《電阻定律》教學設計

王端貴　張連之

摘要：本文主要說明如何以學生探究為主、教師引導為輔進行《電阻定律》的教學設計，為物理規律的探究教學提供了一個典型的范例。

關鍵詞：電阻定律；教學設計；實驗探究；理論探究

中圖分類號：G633.7文獻標識碼：A文章編號：1003-6148(2009)2(S)-0019-2

教材分析

本節內容是在學生學完了恒定電流的基礎知識,《歐姆定律》、《串聯電路和并聯電路》之后安排的。就本節的知識內容而言，可以看作是歐姆定律、串并聯電路特點等知識的應用，同時也為后面學習水果電池的內阻以及磁流體發電機的內阻等作了一個鋪墊。對于這一節內容學生在初中已作了定性的了解，雖然對電阻定律的理解、應用掌握起來難度并不大，但關鍵是電阻定律的探究過程、探究方法和科學素質的培養。本節教材是以探究決定電阻的因素為載體，提供了實驗探究和理論探究兩種方案。兩者相結合，可以讓學生同時體驗實驗的魅力和邏輯的力量。這也是人教版新教材第一次同時提供實驗探究和理論探究兩種方案。

知識與技能

1、通過探究學習，深化對電阻的認識。理解決定導體電阻大小的因素。2、能用電阻定律來進行有關的計算。

過程與方法

1、通過探究活動，學會探究物理問題的兩種基本方法：即實驗和理論的探究。2、熟練應用控制變量法、轉化法、排除法研究不同的物理問題。

情感態度與價值觀

通過探究過程讓學生養成良好的探究學習習慣，明白探究學習在物理學習中的作用。

教學難點 電阻定律探究方案的設計

教學方法 以學生探究為主，教師引導為輔的啟發式教學。

教學的主要環節

1 提出問題

提問歐姆定律的表達式R=U/I，根據學生回答將公式變形R=U/I。再次提問能不能說電阻R與U成正比，與I成反比？不能。學生可能會想既然不能，它是定義式，那么電阻的決定式又是什么呢？迫切想知道電阻R到底由哪些因素決定。對于定義式、測量式或決定式的問題學生在必修教材中就接觸過，如a=Δv/Δt 是定義式，a=Fm 是決定式。雖然當時學生不是太明白，但到電場強度定義式是E= Fq，點電荷電場的決定式是E=(kQ)/r²學習后，他們對這一問題則將基本清楚。同時電阻的定義式、決定式也是高中范圍內區分定義式、決定式的絕好素材。因此學生在學完電阻定律后對這一問題就徹底明確了，以后再遇到如電容的決定式、定義式等就一點即通了。

2 猜想

電阻R的大小和哪些因素有關，要求學生依據自己的生活經驗進行猜想。對于這方面學生有豐富生活經驗，如知道100W燈泡的燈絲比15W的粗，導線一般用銅、鋁等材料制成。另外學生在初中對這部分內容就有定性認識，學生猜想并不難。教師將學生猜想羅列起來、稍加篩選即可。

3 制定方案

方案1：實驗探究

制定方案是本節課的重點也是難點，方案制定好后，關鍵問題將迎刃而解。為了突破這一教學難點，我采用了問題鋪墊，逐漸深入，重點突破的方法。

（1）物理量的測量

要求學生討論回答需要測量哪些物理量？分別使用什么器材測量？依據猜想要探究電阻與長度、橫截面積和材料的關系。自然需要測量電阻R，測量電阻R需用伏安法，當然要用電壓表、電流表等。測量長度用刻度尺，但測量橫截面積的方法可能會“五花八門”。可能有的學生會想到用游標卡尺；有的學生會想到用螺旋測微器；有的學生會想到用刻度尺。后者是使用“累積法”測量，將電阻絲繞成線圈，測量線圈的寬度，再除以匝數就是電阻絲的直徑。這時需要對學生的回答作出適時評價，特別是用刻度尺測橫截面積的同學，教師要作出較高的評價，鼓勵學生動腦筋去思考問題。通過教師提問、學生討論作答、教師的適時評價就為探究方案的制定掃清了基本的方法和器材的障礙，將向目標方向邁進一步。

（2）控制變量法

提出問題是為了探究電阻R與導線長度L、橫截面積S、制作材料的關系為確定方法作鋪墊，引導學生回顧控制變量法。對于控制變量法，學生在初中時就比較熟悉，遇到探究某一物理量與其他兩個或兩個以上物理量關系時，就用控制變法。再進一步讓學生回答如何使用控制變量法探究電阻R與長度L、橫截面積S、材料的關系。

①保持（）（）不變，探究R與（）關系。②保持（）（）不變，探究R與（）關系。③保持（）（）不變，探究R與（）關系。在這一環節中提出了本探究方案使用基本的方法--控制變量法，為后面畫實驗電路圖、選擇電阻絲等奠定了基礎。

（3）畫實驗電路圖

畫實驗電路圖是實驗探究方案中重點中的重點，同時也是難點中的難點，對如何突出重點，突破難點，可主要采用如下方法。

①將小紙片分發給學生，要求學生將設計好的實驗電路圖畫在小紙片上。

②檢查、指導學生畫出電路圖，收集具有代表性的電路圖。

③將收集到的電路圖編號，依次投影到屏幕上，并請設計者說明其設計思想。

④請學生評價哪個電路圖設計得更簡捷，從而選擇最合適的實驗電路圖。

在這個教學環節中，從實驗電路圖的設計、說明到評判、選擇，都由同學們獨立完成。教師把學生學習的主動權放給學生，在這一環節所起的作用就是為學生提供探究學習的條件，創造輕松和諧的探究環境。在整個探究活動中，教師扮演的是“組織者”和“輔助者”的角色，充分調動了學生學習的積極性，體現了新課程的理念。

（4）展示實物圖

分別將規格為（L、S）、（2L、S）、（L、15S）的康銅絲和（L、S）的鎳鉻絲用長螺絲固定在木板，螺絲也同時“充當”接線柱，用電壓表依次測量金屬絲兩端電壓，就找到了R與L、S、材料的關系。這個實驗板看似簡單，但制作時卻耗費了大量的精力，這也是一個難點。其難點之一是金屬絲難找。一方面橫截面積成簡單比例關系的同種材料的金屬絲難找，另一方面橫截面積相同，材料不同的金屬絲更難找。當時幾乎翻遍了學校的整個實驗室，最后才從舊倉庫中找到合適的電阻絲。另一個難點是固定。剛開始認為用螺絲固定金屬絲串起來即可，結果是彎彎曲曲，而且很容易脫落。后來買了一張五合板，螺絲一擰，金屬絲一拉就彎曲變形了。最后買了一張木工板，在上面貼了一張面板，再用鋸鋸開，刨子刨平，貼上彩色標簽，這樣器材做得既可靠又美觀大方。

方案2：理論探究

讓學生理論探究導體電阻與長度的關系，導線電阻與橫截面積的關系。

此處的理論探究可以看作是電阻串、并聯的關系的一個應用。按理說學生應該有這方面的探究能力。但實際上由于我們的教學現狀是“滿堂灌，灌到底”，學生這方面的能力很差，不善于探究未知世界，只會證明現有結論。考慮到這一點，制作了Flash動畫，引導學生探究。

4 分組探究，填寫活動記錄卡

為了讓學生探究的目的性更強，便于交流，我們將學生分成兩組，分別發放活動記錄卡（理論探究、實驗探究）。在學生探究過程中，教師巡視，解疑答難，最后將學生探究結果分別抽一組，投影出來。讓他們分別依據自己的探究結果，闡述自己的結論，從而總結出電阻定律。

5 應用

最后一個環節是應用，檢測教學效果。將“思考與討論”改編為一個題目投出來，讓學生解答。體現了電路的微元化思想，呼應引入部分。

總之，這節課是在突出主體，強調基礎和重點的前提下，更加注重規律的建立過程，并突出對過程的理解。讓學生最大限度地參與到教學之中，充分發揮學生的積極性、主動性和創造性。

(欄目編輯黃懋恩)