放手物理探究课堂 激发学生学习主动性——《探究电流与电压的关系》教学案例与评析

◎秦晋

探究电阻上的电流跟两端电压的关系是电学中的一个重要实验，在初中电学中处于核心地位。《课程标准》对本节课的要求是通过实验探究，让学生体验和经历科学探究的过程，自己找出电流与电压、电阻的关系，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，形成尊重事实、探究真理的科学态度，属于理解水平。根据《课程标准》和教材的内容安排，我把教材第一课时的重点放在“通过实验探究，让学生体验和经历科学探究的过程，自己找出电流与电压的关系上。课堂上我大胆放手，给学生充足的空间，以生为本、生生互动，课堂气氛活跃，充分激发出了学生学习的主动性。

片段一：设疑激趣 提出问题

师：请同学们看一个最基本的电路连接，即电源、小灯泡、开关各一个，导线若干组成的一个简单电路。开关闭合灯亮，请同学们思考：你有哪些办法改变小灯泡的亮暗？

第一组生1：改变电源电压（教师演示）

第一组生2：通过灯泡的电流大小与加在它两端的电压有关，电压越小，电流越小，所以灯泡越暗。（奖励该小组2分）

第二组生1：电路中串联电阻（一学生将滑动变阻器接入电路，演示调节灯泡的亮度）

第二组生2：通过灯泡的电流大小还与电阻有关，电阻越大，电流越小，所以灯泡越暗。（奖励该小组3分）

师：通过此实验你还想知道什么知识呢？（生交流）

第三组生1：我还想知道当加在灯泡两端的电压增大为原来的2倍时，通过的电流是不是也会增大为原来的2倍呢？

第三组生2：我想知道当电阻变为原来的2倍时，电流会减小多少呢？（奖励该小组2分）

师：同学们想知道的问题就是电流与电压和电阻到底存在什么样的定量关系，要想知道这个问题，就让我们一起利用实验来探究吧。

【反思】从调节灯泡亮度入手，即引导学生复习了电流、电压和电阻的知识，又让学生从现象上初步认识了电压和电阻对电流的影响。学生对改变电路中的电阻去改变电流的认识可能有一定的困难，所以我利用学生都熟悉的调节灯泡亮度进行启发引导，再让学生亲自动手将变阻器接入电路去改变灯泡的亮度，激发了学生的学习兴趣，同时对滑动变阻器的知识进行了很好的回顾，易于学生接受和理解。在用这个实验引入时，看似花了很长时间，其实他有事半功倍的效果，即为后面的猜想提供了猜想的依据，又为本节课中实验电路图的设计做好了铺垫，因为学生会对用滑动变阻器改变电路中的电流从而改变定值电阻两端的电压感到困惑，有了这个实验的铺垫，学生在设计实验的时候自然会想到利用滑动变阻器。

片段二：合作探究 设计实验

老师在屏幕上出示以下几个问题，学生带着问题在小组内讨论交流，然后将组内设计的电路图画在各自的小黑板上。

①要研究电流大小与电压的关系，应控制哪个物理量不变？改变哪物些理量？用到的实验方法是什么？

②测量定值电阻两端的电压U和通过的电流I用到什么器材？（画出电路图）

③有哪些方法可改变定值电阻两端的电压和通过它的电流？

④连接电路过程中需要注意哪些问题？

各组同学争抢着回答上述4个问题，展示自己设计的电路图。

方案一：改变电池的个数，方案二：改变电池的个数，方案三：利用滑动变阻器改变电流。

方案一的设计者们：我们的电路中只有灯泡一个用电器，可以控制灯泡的电阻不变，通过改变干电池的节数来改变灯泡两端的电压。（奖励该组2分）

方案二的设计者们：我们的设计思路跟他们是一样的，但是灯泡的灯丝是用钨丝做的，它发光的时候也在发热，温度升高会导致电阻很快发生变化，这样就不能控制电阻一定了。所以我们用一个定值电阻做实验，这样它的电阻就不容易改变，再用改变干电池节数的方法改变定值电阻两端的电压，这样就可以在电阻不变的情况下去探究电流与电压的关系了。（奖励该组3分）

方案三的设计者们：我们认为方案二更科学一点，但是我们在实验中要测出多组电压和电流值，如果用改变干电池节数的方法，电路的连接很麻烦，要是没有更多的干电池怎么办呢？所以我们在电路中和定值电阻串联一个滑动变阻器，用滑动变阻器可以改变通过电路的电流，那么定值电阻两端的电压也就变了，很容易得到多组数据，同时还可以保护电路。（当方案三的设计者们阐述了他们的方法后教师内响起了热烈的掌声）

师：老师认为同学们的设计方法都很好，只不过方案三更科学更方便一些，给该组的同学们加4分。

【反思】给学生充足的时间，让他们发挥出团体的力量，设计出科学的实验方案。滑动变阻器的知识刚刚学完，并且在此前的课堂练习中，我已经通过习题向同学们渗透了滑动变阻器在电路中的三个作用：改变电流、改变电压、保护电路。所以用滑动变阻器改变电压同学们并不是很难想到。但在设计实验的过程中，选择滑动变阻器，并能正确理解其在电路中的作用，是本节课的一个难点，为了突破这一难点，在本节课上课初始，我已通过演示实验向同学们渗透了滑动变阻器在电路中的作用，其次利用适当的点拨与引导使学生明确：电压使电路中形成电流，所以我们要研究的是当定值电阻两端的电压发生变化时，通过它的电流是否发生变化，如何变。如何使定值电阻两端的电压和通过它的电流都发生变化呢？用滑动变阻器和定值电阻串联，通过改变滑动变阻器的阻值就能达到这个目的。