(nèi)容。新教材包含了很多教學(xué)探究的內(nèi)容，《電阻定律》一節(jié)就給我們提供了很好機(jī)會(huì)和素材。設(shè)計(jì)開(kāi)放的教學(xué)過(guò)程，激發(fā)學(xué)生的探究熱情，引導(dǎo)學(xué)生積極參與電阻定律的探究，在研究中培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，是本節(jié)課教學(xué)成功的關(guān)鍵。

電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積和材料有什么關(guān)系?教材從兩條途徑進(jìn)行了研究：一是實(shí)驗(yàn)探究，二是理論推導(dǎo)。為了使學(xué)生能夠順利進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，教學(xué)中教者把理論探究的內(nèi)容留給學(xué)生課外去完成，騰出時(shí)間和空間讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程進(jìn)行充分的交流、評(píng)價(jià)和反思。為了讓學(xué)生能夠自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)，課堂上教者要鼓勵(lì)學(xué)生勇于發(fā)現(xiàn)，追求真理，激發(fā)他們的創(chuàng)新活力。

教者對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的方法、思路不加任何限制，引導(dǎo)學(xué)生小組內(nèi)分工協(xié)作，小組之間相互交流，完成探究過(guò)程。為了提高教學(xué)效率，教者以提供探究記錄表格的形式，暗示和引導(dǎo)學(xué)生按一定的程序開(kāi)展活動(dòng)，為探究過(guò)程的評(píng)價(jià)提供豐富的素材。課的后半部分，教者組織學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的方案、數(shù)據(jù)和結(jié)論進(jìn)行評(píng)價(jià)、交流和歸納。至于電阻率概念的形成和理解，僅側(cè)重于物理意義方面，以我們講述為主，借助課本上數(shù)據(jù)的比較，使抽象概念形象化。

教者既是學(xué)生探究活動(dòng)的組織者，又是學(xué)生探究活動(dòng)的參與者。整個(gè)課堂教學(xué)按照“設(shè)問(wèn)一猜想一探究一歸納”展開(kāi)。

2教材分析

電阻定律是新課標(biāo)課程物理3-1的第二章《恒定電流》的第六節(jié)內(nèi)容。它是《恒定電流》這一章節(jié)的基本規(guī)律之一，它反映了導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積及電阻率的定量關(guān)系。由于在初中時(shí)學(xué)生只知道定性結(jié)論，故本節(jié)內(nèi)容屬于發(fā)展和提高的范疇，也是本章教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容之一。

本節(jié)內(nèi)容的課程標(biāo)準(zhǔn)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究決定導(dǎo)線(xiàn)電阻的因素，知道并理解電阻定律。所以，本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)是電阻定律的得出和理解。實(shí)驗(yàn)的成功與否直接影響著對(duì)電阻定律的認(rèn)識(shí)，所以本節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體材料、長(zhǎng)度和橫截面積的關(guān)系。

新課程標(biāo)準(zhǔn)提倡自主學(xué)習(xí)，合作探究，經(jīng)歷過(guò)程，體驗(yàn)方法，而本節(jié)內(nèi)容為我們提供了一個(gè)很好的貫徹新課程理念的機(jī)會(huì)。在本節(jié)課中，要讓學(xué)生深刻體會(huì)“研究一個(gè)物理量與多個(gè)物理量之間的關(guān)系”的方法——控制變量法。在得到電阻定律之后，還要強(qiáng)調(diào)電阻率是表征導(dǎo)體本身材料性質(zhì)的物理量，但是和溫度有關(guān)。總之，本節(jié)教學(xué)要突出實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程，讓學(xué)生參與從提出問(wèn)題、分析問(wèn)題到解決問(wèn)題的全過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

3教學(xué)目標(biāo)

3.1知識(shí)與技能目標(biāo)

（1）知道電阻定律內(nèi)容，理解電阻率的物理意義；

（2）能根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求及器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，正確連接電路，會(huì)使用電流表和電壓表；

（3）學(xué)會(huì)根據(jù)探究目標(biāo)整理和分析數(shù)據(jù)，得出相應(yīng)的結(jié)論。

3.2過(guò)程與方法目標(biāo)

（1）熟悉科學(xué)探究的環(huán)節(jié)，體驗(yàn)電阻定律的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，理解研究物理問(wèn)題的方法：

（2）強(qiáng)化對(duì)探究過(guò)程的評(píng)價(jià)意識(shí)，養(yǎng)成對(duì)探究過(guò)程形成書(shū)面報(bào)告的習(xí)慣；

（3）培養(yǎng)學(xué)生獲取、處理信息的能力和探究活動(dòng)中主動(dòng)合作、交流的能力

3.3情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)

（1）使學(xué)生認(rèn)識(shí)到探究活動(dòng)是研究物理規(guī)律的科學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探究的熱情；

（2）強(qiáng)化學(xué)生的創(chuàng)新情感和意識(shí)，追求最佳方案的研究態(tài)度；

（3）形成科學(xué)的世界觀，以科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神進(jìn)行物理學(xué)習(xí)和研究；

（4）體會(huì)與他人合作交流的意義，能主動(dòng)對(duì)自己和他人的研究進(jìn)行客觀的評(píng)價(jià)。

4器材、媒體準(zhǔn)備

學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)器材：電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、電池組、電鍵、導(dǎo)線(xiàn)若干、錳銅合金、鐵導(dǎo)線(xiàn)。課堂探究記錄(附后)。

媒體：實(shí)物投影儀、Powerpoint。

5教學(xué)過(guò)程

5.1復(fù)習(xí)引入，提出問(wèn)題

(學(xué)生初中已經(jīng)學(xué)習(xí)了影響導(dǎo)體電阻的幾個(gè)因素，在此基礎(chǔ)之上教師提問(wèn))

教師：導(dǎo)體的電阻是其本身的一種性質(zhì)，它是山哪些因素決定的呢?

學(xué)生：導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積、材料、溫度有關(guān)。

教師：那么導(dǎo)體的電阻與上面的這些因素有怎樣具體的數(shù)值關(guān)系呢?

(留1—2分鐘時(shí)間讓學(xué)生思考，學(xué)生也可以在小組內(nèi)部進(jìn)行討論。)

教師：我們請(qǐng)各小組的代表來(lái)陳述一下自己所預(yù)測(cè)或猜想的導(dǎo)體的電阻與幾個(gè)因素的可能關(guān)系是什么？

學(xué)生甲組(猜想1)：導(dǎo)體的電阻可能可能與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比，與橫截面積成反比。溫度越高，電阻越大。

學(xué)生乙組(猜想2)：導(dǎo)體電阻可能與長(zhǎng)度的二次方成正比，甚至是三次方的關(guān)系。

學(xué)生丙組(猜想3)：橫截面為圓形的導(dǎo)體的電阻可能與橫截面的直徑成正比。

教師：各個(gè)小組的其他同學(xué)還有什么補(bǔ)充意見(jiàn)的嗎?

教師：看來(lái)大家的預(yù)測(cè)不盡相同，到底哪種猜想正確，還是有其它什么關(guān)系呢?我們?nèi)绾蝸?lái)判別呢?

學(xué)生：可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證我們的猜想是否正確。

教師：在物理學(xué)中，研究物理規(guī)律通常有兩種途徑：一是通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，另一種是通過(guò)邏輯推理來(lái)進(jìn)行。這節(jié)課由于時(shí)間關(guān)系，我們采取第一種方式。如何去探究一個(gè)物理量和幾個(gè)物理量的關(guān)系呢?

學(xué)生(齊答)：控制變量法。

5.2實(shí)驗(yàn)探究，得出規(guī)律

(課前要求三名學(xué)生組成一個(gè)小組，一人負(fù)責(zé)記錄表格，一人進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，另一人協(xié)調(diào)、監(jiān)督實(shí)驗(yàn)進(jìn)程并作為本小組的發(fā)言人。課桌上提供的電阻絲的材料，長(zhǎng)度比，橫截面積比用標(biāo)簽明確標(biāo)注，如圖1所示)

教師：請(qǐng)大家仔細(xì)觀察桌面上的器材，利用它們能否達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的?如果能的話(huà)，各個(gè)小組可以選擇導(dǎo)體的電阻與某一種因素的定量關(guān)系來(lái)研究，并制定詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)方案?？梢圆捎谜n本上的方法，也可以設(shè)計(jì)新的方案。如果你們覺(jué)得不能，還需要什么實(shí)驗(yàn)器材，可以向我提出。

(用Powerpoint提醒學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作結(jié)束時(shí)要交流評(píng)價(jià)以下三個(gè)方面的內(nèi)容：（1）不同實(shí)驗(yàn)方案的特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)的電路圖；（2）表格的欄目設(shè)計(jì)的合理性、規(guī)范性；（3）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性，結(jié)果與猜想的關(guān)系。)

教師：請(qǐng)各小組抓緊時(shí)間交流和討論，力求5min內(nèi)制定出實(shí)驗(yàn)方案，并及時(shí)地在實(shí)驗(yàn)記錄表格上體現(xiàn)出來(lái)。

學(xué)生活動(dòng)1：討論、制定實(shí)驗(yàn)方案。(教師巡視，適度點(diǎn)撥有困難的小組)

教師：請(qǐng)已經(jīng)拿出實(shí)驗(yàn)方案的小組舉手示意一下。

學(xué)生：(舉手示意)

教師：請(qǐng)大家在15min內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)操作。注意實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，力爭(zhēng)有所發(fā)現(xiàn)。

學(xué)生活動(dòng)2：動(dòng)手操作，記錄數(shù)據(jù)。

(教師巡視，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后提醒學(xué)生5min時(shí)要畫(huà)好電路圖；10min時(shí)要完善表格中的欄目、數(shù)據(jù)；13min時(shí)要分析數(shù)據(jù)，看能否驗(yàn)證初始的猜想。在實(shí)驗(yàn)的后半程教師收集典型小組的課堂記錄表格)

學(xué)生活動(dòng)3：交流、評(píng)價(jià)和歸納，得出結(jié)論。

5.2.1探究方案(師生共同討論)

選出兩個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)電路圖同時(shí)投影展示，如圖2所示。

教師：請(qǐng)這兩個(gè)小組的發(fā)言人結(jié)合各自的電路圖簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)方案：

甲組：我們研究的是導(dǎo)體的電阻與長(zhǎng)度之間的關(guān)系，在實(shí)驗(yàn)中選取的電阻絲是A和C，先后將它們接入電路中，用伏安法測(cè)出電阻，然后分析有關(guān)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。

乙組：我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中不需要測(cè)電流，將選定的兩根電阻絲R1和R2同時(shí)接入電路中，只要用一只電壓表分別測(cè)出它們兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的規(guī)律得出電阻之比等于電壓之比。

教師：請(qǐng)大家比較這兩種實(shí)驗(yàn)方案，哪種比較好?

學(xué)生：第二種效率高。

教師：其實(shí)，如果采用課本P58的實(shí)驗(yàn)電路圖，如圖3所示，大家就可以方便而又快捷地研究導(dǎo)體的電阻與長(zhǎng)度、橫截面積、材料的關(guān)系。

5.2.2實(shí)驗(yàn)表格(教師指出評(píng)價(jià)要點(diǎn)，學(xué)生討論、交流)

要點(diǎn)：表格中欄目的行和列分布是否合理；待測(cè)物理量是否齊全，特別是控制變量法的體現(xiàn)情況。

5.2.3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(教師指出評(píng)價(jià)要點(diǎn)，學(xué)生討論、交流)

要點(diǎn)：數(shù)據(jù)是否錯(cuò)誤；有效數(shù)字的位數(shù)是否正確；單位是否準(zhǔn)確。

學(xué)生按組討論，歸納結(jié)論，匯報(bào)結(jié)果：導(dǎo)體的電阻與長(zhǎng)度成正比；導(dǎo)體的電阻與橫截面積成反比；相同長(zhǎng)度和橫截面積，不同材料的電阻絲的電阻值不同

教師評(píng)價(jià)：很好!盡管我們的實(shí)驗(yàn)離真正的科學(xué)研究還有較大的差別，但是大家在這么短的時(shí)間內(nèi)能得出以上結(jié)論，很不容易，是大家共同努力、合作學(xué)習(xí)的結(jié)果。還不能得出結(jié)論的小組要對(duì)自己的探究活動(dòng)進(jìn)行回顧和反思，分析、思考設(shè)計(jì)方案是否有不合理的地方，實(shí)驗(yàn)操作有無(wú)失誤，測(cè)量結(jié)果是否可靠?

(板書(shū)并講解)

1．電阻定律

①內(nèi)容：同種材料的導(dǎo)體，其電阻R與它的長(zhǎng)度成正比，與它的橫截面積S成反比；導(dǎo)體的電阻與構(gòu)成它的材料有關(guān)。

②數(shù)學(xué)表達(dá)：R∝L/S，寫(xiě)成等式：R=ρL/S。

2．電阻率

①物理意義：反映了材料導(dǎo)電性能好壞的物理量，數(shù)值上等于用該材料制成長(zhǎng)度1m，橫截面積1m2的導(dǎo)體的電阻。

②單位：在國(guó)際單位制中單位為歐#8226;米，即Ω#8226;m。

③金屬導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而增大。(教師結(jié)合課本表格說(shuō)明這一知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用)

(三)歸納小結(jié)，鞏固提高

1．知識(shí)總結(jié)：

2．方法總結(jié)：

①科學(xué)研究的一般程序：

②實(shí)驗(yàn)（探究）方法。

③數(shù)學(xué)(推理)方法。

6教學(xué)體會(huì)

這是我校青年教師姚永所參加鹽城市創(chuàng)新教學(xué)比賽的一節(jié)課，筆者參與了備課和比賽的全過(guò)程。一開(kāi)始，我們擔(dān)心放手讓學(xué)生進(jìn)行探究會(huì)收不回來(lái)，無(wú)法完成教學(xué)計(jì)劃。但在課堂上，學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程緊張而有序，學(xué)習(xí)自主性和合作性得到了充分的發(fā)揮，教學(xué)效果很好，獲得了大賽的一等獎(jiǎng)。

在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究方案的過(guò)程中，有些同學(xué)提出了很多新穎的方法，如把幾根電阻絲并聯(lián)，分別測(cè)量它們的電流，然后進(jìn)行比較……。雖然有些方案還很幼稚，但無(wú)一不迸發(fā)出智慧的火花。教者要善于捕捉這一教育機(jī)會(huì)，對(duì)學(xué)生加以肯定、鼓勵(lì)和引導(dǎo)，給他們時(shí)間和空間，讓他們體驗(yàn)成功的快樂(lè)。

在這節(jié)課上，教師的教學(xué)行為和學(xué)生的學(xué)習(xí)方式都發(fā)生了較大的變化。我們深深體會(huì)到教師應(yīng)該是學(xué)生學(xué)習(xí)的參與者、促進(jìn)者和指導(dǎo)者，學(xué)生應(yīng)該是學(xué)習(xí)的主體，提倡自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)。

附：課堂探究記錄

2．6電阻定律

1．小組成員： _____ ______ ______

2．探究課題：探究導(dǎo)線(xiàn)電阻與其影響因素的定量關(guān)系

3.猜想與假設(shè)：______________

4.探究方案設(shè)計(jì)：

________________________。

5.實(shí)驗(yàn)原理圖：

6.數(shù)據(jù)記錄：（欄目自擬）

7.分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并得出結(jié)論：

______________________。

(欄目編輯黃懋恩)