《电阻》的探究教学设计

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摘要：探究式教学已经成为近几年课程改革的热点问题。文章以电阻一节为例，在课堂教学中应用探究方法并力图体现探究过程。同时也对如何提高探究的质量进行了尝试。

关键词：电阻；电阻定律；科学探究；学情分析

中图分类号：G633.7 文献标识码：A文章编号：1003-6148(2008)2(S)-0018-3

新课程标准指出：“高中阶段的物理课程要给学生提供必要的科学探究机会，让学生通过自己的思维、动手、查阅文献等，体验探究过程的曲折和乐趣，发展科学探究的能力，增强对科学探究的理解。高中阶段尤其要注重科学探究的质量”［1］。虽然新课改实施以来，广大教师对科学探究的理解正在逐步加深，但对在物理教学实践如何提高科学探究的质量，仍然是需要进一步深入研究的问题。本文《电阻》的教学设计为例，对高中物理教学实践中提高科学探究质量的策略做一探讨。

1 教材分析

“电阻”是新课标高中物理3-1的第三章《恒定电流》的第二节内容。按新课程标准，在高中物理选修3系列教材（山东科学技术出版社2007年出版，以下简称司南版）中，与电磁学有关的二级主题有7个，其中与电路有关的二级主题有“电路”、“交变电流”和“传感器”，司南版3-1教材中的“电阻”一节是与“电路”相关的重要内容，让学生经历科学探究过程，体验探究乐趣，并且与生产生活联系密切，是学生必须掌握的的重要内容。

“电阻定律”是“电阻”一节中的一个基本定律，在学习本节课之前，课程安排了历史的回顾和电流等内容，而在后面，焦耳定律、闭合电路的欧姆定律、电路和逻辑电路的基本原理的学习中又必须以电阻定律为基础。因此，电阻定律在整个高中知识体系中占有重要地位。

由于探究决定导体电阻大小的因素的实验，实验器材简单，电路不复杂，实验方案简单易行，实验容易成功，所以可以让学生参与探究的全过程。只要教师对学生提出的猜想、实验设计思路等不加限制，充分发挥学生的能动性，让学生通过自主学习与交流合作，分析、处理实验信息，得出电阻定律，就能达到既加深学生对“电阻率”和“电阻”概念的理解，又能达到提高学生科学探究能力的目的。在“电阻”一节的教学中，还要让学生进一步学习和运用控制变量法。总之，本节应突出学生参与实验探究的全过程，这对培养学生的学习方法、提高解决实际问题的能力具有重要的意义。

2 学情分析

在学习“电阻”这节内容时，高中生由于在初中时已定性研究了导体的电阻大小与它的长度、横截面积、材料种类之间的关系，所以感觉“似曾相识”，容易忽视电阻定律建立的过程，只记住结论。电阻率是学生学到的第一个由多个物理量直接导出的概念，对学生来说比较抽象，是教学的难点。

新课程标准倡导多种学习方式，其中科学探究是重要的一种学习方式，高二年级学生已具有初步的科学探究能力，因此本节适合他们进行科学探究。

3 教学目标

3.1 知识与技能

理解电阻定律及电阻率的物理意义，并知道电阻及电阻定律在生活中的应用。

3.2 过程与方法

(1)经历探究决定导体电阻大小因素的过程，进一步学习控制变量法。

(2)在对决定导体电阻大小的因素数据的处理过程中，培养和发展处理信息的能力和合作、交流的能力。

3.3 情感、态度与价值观

在成功探究影响导体电阻大小因素的过程中，体实验成功的喜悦。

4 器材及媒体准备

学生分组实验器材：电流表、电压表、滑动变阻器、电池组、电键、导线若干、锰铜合金、铁导线若干。

媒体：多媒体课件。

5 教学过程

5.1 创设情境，提出问题

【教学事件1】教师播放用flash编制的多媒体课件演示实验。引导学生思考、讨论电阻R的大小由什么决定呢？

【教学设计说明】根据新课程的精神，从创设的实验情境中，让学生发现感兴趣的问题，进而提出可供探究的问题，能够激发学生的学习兴趣。

5.2 猜想与假设

【教学事件2】教师进一步引导学生猜想，导体的电阻与导体横截面积、长度、材料和温度之间有怎样的定量关系？

留给学生思考时间，让学生之间进行讨论。由学生代表陈述“导体的电阻与几个因素的可能定量关系”的猜想。

学生可能的猜想1：导体的电阻可能与导体的长度成正比，二次方成正比，等。

学生可能的猜想2：导体电阻可能与横截面积成反比，也可能成正比。

学生可能的猜想3：导体的电阻随温度越高，电阻越大，也可能温度越高，电阻越低。

学生可能的猜想4：导体电阻可能与所制作的材料有关。

教师询问同学还有什么补充意见的吗?

【教学设计说明】猜想不是胡乱猜想，是根据已有知识和经验对物理实验可能出现结果的预测，引导学生养成有根据的进行科学猜想与假设的习惯。

5.3 制定计划，设计实验

【教学事件3】教师引导学生确定实验方法。教师引导学生回忆物体加速度与物体质量、物体受力的关系时，所用的方法，即控制变量法。本节课仍采用这种实验方法来研究。

【教学事件4】教师引导学生设计实验方案和实验表格。

【教学设计说明】“制定计划，设计实验”是科学探究过程中的重要环节，依据确定的探究课题和已有的条件，让学生经历设计影响电阻大小因素的方案和设计实验的过程，给学生创造锻炼机会。

5.4 进行实验，收集实验数据

【教学事件5】让学生仔细观察课桌上提供的实验器材，（电阻丝的材料,长度比,横截面积比用标签明确标注）如图2所示，利用它们能否达到实验的目的？如果感觉不能，还需要什么实验器材，可以提出。

【教学事件6】小组实验。实验可采取3-4人的小组实验。把决定导体电阻大小的因素探究实验分成四个小实验，因为时间的限制，各实验小组可以选择其中一个实验来研究，如果有时间再作其它实验，最后交流成果。

实验1：S、T、ρ不变，只探究电阻R与长度L之间的定量关系。

实验2：L、T、ρ不变，只探究电阻R与横截面积S之间的定量关系。

实验3：S、L、T不变，只探究电阻R与材料ρ之间的定量关系。

实验4：S、L、ρ不变，只探究电阻R与温度T之间的定量关系。

各实验小组按照实验步骤进行，仔细观测实验现象，并记录实详实验数据。

【教学设计说明】“进行实验，收集实验数据”是在教师的指导下，学生依据探究方案操作实验，实验数据是下一步进行科学分析的根据，因此指导学生在收集实验数据时，应该给学生提出“严谨、认真、仔细”的要求。

5.5 分析与论证

【教学事件7】小组内学生交流、评价和归纳，得出结论。在此过程中，教师给予及时指导。

【教学设计说明】 “分析与论证”能力是科学探究能力的重要组成部分，这个能力只能在学生经历“分析与论证”的过程中得到锻炼、养成。

【教学事件8】教师收集各实验的实验数据及结论并在大屏幕上展示，在教师的引导下，让学生自己由实验1、2、3总结出电阻定律并得出公式：R=ρL/S。

对实验4，得出电阻率单位并说明其物理意义。

综合4个实验，电阻定律应理解为：在温度一定的条件下，同种材料的导体，其电阻R与它的长度成正比，与它的横截面积S成反比、导体的电阻R与构成它的材料ρ有关。

引导学生仔细阅读课后电阻率表，加深对电阻率概念的理解。

【教学事件9】利用学生身边的实例，介绍电阻及电阻定律在生活、生产中的应用，加深电阻、电阻定律的理解。使学生体会到物理就在自己身边。

【教学设计说明】在物理教学中，经过科学抽象得出结论后，应该引导学生在运用所学知识解决实际问题的过程中，加深对所学知识的理解。

5．6 反思探究过程，评估得到的结论

【教学事件10】引导学生评估全班得到的结论的适应范围，对本小组的探究过程进行反思。

【教学设计说明】探究结论的适应范围与探究过程的条件有关，应该引导学生养成在探究后对探究结论和过程进行评估与反思的良好习惯。

5．7 课堂小结，巩固提高

（1）知识总结：电阻定律、电阻率。

（2）方法总结：控制变量法；科学研究的一般程序：提出问题――科学猜想――实验探究――分析论证――交流――评估。

【教学设计说明】对本课的知识进行系统的总结，帮助学生记忆和复习，构建自己的良好知识结构。

6 板书设计

电阻定律

副板书1.电阻定律（1）内容：……（2）表达式：R=ρL/S2.电阻率（1）物理意义：………（2）单位：Ω・m（3）金属导体的电阻率随温度升高而增大。3.身边的电阻例如：…………副板书

【教学设计说明】 板书设计是教学中不可缺少的部分，它不仅是一种教学手段，更是一门教学艺术，是备课、授课中的一个重要环节。

注：牛英申，山东曲阜师范大学工物理工程学院教育硕士。

参考文献:

［1］普通高中物理课程标准.中华人民共和国教育部制定.2003年

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。

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