合作探究 有效生成

周维新

摘要：课堂教学改革的核心是转变学生学习方式，新课程倡导自主、合作、探究的学习方式。“导体的电阻”教学采用学生合作探究，即以小组为学习单位，在合作中探究，在探究中合作，从而达成课堂的有效学习，促进教师转变教学方式，使学生学会学习。

关键词：合作探究；有效学习

一、教学分析

1.教材分析

导体的电阻是人教版选修3-1第二章恒定电流第六节。本节介绍了影响导体电阻的因素，并由此提出了探究方案。方案分别从实验和理论两方面进行探究，归纳得出电阻定律。接着教材介绍了电阻率，说明了金属、合金电阻率和温度的关系。本节内容在高考中不作为单独考查内容，而是结合实验测电阻或者描述伏安特性曲线来考查。本节内容展示了物理学中的两种研究方法：理论研究和实验研究，学生在感受物理方法的同时可以反思自己的学习方式，改进自己的学习习惯。

2.学情分析

学生在初中物理中初步了解了导体电阻的影响因素，也知道电阻与长度和横截面积的大致关系，但并不清楚具体的数量关系式。学生能掌握实验的基本方法—控制变量法，进行实验设计。学生的主要困难是精确测量导体电阻和导体的横截面积，教师必须给予学生必要的讲解和指导。学生不能独立地对导体电阻决定因素的半定量关系，可以通过小组讨论，互帮互助进行研究得到电阻的关系式，因此比较适合采用合作式探究进行学习。关系式中的比例常数由材料本身决定，其物理名称为电阻率，但学生对其物理意义是不清楚的。

二、教学流程及思考

1.创设情境，设疑激趣

师：展示两灯泡的图片“pz220-25”（如图1）、“pz220-100”（如图2），请仔细观察两只灯泡的照片，说出它们有哪些不同之处 ？

生：两灯泡额定功率不同，分别是25w和100w。

师：除此外，发光体—钨丝有何不同？

生：100w灯泡的钨丝要粗些。

师：请计算两灯泡正常工作时的电阻。

生：100w的灯泡电阻为484Ω，25w灯泡的电阻为1936Ω。

师：电阻是衡量导体对电流阻碍作用大小，其常用单位是“欧姆”还有千欧、兆欧。那么导体的电阻与哪些因素有关？

【评析】联系生活中的灯泡，学生通过观察来回顾初中学习的电阻部分知识，额定电压相同时功率大的灯泡电阻小，电阻的大小与该导体的粗细（横截面积）有关，从而激发学生兴趣，引发学生思考。

2.讨论合作，设计方案

师：影响导体电阻的因素有哪些？

生：导体的长度、粗细、材料、温度。

师：这些因素如何影响电阻的大小？

生：长度越大，电阻越大；导体越粗，电阻越小；材料和温度对电阻的影响不清楚。

师：非常好。能否请同学们验证刚才得到的结论？限于实验器材大家探究前三个因素对电阻的影响，可以实验验证，也可以理论验证。请同学们按座位就近原则进行分组。

学生根据教师提供的实验器材，结合书本方案进行讨论、设计。（教师进行巡视指导，对个别后进的学生进行并组）。学生的方案简稿如下：

方案一：实验探究1：研究导体电阻与材料的关系。导线材料锰铜、镍铬长度相同，截面积相同，电流、电压、电阻是否相同？

实验探究2：研究电阻与长度的关系。同一条镍铬合金，粗细均匀（横截面积处相同），测得不同长度时的电流、电压、电阻数值。

实验探究3：研究电阻与粗细的关系。在实验2的基础上，将镍铬合金折叠，使横截面积增加为原来的两倍。保持与实验2中相同的电流，测电压、电阻。

方案二：理论探究1：导体的电阻R与长度l的关系，n个电阻串联相当于导体长度增加为原来的n倍（如图3）。

理论探究2：导体的电阻R与横截面积S的关系，n个电阻并联相当于导体的横截面积增加为原来的n倍（如图4）。

【评析】方案设计活动帮助学生回顾了初中电学知识：伏安法测电阻、电阻的串、并联；同时巩固了实验探究中常用的方法：控制变量法。方案设计活动通过学习任务驱动，充分发挥了学生的主体作用，同时凝聚了小组集体的力量，大家取长补短，在相互合作中各有所获，形成小组合作共赢。

3.合作探究，有效学习

各小组根据制定的探究方案进行小组合作探究，为了节省探究时间，小组间可以进行相应的合作，每个小组探究一个因素。例如，组一实验探究电阻与导体长度的关系，组二实验探究电阻与横截面积的关系，组三实验探究电阻与材料的关系。电阻的理论探究同样如此。教师安排完学习任务后进行巡视指导，指导电学实验的操作要求：电路连接中电表量程选择，电表正、负接线柱的连接，相应的电路故障排除等，指导学生对实验结果进行分析和总结。

这部分活动控制起来较为困难，教师可以根据小组的情况，让较有威信的学生进行小组管理，确保学习任务有效完成。让先完成学习任务的小组成员参与到未完成的小组中去，进行组间的再合作，帮助后进小组及时完成学习任务。

【评析】小组合作探究改变了以往实验只动手不动脑的僵化课堂，为课堂学习注入了新鲜活力，充分调动学生学习积极性，使每位学生都有了主动的学习和创新的机会。学生始终处于一种主动、积极的心态，由原来的被动听讲变成了主动学习者、研究者、参与者，从而有了“我要学”的强烈愿望。学生的学习自主性增强了，有利于学生反思自己的学习行为，提升思维深度，增强语言表达能力，学会与他人合作，具备合作完成问题的能力。学生在分工合作中快乐学习，追求群体与个体的共同提高与发展。

4.成果展示，评价反思

课堂上各组派代表讲解，交流各自的探究及成果，教师及时总结和点评，教师对每个组的完成情况进行分析、补充、评价、综合，形成电阻定律前期结论：导体电阻与其长度成正比，与导体的横截面积成反比，合金导体的电阻比纯金属导体电阻大。不同材料的电阻导电能力不同，物理中用电阻率表示。对于电阻率、温度对导体电阻的影响，教师可以鼓励学生继续探究，使探究的思路得以继续延展，使全班学生对导体的电阻达到共识。

在展示、交流成果的基础上，组织学生对研究报告和设计的实验进行评价。评价的内容是研究的过程、成果。评价的方式是自评和他评，评价的主体是每个研究小组成员，评价的目的是反思小组合作探究中存在的不足之处和成功之处，而不是评出小组间的优劣，以便下次能更好地开展合作探究。

【评析】成果展示是学生对自己学习过程的总结，可以锻炼学生的文字概括、组织能力，提高学生的语言表达能力，增加学生对知识生成的体验和感悟，从而转变了学习的方式，促进对知识的理解和巩固，提高了学习效果，形成动态的有效课堂。

总之，合作探究学习促使学生多感官参与学习，积极动脑、动手、动心，把枯燥的听讲过程变为积极、愉悦的学习活动，形成活泼、生动、有效的综合性、立体化大课堂。学生通过合作探究促进内化，通过内化推动发展，在竞争中合作，在竞争中发展。学生在合作探究中亲历知识形成的过程，主动思考，加深体验，经历训练，获得个性发展；在讨论中，获得思维的多向交汇，获得更多思考、表达、交流、倾听的机会，促进共同发展；在评价反思中，加强了情境的感受、心理的沟通、情感的体验，成为学习真正主体。

【参考文献】

[1]王小平，陶稚.深度研究教材组织有效教学—以人教版3-5“反冲运动火箭”的教学为例[J].物理教师，2014（6）.

[2]陈海涛.中学物理“合作-探究”教学模式[J].物理教学探讨，2004（6）.