《電阻》的探究教學設(shè)計

摘要：探究式教學已經(jīng)成為近幾年課程改革的熱點問題。文章以電阻一節(jié)為例，在課堂教學中應用探究方法并力圖體現(xiàn)探究過程。同時也對如何提高探究的質(zhì)量進行了嘗試。

關(guān)鍵詞：電阻；電阻定律；科學探究；學情分析

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A文章編號：1003-6148(2008)2(S)-0018-3

新課程標準指出：“高中階段的物理課程要給學生提供必要的科學探究機會，讓學生通過自己的思維、動手、查閱文獻等，體驗探究過程的曲折和樂趣，發(fā)展科學探究的能力，增強對科學探究的理解。高中階段尤其要注重科學探究的質(zhì)量”［1］。雖然新課改實施以來，廣大教師對科學探究的理解正在逐步加深，但對在物理教學實踐如何提高科學探究的質(zhì)量，仍然是需要進一步深入研究的問題。本文《電阻》的教學設(shè)計為例，對高中物理教學實踐中提高科學探究質(zhì)量的策略做一探討。

1 教材分析

“電阻”是新課標高中物理3-1的第三章《恒定電流》的第二節(jié)內(nèi)容。按新課程標準，在高中物理選修3系列教材（山東科學技術(shù)出版社2007年出版，以下簡稱司南版）中，與電磁學有關(guān)的二級主題有7個，其中與電路有關(guān)的二級主題有“電路”、“交變電流”和“傳感器”，司南版3-1教材中的“電阻”一節(jié)是與“電路”相關(guān)的重要內(nèi)容，讓學生經(jīng)歷科學探究過程，體驗探究樂趣，并且與生產(chǎn)生活聯(lián)系密切，是學生必須掌握的的重要內(nèi)容。

“電阻定律”是“電阻”一節(jié)中的一個基本定律，在學習本節(jié)課之前，課程安排了歷史的回顧和電流等內(nèi)容，而在后面，焦耳定律、閉合電路的歐姆定律、電路和邏輯電路的基本原理的學習中又必須以電阻定律為基礎(chǔ)。因此，電阻定律在整個高中知識體系中占有重要地位。

由于探究決定導體電阻大小的因素的實驗，實驗器材簡單，電路不復雜，實驗方案簡單易行，實驗容易成功，所以可以讓學生參與探究的全過程。只要教師對學生提出的猜想、實驗設(shè)計思路等不加限制，充分發(fā)揮學生的能動性，讓學生通過自主學習與交流合作，分析、處理實驗信息，得出電阻定律，就能達到既加深學生對“電阻率”和“電阻”概念的理解，又能達到提高學生科學探究能力的目的。在“電阻”一節(jié)的教學中，還要讓學生進一步學習和運用控制變量法?？傊?，本節(jié)應突出學生參與實驗探究的全過程，這對培養(yǎng)學生的學習方法、提高解決實際問題的能力具有重要的意義。

2 學情分析

在學習“電阻”這節(jié)內(nèi)容時，高中生由于在初中時已定性研究了導體的電阻大小與它的長度、橫截面積、材料種類之間的關(guān)系，所以感覺“似曾相識”，容易忽視電阻定律建立的過程，只記住結(jié)論。電阻率是學生學到的第一個由多個物理量直接導出的概念，對學生來說比較抽象，是教學的難點。

新課程標準倡導多種學習方式，其中科學探究是重要的一種學習方式，高二年級學生已具有初步的科學探究能力，因此本節(jié)適合他們進行科學探究。

3 教學目標

3.1 知識與技能

理解電阻定律及電阻率的物理意義，并知道電阻及電阻定律在生活中的應用。

3.2 過程與方法

(1)經(jīng)歷探究決定導體電阻大小因素的過程，進一步學習控制變量法。

(2)在對決定導體電阻大小的因素數(shù)據(jù)的處理過程中，培養(yǎng)和發(fā)展處理信息的能力和合作、交流的能力。

3.3 情感、態(tài)度與價值觀

在成功探究影響導體電阻大小因素的過程中，體實驗成功的喜悅。

4 器材及媒體準備

學生分組實驗器材：電流表、電壓表、滑動變阻器、電池組、電鍵、導線若干、錳銅合金、鐵導線若干。

媒體：多媒體課件。

5 教學過程

5.1 創(chuàng)設(shè)情境，提出問題

【教學事件1】教師播放用flash編制的多媒體課件演示實驗。引導學生思考、討論電阻R的大小由什么決定呢？

【教學設(shè)計說明】根據(jù)新課程的精神，從創(chuàng)設(shè)的實驗情境中，讓學生發(fā)現(xiàn)感興趣的問題，進而提出可供探究的問題，能夠激發(fā)學生的學習興趣。

5.2 猜想與假設(shè)

【教學事件2】教師進一步引導學生猜想，導體的電阻與導體橫截面積、長度、材料和溫度之間有怎樣的定量關(guān)系？

留給學生思考時間，讓學生之間進行討論。由學生代表陳述“導體的電阻與幾個因素的可能定量關(guān)系”的猜想。

學生可能的猜想1：導體的電阻可能與導體的長度成正比，二次方成正比，等。

學生可能的猜想2：導體電阻可能與橫截面積成反比，也可能成正比。

學生可能的猜想3：導體的電阻隨溫度越高，電阻越大，也可能溫度越高，電阻越低。

學生可能的猜想4：導體電阻可能與所制作的材料有關(guān)。

教師詢問同學還有什么補充意見的嗎?

【教學設(shè)計說明】猜想不是胡亂猜想，是根據(jù)已有知識和經(jīng)驗對物理實驗可能出現(xiàn)結(jié)果的預測，引導學生養(yǎng)成有根據(jù)的進行科學猜想與假設(shè)的習慣。

5.3 制定計劃，設(shè)計實驗

【教學事件3】教師引導學生確定實驗方法。教師引導學生回憶物體加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系時，所用的方法，即控制變量法。本節(jié)課仍采用這種實驗方法來研究。

【教學事件4】教師引導學生設(shè)計實驗方案和實驗表格。

【教學設(shè)計說明】“制定計劃，設(shè)計實驗”是科學探究過程中的重要環(huán)節(jié)，依據(jù)確定的探究課題和已有的條件，讓學生經(jīng)歷設(shè)計影響電阻大小因素的方案和設(shè)計實驗的過程，給學生創(chuàng)造鍛煉機會。

5.4 進行實驗，收集實驗數(shù)據(jù)

【教學事件5】讓學生仔細觀察課桌上提供的實驗器材，（電阻絲的材料，長度比，橫截面積比用標簽明確標注）如圖2所示，利用它們能否達到實驗的目的？如果感覺不能，還需要什么實驗器材，可以提出。

【教學事件6】小組實驗。實驗可采取3-4人的小組實驗。把決定導體電阻大小的因素探究實驗分成四個小實驗，因為時間的限制，各實驗小組可以選擇其中一個實驗來研究，如果有時間再作其它實驗，最后交流成果。

實驗1：S、T、ρ不變，只探究電阻R與長度L之間的定量關(guān)系。

實驗2：L、T、ρ不變，只探究電阻R與橫截面積S之間的定量關(guān)系。

實驗3：S、L、T不變，只探究電阻R與材料ρ之間的定量關(guān)系。

實驗4：S、L、ρ不變，只探究電阻R與溫度T之間的定量關(guān)系。

各實驗小組按照實驗步驟進行，仔細觀測實驗現(xiàn)象，并記錄實詳實驗數(shù)據(jù)。

【教學設(shè)計說明】“進行實驗，收集實驗數(shù)據(jù)”是在教師的指導下，學生依據(jù)探究方案操作實驗，實驗數(shù)據(jù)是下一步進行科學分析的根據(jù)，因此指導學生在收集實驗數(shù)據(jù)時，應該給學生提出“嚴謹、認真、仔細”的要求。

5.5 分析與論證

【教學事件7】小組內(nèi)學生交流、評價和歸納，得出結(jié)論。在此過程中，教師給予及時指導。

【教學設(shè)計說明】 “分析與論證”能力是科學探究能力的重要組成部分，這個能力只能在學生經(jīng)歷“分析與論證”的過程中得到鍛煉、養(yǎng)成。

【教學事件8】教師收集各實驗的實驗數(shù)據(jù)及結(jié)論并在大屏幕上展示，在教師的引導下，讓學生自己由實驗1、2、3總結(jié)出電阻定律并得出公式：R=ρL/S。

對實驗4，得出電阻率單位并說明其物理意義。

綜合4個實驗，電阻定律應理解為：在溫度一定的條件下，同種材料的導體，其電阻R與它的長度成正比，與它的橫截面積S成反比、導體的電阻R與構(gòu)成它的材料ρ有關(guān)。

引導學生仔細閱讀課后電阻率表，加深對電阻率概念的理解。

【教學事件9】利用學生身邊的實例，介紹電阻及電阻定律在生活、生產(chǎn)中的應用，加深電阻、電阻定律的理解。使學生體會到物理就在自己身邊。

【教學設(shè)計說明】在物理教學中，經(jīng)過科學抽象得出結(jié)論后，應該引導學生在運用所學知識解決實際問題的過程中，加深對所學知識的理解。

5．6 反思探究過程，評估得到的結(jié)論

【教學事件10】引導學生評估全班得到的結(jié)論的適應范圍，對本小組的探究過程進行反思。

【教學設(shè)計說明】探究結(jié)論的適應范圍與探究過程的條件有關(guān)，應該引導學生養(yǎng)成在探究后對探究結(jié)論和過程進行評估與反思的良好習慣。

5．7 課堂小結(jié)，鞏固提高

（1）知識總結(jié)：電阻定律、電阻率。

（2）方法總結(jié)：控制變量法；科學研究的一般程序：提出問題——科學猜想——實驗探究——分析論證——交流——評估。

【教學設(shè)計說明】對本課的知識進行系統(tǒng)的總結(jié)，幫助學生記憶和復習，構(gòu)建自己的良好知識結(jié)構(gòu)。

6 板書設(shè)計

電阻定律

副板書1.電阻定律（1）內(nèi)容：……（2）表達式：R=ρL/S2.電阻率（1）物理意義：………（2）單位：Ω·m（3）金屬導體的電阻率隨溫度升高而增大。3.身邊的電阻例如：…………副板書

【教學設(shè)計說明】 板書設(shè)計是教學中不可缺少的部分，它不僅是一種教學手段，更是一門教學藝術(shù)，是備課、授課中的一個重要環(huán)節(jié)。 

注：牛英申，山東曲阜師范大學工物理工程學院教育碩士。

參考文獻:

［1］普通高中物理課程標準.中華人民共和國教育部制定.2003年

(欄目編輯黃懋恩)

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文。