合作探究 有效生成

周維新

摘要：課堂教學(xué)改革的核心是轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)方式，新課程倡導(dǎo)自主、合作、探究的學(xué)習(xí)方式?！皩?dǎo)體的電阻”教學(xué)采用學(xué)生合作探究，即以小組為學(xué)習(xí)單位，在合作中探究，在探究中合作，從而達(dá)成課堂的有效學(xué)習(xí)，促進(jìn)教師轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，使學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：合作探究；有效學(xué)習(xí)

一、教學(xué)分析

1.教材分析

導(dǎo)體的電阻是人教版選修3-1第二章恒定電流第六節(jié)。本節(jié)介紹了影響導(dǎo)體電阻的因素，并由此提出了探究方案。方案分別從實(shí)驗(yàn)和理論兩方面進(jìn)行探究，歸納得出電阻定律。接著教材介紹了電阻率，說(shuō)明了金屬、合金電阻率和溫度的關(guān)系。本節(jié)內(nèi)容在高考中不作為單獨(dú)考查內(nèi)容，而是結(jié)合實(shí)驗(yàn)測(cè)電阻或者描述伏安特性曲線來(lái)考查。本節(jié)內(nèi)容展示了物理學(xué)中的兩種研究方法：理論研究和實(shí)驗(yàn)研究，學(xué)生在感受物理方法的同時(shí)可以反思自己的學(xué)習(xí)方式，改進(jìn)自己的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

2.學(xué)情分析

學(xué)生在初中物理中初步了解了導(dǎo)體電阻的影響因素，也知道電阻與長(zhǎng)度和橫截面積的大致關(guān)系，但并不清楚具體的數(shù)量關(guān)系式。學(xué)生能掌握實(shí)驗(yàn)的基本方法—控制變量法，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。學(xué)生的主要困難是精確測(cè)量導(dǎo)體電阻和導(dǎo)體的橫截面積，教師必須給予學(xué)生必要的講解和指導(dǎo)。學(xué)生不能獨(dú)立地對(duì)導(dǎo)體電阻決定因素的半定量關(guān)系，可以通過(guò)小組討論，互幫互助進(jìn)行研究得到電阻的關(guān)系式，因此比較適合采用合作式探究進(jìn)行學(xué)習(xí)。關(guān)系式中的比例常數(shù)由材料本身決定，其物理名稱為電阻率，但學(xué)生對(duì)其物理意義是不清楚的。

二、教學(xué)流程及思考

1.創(chuàng)設(shè)情境，設(shè)疑激趣

師：展示兩燈泡的圖片“pz220-25”（如圖1）、“pz220-100”（如圖2），請(qǐng)仔細(xì)觀察兩只燈泡的照片，說(shuō)出它們有哪些不同之處 ？

生：兩燈泡額定功率不同，分別是25w和100w。

師：除此外，發(fā)光體—鎢絲有何不同？

生：100w燈泡的鎢絲要粗些。

師：請(qǐng)計(jì)算兩燈泡正常工作時(shí)的電阻。

生：100w的燈泡電阻為484Ω，25w燈泡的電阻為1936Ω。

師：電阻是衡量導(dǎo)體對(duì)電流阻礙作用大小，其常用單位是“歐姆”還有千歐、兆歐。那么導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān)？

【評(píng)析】聯(lián)系生活中的燈泡，學(xué)生通過(guò)觀察來(lái)回顧初中學(xué)習(xí)的電阻部分知識(shí)，額定電壓相同時(shí)功率大的燈泡電阻小，電阻的大小與該導(dǎo)體的粗細(xì)（橫截面積）有關(guān)，從而激發(fā)學(xué)生興趣，引發(fā)學(xué)生思考。

2.討論合作，設(shè)計(jì)方案

師：影響導(dǎo)體電阻的因素有哪些？

生：導(dǎo)體的長(zhǎng)度、粗細(xì)、材料、溫度。

師：這些因素如何影響電阻的大??？

生：長(zhǎng)度越大，電阻越大；導(dǎo)體越粗，電阻越小；材料和溫度對(duì)電阻的影響不清楚。

師：非常好。能否請(qǐng)同學(xué)們驗(yàn)證剛才得到的結(jié)論？限于實(shí)驗(yàn)器材大家探究前三個(gè)因素對(duì)電阻的影響，可以實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，也可以理論驗(yàn)證。請(qǐng)同學(xué)們按座位就近原則進(jìn)行分組。

學(xué)生根據(jù)教師提供的實(shí)驗(yàn)器材，結(jié)合書(shū)本方案進(jìn)行討論、設(shè)計(jì)。（教師進(jìn)行巡視指導(dǎo)，對(duì)個(gè)別后進(jìn)的學(xué)生進(jìn)行并組）。學(xué)生的方案簡(jiǎn)稿如下：

方案一：實(shí)驗(yàn)探究1：研究導(dǎo)體電阻與材料的關(guān)系。導(dǎo)線材料錳銅、鎳鉻長(zhǎng)度相同，截面積相同，電流、電壓、電阻是否相同？

實(shí)驗(yàn)探究2：研究電阻與長(zhǎng)度的關(guān)系。同一條鎳鉻合金，粗細(xì)均勻（橫截面積處相同），測(cè)得不同長(zhǎng)度時(shí)的電流、電壓、電阻數(shù)值。

實(shí)驗(yàn)探究3：研究電阻與粗細(xì)的關(guān)系。在實(shí)驗(yàn)2的基礎(chǔ)上，將鎳鉻合金折疊，使橫截面積增加為原來(lái)的兩倍。保持與實(shí)驗(yàn)2中相同的電流，測(cè)電壓、電阻。

方案二：理論探究1：導(dǎo)體的電阻R與長(zhǎng)度l的關(guān)系，n個(gè)電阻串聯(lián)相當(dāng)于導(dǎo)體長(zhǎng)度增加為原來(lái)的n倍（如圖3）。

理論探究2：導(dǎo)體的電阻R與橫截面積S的關(guān)系，n個(gè)電阻并聯(lián)相當(dāng)于導(dǎo)體的橫截面積增加為原來(lái)的n倍（如圖4）。

【評(píng)析】方案設(shè)計(jì)活動(dòng)幫助學(xué)生回顧了初中電學(xué)知識(shí)：伏安法測(cè)電阻、電阻的串、并聯(lián)；同時(shí)鞏固了實(shí)驗(yàn)探究中常用的方法：控制變量法。方案設(shè)計(jì)活動(dòng)通過(guò)學(xué)習(xí)任務(wù)驅(qū)動(dòng)，充分發(fā)揮了學(xué)生的主體作用，同時(shí)凝聚了小組集體的力量，大家取長(zhǎng)補(bǔ)短，在相互合作中各有所獲，形成小組合作共贏。

3.合作探究，有效學(xué)習(xí)

各小組根據(jù)制定的探究方案進(jìn)行小組合作探究，為了節(jié)省探究時(shí)間，小組間可以進(jìn)行相應(yīng)的合作，每個(gè)小組探究一個(gè)因素。例如，組一實(shí)驗(yàn)探究電阻與導(dǎo)體長(zhǎng)度的關(guān)系，組二實(shí)驗(yàn)探究電阻與橫截面積的關(guān)系，組三實(shí)驗(yàn)探究電阻與材料的關(guān)系。電阻的理論探究同樣如此。教師安排完學(xué)習(xí)任務(wù)后進(jìn)行巡視指導(dǎo)，指導(dǎo)電學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作要求：電路連接中電表量程選擇，電表正、負(fù)接線柱的連接，相應(yīng)的電路故障排除等，指導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和總結(jié)。

這部分活動(dòng)控制起來(lái)較為困難，教師可以根據(jù)小組的情況，讓較有威信的學(xué)生進(jìn)行小組管理，確保學(xué)習(xí)任務(wù)有效完成。讓先完成學(xué)習(xí)任務(wù)的小組成員參與到未完成的小組中去，進(jìn)行組間的再合作，幫助后進(jìn)小組及時(shí)完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

【評(píng)析】小組合作探究改變了以往實(shí)驗(yàn)只動(dòng)手不動(dòng)腦的僵化課堂，為課堂學(xué)習(xí)注入了新鮮活力，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，使每位學(xué)生都有了主動(dòng)的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的機(jī)會(huì)。學(xué)生始終處于一種主動(dòng)、積極的心態(tài)，由原來(lái)的被動(dòng)聽(tīng)講變成了主動(dòng)學(xué)習(xí)者、研究者、參與者，從而有了“我要學(xué)”的強(qiáng)烈愿望。學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性增強(qiáng)了，有利于學(xué)生反思自己的學(xué)習(xí)行為，提升思維深度，增強(qiáng)語(yǔ)言表達(dá)能力，學(xué)會(huì)與他人合作，具備合作完成問(wèn)題的能力。學(xué)生在分工合作中快樂(lè)學(xué)習(xí)，追求群體與個(gè)體的共同提高與發(fā)展。

4.成果展示，評(píng)價(jià)反思

課堂上各組派代表講解，交流各自的探究及成果，教師及時(shí)總結(jié)和點(diǎn)評(píng)，教師對(duì)每個(gè)組的完成情況進(jìn)行分析、補(bǔ)充、評(píng)價(jià)、綜合，形成電阻定律前期結(jié)論：導(dǎo)體電阻與其長(zhǎng)度成正比，與導(dǎo)體的橫截面積成反比，合金導(dǎo)體的電阻比純金屬導(dǎo)體電阻大。不同材料的電阻導(dǎo)電能力不同，物理中用電阻率表示。對(duì)于電阻率、溫度對(duì)導(dǎo)體電阻的影響，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生繼續(xù)探究，使探究的思路得以繼續(xù)延展，使全班學(xué)生對(duì)導(dǎo)體的電阻達(dá)到共識(shí)。

在展示、交流成果的基礎(chǔ)上，組織學(xué)生對(duì)研究報(bào)告和設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)的內(nèi)容是研究的過(guò)程、成果。評(píng)價(jià)的方式是自評(píng)和他評(píng)，評(píng)價(jià)的主體是每個(gè)研究小組成員，評(píng)價(jià)的目的是反思小組合作探究中存在的不足之處和成功之處，而不是評(píng)出小組間的優(yōu)劣，以便下次能更好地開(kāi)展合作探究。

【評(píng)析】成果展示是學(xué)生對(duì)自己學(xué)習(xí)過(guò)程的總結(jié)，可以鍛煉學(xué)生的文字概括、組織能力，提高學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力，增加學(xué)生對(duì)知識(shí)生成的體驗(yàn)和感悟，從而轉(zhuǎn)變了學(xué)習(xí)的方式，促進(jìn)對(duì)知識(shí)的理解和鞏固，提高了學(xué)習(xí)效果，形成動(dòng)態(tài)的有效課堂。

總之，合作探究學(xué)習(xí)促使學(xué)生多感官參與學(xué)習(xí)，積極動(dòng)腦、動(dòng)手、動(dòng)心，把枯燥的聽(tīng)講過(guò)程變?yōu)榉e極、愉悅的學(xué)習(xí)活動(dòng)，形成活潑、生動(dòng)、有效的綜合性、立體化大課堂。學(xué)生通過(guò)合作探究促進(jìn)內(nèi)化，通過(guò)內(nèi)化推動(dòng)發(fā)展，在競(jìng)爭(zhēng)中合作，在競(jìng)爭(zhēng)中發(fā)展。學(xué)生在合作探究中親歷知識(shí)形成的過(guò)程，主動(dòng)思考，加深體驗(yàn)，經(jīng)歷訓(xùn)練，獲得個(gè)性發(fā)展；在討論中，獲得思維的多向交匯，獲得更多思考、表達(dá)、交流、傾聽(tīng)的機(jī)會(huì)，促進(jìn)共同發(fā)展；在評(píng)價(jià)反思中，加強(qiáng)了情境的感受、心理的溝通、情感的體驗(yàn)，成為學(xué)習(xí)真正主體。

【參考文獻(xiàn)】

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