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实验探究!“探究电阻上的电流跟两端电压的关系”探究式教学设计

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中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1671—0568(2013)27—0119-02

新课程标准强调实践能力的提升,突出创新精神的培养,而学生实践能力的提升和创新精神的培养需要通过学生具体的探究活动来实现,引导他们开展探究学习成为新课程改革所倡导的重要理念.因此,老师要有计划地为学生开展探究学习,提出要求,创造条件,设置情景,把“以教师为主导”和“以学生为主体”有效的结合在一起.

物理作为一门以实验为基础的自然科学,对提升学生的实践能力、培养探究学习品质和创新精神具有得天独厚的优势,并为之提供了广阔的平台和十分丰富的课程资源.在初中《物理》中,“探究电阻上的电流跟两端电压的关系”的教学内容适合探究的切入点较多,很值得深入研究.笔者结合这一内容的教学对探究式教学方法做了初步的探索.现将一些具体的操作策略及过程实录下来,请专家和同行不吝指教.

一、探究式的导入

首先,请同学们回顾前面所学习的电压知识:电压是使电荷发生定向移动形成电流的原因,然后启发学生思考:“加在导体两端的电压越高,流过导体的电流是越大还是越小呢?”课堂气氛顿时热闹起来,学生纷纷猜测.有的说加在导体两端的电压越高,流过导体的电流越大;有的说加在导体两端的电压越高,流过导体的电流越大等接着再请学生回顾前面所学习的电阻知识:电阻是表示导体对电流阻碍作用的大小,然后启发学生思考:“导体的电阻越大,流过导体的电流是越大还是越小呢?”课堂气氛再次活跃起来,有的说导体的电阻越大,流过导体的电流是越大;有的说导体的电阻越小,流过导体的电流越大等这样就很自然地过渡到“探究电阻上的电流跟两端电压的关系”内容的学习.

1.实验设计:“要使导体中有电流通过该怎么办?要想知道导体两端的电压和通过导体的电流各是多少,又该怎么办?”

2.自主讨论.学生热烈讨论,共同探究.当学生板演出这一内容后,教师再次创设问题情景.

3.问题探究:“电流表和电压表在接入电路中时应该注意些什么?(齐声回答:电流表要串联在电路中,电压表要并联在电路中,且电流表和电压表在连接时要注意正负接线柱及量程选择.)仅仅测得一组电流值和电压值能说明问题吗?要想测得多组数据又该怎么办?具体有那些方法?”

4.自主讨论.学生热烈讨论,共同探究.

【教学意图】充分利用学生已经掌握的电路、电流表、电压表知识,并将它们结合起来,使学生初步意识到导体中的电流既与加在它两端的电压有关,又与它的电阻有关,旨在让学生领悟“控制变量法”研究问题的基本方法.

二、实验探究

1.学生实验.各实验小组首先根据设计的实验电路图将电源、开关、定值电阻、滑动变阻器、电流表组成串联电路,然后将电压表与定值电阻并联组成实验电路(在连接电路时提醒学生开关应断开).然后进行实验探究过程(在闭合开关前提醒学生应将滑动变阻器调节到阻值最大),通过调节滑动变阻器测得几组电流值和电压值.

2.自主讨论.通过对实验数据的讨论和分析,学生口头回答:导体两端的电压变化时,通过导体的电流是否也发生了变化?是怎样变化的?它们之间变化的具体关系是什么?

【教学意图】由以上讨论得出结论:①当导体两端的电压变化时,通过导体的电流也发生了变化;②导体两端的电压增大时,通过导体的电流也随之增大;③在电阻一定时,通过导体的电流跟导体两端的电压成正比.使学生初步了解控制变量法研究问题的基本思想,这是学生实验能力的培养,也是科学素养的提升.

3.问题探究:实验中有些小组测的电流值和电压值均是小数,在分析实验数据时不方便得出结论,且实验时间较长,误差较大.你认为他们在实验时存在什么问题?在实验时怎样操作可缩短实验时间并方便归纳结论?(回答:实验时调节滑动变阻器随意性较大,缺乏目的性.在具体的实验操作时,根据定值电阻的阻值事先设定每次实验的电压值,最好取整数电压值,然后再调节滑动变阻器直至电压表的示数达到事先设定的值,最后读取电流表的示数.这样操作不仅可以缩短实验时间,而且可以很方便的归纳实验结论.)

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【教学意图】实验操作过程及数据分析完成后,不等于整个探究实验过程全部结束,实验的评估与交流是不能忽视的.实验的评估与交流不仅可以起到学生对整个实验过程的再次回顾,而且加深了学生对实验结论的认识和理解,提升了学生的实验技能.

三、变式探究

1.提出问题:学生通过上面的实验探究了电流与电压的关系(在电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比),那么电流与电阻之间又有怎样的关系呢?能不能设计一个探究电流与电阻之间关系的实验呢?

2.实验设计:探究电流与电阻之间关系的实验和探究电流与电压之间关系的实验,在设计上是一样的吗?实验操作过程及其目的是相同的吗?

3.自主讨论:学生热烈讨论,共同探究.当学生板演出这一内容后,教师再次创设问题情景.

4.学生实验:各实验小组首先根据设计的实验电路图将电源、开关、5Ω的定值电阻、滑动变阻器、电流表组成串联电路,然后将电压表与定值电阻并联组成实验电路(在连接电路时提醒学生开关应断开).然后进行实验探究过程(在闭合开关前提醒学生应将滑动变阻器调节到阻值最大),调节滑动变阻器使电压表为某一个值(比如3V),然后读取电流表的示数.断开开关,用10Ω和15Ω的定值电阻换下5Ω的定值电阻,重做上面的实验并作好记录.

【教学意图】防止死记硬背物理规律,由于思维定势而造成知识的负迁移;培养学生的创新意识和创新能力,加深了学生对物理知识认识及用控制变量法研究问题的领悟. 新课程改革要求学生所学的不能是教材中的死知识,而应该是创新的、有实践能力的知识.要掌握这样的知识,就需要教师在教学过程中激活学生的内驱力,培养学生的探究意识.教师要让学生带着疑问走进课堂,再带着问题离开课堂,使学生通过对问题的主动探究获取知识、技能,提升其实践能力,培养其创新精神.事实上,这种探究精神本质上就是一种创新精神.只有在平时的教学中努力培养学生的探究学习品质和能力,才能最终培养出一批具有实践能力、创新精神的高素质人才.  

参考文献:

[1]教育部基础教育教材审定工作办公室.义务教育课程标准实验教科书(八年级物理下册)[M].北京:人民教育出版社出版2006.

[2]教育部基础教育教材审定工作办公室.义务教育课程标准实验教科书(八年级物理下册教师教学用书)[M].北京:人民教育出版社出版,2006.

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