《电阻定律》教学设计

王端贵　张连之

摘要：本文主要说明如何以学生探究为主、教师引导为辅进行《电阻定律》的教学设计，为物理规律的探究教学提供了一个典型的范例。

关键词：电阻定律；教学设计；实验探究；理论探究

中图分类号：G633.7文献标识码：A文章编号：1003-6148(2009)2(S)-0019-2

教材分析

本节内容是在学生学完了恒定电流的基础知识,《欧姆定律》、《串联电路和并联电路》之后安排的。就本节的知识内容而言，可以看作是欧姆定律、串并联电路特点等知识的应用，同时也为后面学习水果电池的内阻以及磁流体发电机的内阻等作了一个铺垫。对于这一节内容学生在初中已作了定性的了解，虽然对电阻定律的理解、应用掌握起来难度并不大，但关键是电阻定律的探究过程、探究方法和科学素质的培养。本节教材是以探究决定电阻的因素为载体，提供了实验探究和理论探究两种方案。两者相结合，可以让学生同时体验实验的魅力和逻辑的力量。这也是人教版新教材第一次同时提供实验探究和理论探究两种方案。

知识与技能

1、通过探究学习，深化对电阻的认识。理解决定导体电阻大小的因素。2、能用电阻定律来进行有关的计算。

过程与方法

1、通过探究活动，学会探究物理问题的两种基本方法：即实验和理论的探究。2、熟练应用控制变量法、转化法、排除法研究不同的物理问题。

情感态度与价值观

通过探究过程让学生养成良好的探究学习习惯，明白探究学习在物理学习中的作用。

教学难点 电阻定律探究方案的设计

教学方法 以学生探究为主，教师引导为辅的启发式教学。

教学的主要环节

1 提出问题

提问欧姆定律的表达式R=U/I，根据学生回答将公式变形R=U/I。再次提问能不能说电阻R与U成正比，与I成反比？不能。学生可能会想既然不能，它是定义式，那么电阻的决定式又是什么呢？迫切想知道电阻R到底由哪些因素决定。对于定义式、测量式或决定式的问题学生在必修教材中就接触过，如a=Δv/Δt 是定义式，a=Fm 是决定式。虽然当时学生不是太明白，但到电场强度定义式是E= Fq，点电荷电场的决定式是E=(kQ)/r²学习后，他们对这一问题则将基本清楚。同时电阻的定义式、决定式也是高中范围内区分定义式、决定式的绝好素材。因此学生在学完电阻定律后对这一问题就彻底明确了，以后再遇到如电容的决定式、定义式等就一点即通了。

2 猜想

电阻R的大小和哪些因素有关，要求学生依据自己的生活经验进行猜想。对于这方面学生有丰富生活经验，如知道100W灯泡的灯丝比15W的粗，导线一般用铜、铝等材料制成。另外学生在初中对这部分内容就有定性认识，学生猜想并不难。教师将学生猜想罗列起来、稍加筛选即可。

3 制定方案

方案1：实验探究

制定方案是本节课的重点也是难点，方案制定好后，关键问题将迎刃而解。为了突破这一教学难点，我采用了问题铺垫，逐渐深入，重点突破的方法。

（1）物理量的测量

要求学生讨论回答需要测量哪些物理量？分别使用什么器材测量？依据猜想要探究电阻与长度、横截面积和材料的关系。自然需要测量电阻R，测量电阻R需用伏安法，当然要用电压表、电流表等。测量长度用刻度尺，但测量横截面积的方法可能会“五花八门”。可能有的学生会想到用游标卡尺；有的学生会想到用螺旋测微器；有的学生会想到用刻度尺。后者是使用“累积法”测量，将电阻丝绕成线圈，测量线圈的宽度，再除以匝数就是电阻丝的直径。这时需要对学生的回答作出适时评价，特别是用刻度尺测横截面积的同学，教师要作出较高的评价，鼓励学生动脑筋去思考问题。通过教师提问、学生讨论作答、教师的适时评价就为探究方案的制定扫清了基本的方法和器材的障碍，将向目标方向迈进一步。

（2）控制变量法

提出问题是为了探究电阻R与导线长度L、横截面积S、制作材料的关系为确定方法作铺垫，引导学生回顾控制变量法。对于控制变量法，学生在初中时就比较熟悉，遇到探究某一物理量与其他两个或两个以上物理量关系时，就用控制变法。再进一步让学生回答如何使用控制变量法探究电阻R与长度L、横截面积S、材料的关系。

①保持（）（）不变，探究R与（）关系。②保持（）（）不变，探究R与（）关系。③保持（）（）不变，探究R与（）关系。在这一环节中提出了本探究方案使用基本的方法--控制变量法，为后面画实验电路图、选择电阻丝等奠定了基础。

（3）画实验电路图

画实验电路图是实验探究方案中重点中的重点，同时也是难点中的难点，对如何突出重点，突破难点，可主要采用如下方法。

①将小纸片分发给学生，要求学生将设计好的实验电路图画在小纸片上。

②检查、指导学生画出电路图，收集具有代表性的电路图。

③将收集到的电路图编号，依次投影到屏幕上，并请设计者说明其设计思想。

④请学生评价哪个电路图设计得更简捷，从而选择最合适的实验电路图。

在这个教学环节中，从实验电路图的设计、说明到评判、选择，都由同学们独立完成。教师把学生学习的主动权放给学生，在这一环节所起的作用就是为学生提供探究学习的条件，创造轻松和谐的探究环境。在整个探究活动中，教师扮演的是“组织者”和“辅助者”的角色，充分调动了学生学习的积极性，体现了新课程的理念。

（4）展示实物图

分别将规格为（L、S）、（2L、S）、（L、15S）的康铜丝和（L、S）的镍铬丝用长螺丝固定在木板，螺丝也同时“充当”接线柱，用电压表依次测量金属丝两端电压，就找到了R与L、S、材料的关系。这个实验板看似简单，但制作时却耗费了大量的精力，这也是一个难点。其难点之一是金属丝难找。一方面横截面积成简单比例关系的同种材料的金属丝难找，另一方面横截面积相同，材料不同的金属丝更难找。当时几乎翻遍了学校的整个实验室，最后才从旧仓库中找到合适的电阻丝。另一个难点是固定。刚开始认为用螺丝固定金属丝串起来即可，结果是弯弯曲曲，而且很容易脱落。后来买了一张五合板，螺丝一拧，金属丝一拉就弯曲变形了。最后买了一张木工板，在上面贴了一张面板，再用锯锯开，刨子刨平，贴上彩色标签，这样器材做得既可靠又美观大方。

方案2：理论探究

让学生理论探究导体电阻与长度的关系，导线电阻与横截面积的关系。

此处的理论探究可以看作是电阻串、并联的关系的一个应用。按理说学生应该有这方面的探究能力。但实际上由于我们的教学现状是“满堂灌，灌到底”，学生这方面的能力很差，不善于探究未知世界，只会证明现有结论。考虑到这一点，制作了Flash动画，引导学生探究。

4 分组探究，填写活动记录卡

为了让学生探究的目的性更强，便于交流，我们将学生分成两组，分别发放活动记录卡（理论探究、实验探究）。在学生探究过程中，教师巡视，解疑答难，最后将学生探究结果分别抽一组，投影出来。让他们分别依据自己的探究结果，阐述自己的结论，从而总结出电阻定律。

5 应用

最后一个环节是应用，检测教学效果。将“思考与讨论”改编为一个题目投出来，让学生解答。体现了电路的微元化思想，呼应引入部分。

总之，这节课是在突出主体，强调基础和重点的前提下，更加注重规律的建立过程，并突出对过程的理解。让学生最大限度地参与到教学之中，充分发挥学生的积极性、主动性和创造性。

(栏目编辑黄懋恩)