摘要：探究式教學(xué)已經(jīng)成為近幾年課程改革的熱點(diǎn)問(wèn)題。文章以電阻一節(jié)為例，在課堂教學(xué)中應(yīng)用探究方法并力圖體現(xiàn)探究過(guò)程。同時(shí)也對(duì)如何提高探究的質(zhì)量進(jìn)行了嘗試。

關(guān)鍵詞：電阻；電阻定律；科學(xué)探究；學(xué)情分析

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-6148(2008)2(S)-0018-3

新課程標(biāo)準(zhǔn)指出：“高中階段的物理課程要給學(xué)生提供必要的科學(xué)探究機(jī)會(huì)，讓學(xué)生通過(guò)自己的思維、動(dòng)手、查閱文獻(xiàn)等，體驗(yàn)探究過(guò)程的曲折和樂(lè)趣，發(fā)展科學(xué)探究的能力，增強(qiáng)對(duì)科學(xué)探究的理解。高中階段尤其要注重科學(xué)探究的質(zhì)量”［1］。雖然新課改實(shí)施以來(lái)，廣大教師對(duì)科學(xué)探究的理解正在逐步加深，但對(duì)在物理教學(xué)實(shí)踐如何提高科學(xué)探究的質(zhì)量，仍然是需要進(jìn)一步深入研究的問(wèn)題。本文《電阻》的教學(xué)設(shè)計(jì)為例，對(duì)高中物理教學(xué)實(shí)踐中提高科學(xué)探究質(zhì)量的策略做一探討。

1 教材分析

“電阻”是新課標(biāo)高中物理3-1的第三章《恒定電流》的第二節(jié)內(nèi)容。按新課程標(biāo)準(zhǔn)，在高中物理選修3系列教材（山東科學(xué)技術(shù)出版社2007年出版，以下簡(jiǎn)稱司南版）中，與電磁學(xué)有關(guān)的二級(jí)主題有7個(gè)，其中與電路有關(guān)的二級(jí)主題有“電路”、“交變電流”和“傳感器”，司南版3-1教材中的“電阻”一節(jié)是與“電路”相關(guān)的重要內(nèi)容，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程，體驗(yàn)探究樂(lè)趣，并且與生產(chǎn)生活聯(lián)系密切，是學(xué)生必須掌握的的重要內(nèi)容。

“電阻定律”是“電阻”一節(jié)中的一個(gè)基本定律，在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前，課程安排了歷史的回顧和電流等內(nèi)容，而在后面，焦耳定律、閉合電路的歐姆定律、電路和邏輯電路的基本原理的學(xué)習(xí)中又必須以電阻定律為基礎(chǔ)。因此，電阻定律在整個(gè)高中知識(shí)體系中占有重要地位。

由于探究決定導(dǎo)體電阻大小的因素的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)器材簡(jiǎn)單，電路不復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)方案簡(jiǎn)單易行，實(shí)驗(yàn)容易成功，所以可以讓學(xué)生參與探究的全過(guò)程。只要教師對(duì)學(xué)生提出的猜想、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路等不加限制，充分發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性，讓學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)與交流合作，分析、處理實(shí)驗(yàn)信息，得出電阻定律，就能達(dá)到既加深學(xué)生對(duì)“電阻率”和“電阻”概念的理解，又能達(dá)到提高學(xué)生科學(xué)探究能力的目的。在“電阻”一節(jié)的教學(xué)中，還要讓學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)和運(yùn)用控制變量法?？傊?，本節(jié)應(yīng)突出學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)探究的全過(guò)程，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)方法、提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力具有重要的意義。

2 學(xué)情分析

在學(xué)習(xí)“電阻”這節(jié)內(nèi)容時(shí)，高中生由于在初中時(shí)已定性研究了導(dǎo)體的電阻大小與它的長(zhǎng)度、橫截面積、材料種類之間的關(guān)系，所以感覺(jué)“似曾相識(shí)”，容易忽視電阻定律建立的過(guò)程，只記住結(jié)論。電阻率是學(xué)生學(xué)到的第一個(gè)由多個(gè)物理量直接導(dǎo)出的概念，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)比較抽象，是教學(xué)的難點(diǎn)。

新課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)多種學(xué)習(xí)方式，其中科學(xué)探究是重要的一種學(xué)習(xí)方式，高二年級(jí)學(xué)生已具有初步的科學(xué)探究能力，因此本節(jié)適合他們進(jìn)行科學(xué)探究。

3 教學(xué)目標(biāo)

3.1 知識(shí)與技能

理解電阻定律及電阻率的物理意義，并知道電阻及電阻定律在生活中的應(yīng)用。

3.2 過(guò)程與方法

(1)經(jīng)歷探究決定導(dǎo)體電阻大小因素的過(guò)程，進(jìn)一步學(xué)習(xí)控制變量法。

(2)在對(duì)決定導(dǎo)體電阻大小的因素?cái)?shù)據(jù)的處理過(guò)程中，培養(yǎng)和發(fā)展處理信息的能力和合作、交流的能力。

3.3 情感、態(tài)度與價(jià)值觀

在成功探究影響導(dǎo)體電阻大小因素的過(guò)程中，體實(shí)驗(yàn)成功的喜悅。

4 器材及媒體準(zhǔn)備

學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)器材：電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器、電池組、電鍵、導(dǎo)線若干、錳銅合金、鐵導(dǎo)線若干。

媒體：多媒體課件。

5 教學(xué)過(guò)程

5.1 創(chuàng)設(shè)情境，提出問(wèn)題

【教學(xué)事件1】教師播放用flash編制的多媒體課件演示實(shí)驗(yàn)。引導(dǎo)學(xué)生思考、討論電阻R的大小由什么決定呢？

【教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明】根據(jù)新課程的精神，從創(chuàng)設(shè)的實(shí)驗(yàn)情境中，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)感興趣的問(wèn)題，進(jìn)而提出可供探究的問(wèn)題，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

5.2 猜想與假設(shè)

【教學(xué)事件2】教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生猜想，導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體橫截面積、長(zhǎng)度、材料和溫度之間有怎樣的定量關(guān)系？

留給學(xué)生思考時(shí)間，讓學(xué)生之間進(jìn)行討論。由學(xué)生代表陳述“導(dǎo)體的電阻與幾個(gè)因素的可能定量關(guān)系”的猜想。

學(xué)生可能的猜想1：導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體的長(zhǎng)度成正比，二次方成正比，等。

學(xué)生可能的猜想2：導(dǎo)體電阻可能與橫截面積成反比，也可能成正比。

學(xué)生可能的猜想3：導(dǎo)體的電阻隨溫度越高，電阻越大，也可能溫度越高，電阻越低。

學(xué)生可能的猜想4：導(dǎo)體電阻可能與所制作的材料有關(guān)。

教師詢問(wèn)同學(xué)還有什么補(bǔ)充意見(jiàn)的嗎?

【教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明】猜想不是胡亂猜想，是根據(jù)已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)對(duì)物理實(shí)驗(yàn)可能出現(xiàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成有根據(jù)的進(jìn)行科學(xué)猜想與假設(shè)的習(xí)慣。

5.3 制定計(jì)劃，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

【教學(xué)事件3】教師引導(dǎo)學(xué)生確定實(shí)驗(yàn)方法。教師引導(dǎo)學(xué)生回憶物體加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系時(shí)，所用的方法，即控制變量法。本節(jié)課仍采用這種實(shí)驗(yàn)方法來(lái)研究。

【教學(xué)事件4】教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)表格。

【教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明】“制定計(jì)劃，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”是科學(xué)探究過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，依據(jù)確定的探究課題和已有的條件，讓學(xué)生經(jīng)歷設(shè)計(jì)影響電阻大小因素的方案和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，給學(xué)生創(chuàng)造鍛煉機(jī)會(huì)。

5.4 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

【教學(xué)事件5】讓學(xué)生仔細(xì)觀察課桌上提供的實(shí)驗(yàn)器材，（電阻絲的材料，長(zhǎng)度比，橫截面積比用標(biāo)簽明確標(biāo)注）如圖2所示，利用它們能否達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的？如果感覺(jué)不能，還需要什么實(shí)驗(yàn)器材，可以提出。

【教學(xué)事件6】小組實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)可采取3-4人的小組實(shí)驗(yàn)。把決定導(dǎo)體電阻大小的因素探究實(shí)驗(yàn)分成四個(gè)小實(shí)驗(yàn)，因?yàn)闀r(shí)間的限制，各實(shí)驗(yàn)小組可以選擇其中一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究，如果有時(shí)間再作其它實(shí)驗(yàn)，最后交流成果。

實(shí)驗(yàn)1：S、T、ρ不變，只探究電阻R與長(zhǎng)度L之間的定量關(guān)系。

實(shí)驗(yàn)2：L、T、ρ不變，只探究電阻R與橫截面積S之間的定量關(guān)系。

實(shí)驗(yàn)3：S、L、T不變，只探究電阻R與材料ρ之間的定量關(guān)系。

實(shí)驗(yàn)4：S、L、ρ不變，只探究電阻R與溫度T之間的定量關(guān)系。

各實(shí)驗(yàn)小組按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行，仔細(xì)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并記錄實(shí)詳實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

【教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明】“進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)”是在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生依據(jù)探究方案操作實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是下一步進(jìn)行科學(xué)分析的根據(jù)，因此指導(dǎo)學(xué)生在收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)該給學(xué)生提出“嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真、仔細(xì)”的要求。

5.5 分析與論證

【教學(xué)事件7】小組內(nèi)學(xué)生交流、評(píng)價(jià)和歸納，得出結(jié)論。在此過(guò)程中，教師給予及時(shí)指導(dǎo)。

【教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明】 “分析與論證”能力是科學(xué)探究能力的重要組成部分，這個(gè)能力只能在學(xué)生經(jīng)歷“分析與論證”的過(guò)程中得到鍛煉、養(yǎng)成。

【教學(xué)事件8】教師收集各實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)論并在大屏幕上展示，在教師的引導(dǎo)下，讓學(xué)生自己由實(shí)驗(yàn)1、2、3總結(jié)出電阻定律并得出公式：R=ρL/S。

對(duì)實(shí)驗(yàn)4，得出電阻率單位并說(shuō)明其物理意義。

綜合4個(gè)實(shí)驗(yàn)，電阻定律應(yīng)理解為：在溫度一定的條件下，同種材料的導(dǎo)體，其電阻R與它的長(zhǎng)度成正比，與它的橫截面積S成反比、導(dǎo)體的電阻R與構(gòu)成它的材料ρ有關(guān)。

引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)閱讀課后電阻率表，加深對(duì)電阻率概念的理解。

【教學(xué)事件9】利用學(xué)生身邊的實(shí)例，介紹電阻及電阻定律在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用，加深電阻、電阻定律的理解。使學(xué)生體會(huì)到物理就在自己身邊。

【教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明】在物理教學(xué)中，經(jīng)過(guò)科學(xué)抽象得出結(jié)論后，應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生在運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中，加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。

5．6 反思探究過(guò)程，評(píng)估得到的結(jié)論

【教學(xué)事件10】引導(dǎo)學(xué)生評(píng)估全班得到的結(jié)論的適應(yīng)范圍，對(duì)本小組的探究過(guò)程進(jìn)行反思。

【教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明】探究結(jié)論的適應(yīng)范圍與探究過(guò)程的條件有關(guān)，應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成在探究后對(duì)探究結(jié)論和過(guò)程進(jìn)行評(píng)估與反思的良好習(xí)慣。

5．7 課堂小結(jié)，鞏固提高

（1）知識(shí)總結(jié)：電阻定律、電阻率。

（2）方法總結(jié)：控制變量法；科學(xué)研究的一般程序：提出問(wèn)題——科學(xué)猜想——實(shí)驗(yàn)探究——分析論證——交流——評(píng)估。

【教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明】對(duì)本課的知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的總結(jié)，幫助學(xué)生記憶和復(fù)習(xí)，構(gòu)建自己的良好知識(shí)結(jié)構(gòu)。

6 板書(shū)設(shè)計(jì)

電阻定律

副板書(shū)1.電阻定律（1）內(nèi)容：……（2）表達(dá)式：R=ρL/S2.電阻率（1）物理意義：………（2）單位：Ω·m（3）金屬導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而增大。3.身邊的電阻例如：…………副板書(shū)

【教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明】 板書(shū)設(shè)計(jì)是教學(xué)中不可缺少的部分，它不僅是一種教學(xué)手段，更是一門(mén)教學(xué)藝術(shù)，是備課、授課中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。 

注：牛英申，山東曲阜師范大學(xué)工物理工程學(xué)院教育碩士。

參考文獻(xiàn):

［1］普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn).中華人民共和國(guó)教育部制定.2003年

(欄目編輯黃懋恩)

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文。