鐘潔琪

摘? ?要：文章為“導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用2”的教學(xué)設(shè)計(jì)，通過(guò)營(yíng)造自主探究、創(chuàng)造的課堂環(huán)境，在任務(wù)、問(wèn)題、驅(qū)動(dòng)中讓學(xué)生以分組或獨(dú)立完成任務(wù)的方式，體驗(yàn)滑動(dòng)變阻器從無(wú)到有的形成過(guò)程。過(guò)程中著意培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)，鍛煉動(dòng)手能力和合作能力。引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，思考問(wèn)題，最終解決問(wèn)題，并在思考過(guò)程中獲得成就感。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)體;電流;阻礙作用;滑動(dòng)變阻器

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? 文章編號(hào)：1003-6148（2019）4-0067-3

1? ? 本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)理念

本課的教學(xué)設(shè)計(jì)充分考慮學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。教學(xué)目的從讓學(xué)生簡(jiǎn)單地認(rèn)識(shí)使用一種電學(xué)器材，轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，并獲得能力的發(fā)展。通過(guò)問(wèn)題設(shè)計(jì)與情境創(chuàng)設(shè)，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，最大化地促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理問(wèn)題的積極思考。從最開始的如何改變電阻;繼而在師生的共同努力下“滑動(dòng)變阻器”初現(xiàn)雛形;而后又通過(guò)對(duì)比、借鑒、思考進(jìn)行改良;最終實(shí)現(xiàn)從課堂走進(jìn)生活中的種種運(yùn)用。在過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生層層思考—?jiǎng)?chuàng)造—反思—再創(chuàng)造。

2? ? 教學(xué)目標(biāo)

2.1? ? 知識(shí)與技能

知道滑動(dòng)變阻器的原理、作用、構(gòu)造和連入電路的正確接法;知道滑動(dòng)變阻器上所標(biāo)規(guī)格的含義;會(huì)根據(jù)滑動(dòng)變阻器滑片的移動(dòng)方向，判斷電阻的變化和電路中電流的變化。

2.2? ? 過(guò)程與方法

通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解滑動(dòng)變阻器的作用和原理。通過(guò)學(xué)生小組實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)科學(xué)探究的方法，提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、合作探究能力、分析概括能力，學(xué)會(huì)使用儀器。

2.3? ? 情感、態(tài)度與價(jià)值觀

通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生養(yǎng)成探究學(xué)習(xí)的習(xí)慣和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。通過(guò)自制滑動(dòng)變阻器的過(guò)程，激發(fā)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋變阻器改變電阻的原理。激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和對(duì)科學(xué)的求知欲望。

3? ? 教學(xué)過(guò)程

3.1? ? 引入課題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

師：和老師隨行而來(lái)的還有旁邊這個(gè)小家伙，讓它來(lái)跟大家打個(gè)招呼吧！同時(shí)搖動(dòng)荷葉。同學(xué)們，你們看到了什么？聽到了什么？

生：音量的變化，亮度的變化。

師：本質(zhì)是什么的變化呢？

生：電流的變化。

師：同學(xué)們能改變電路中的電流嗎？現(xiàn)在老師給大家準(zhǔn)備了一根鉛筆芯，請(qǐng)同學(xué)們自己動(dòng)手，嘗試將鉛筆芯連入電路，嘗試改變小燈泡的亮度，現(xiàn)在開始完成任務(wù)吧！

學(xué)生活動(dòng)：將鉛筆芯連入電路，移動(dòng)鱷魚夾，改變接入電路鉛筆芯的長(zhǎng)度，燈泡亮度發(fā)生了變化。

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生在一開始被教師創(chuàng)設(shè)的情境所吸引，也為最后的揭秘做好鋪墊。 將電流的變化可視化（亮度的變化），為了解變阻器的原理打好基礎(chǔ)。

師：同學(xué)們完成了任務(wù)，我想請(qǐng)一組同學(xué)展示一下他們的設(shè)計(jì)。

學(xué)生活動(dòng)：上臺(tái)展示，并介紹。

師：你們是如何將鉛筆芯連入電路的？

生：用夾子夾住。

師：如何操作改變燈泡的亮度的？

生：夾子在鉛筆芯上滑動(dòng)。

師：非常好，這就是一個(gè)可調(diào)亮度的燈啦！

設(shè)計(jì)意圖：鉛筆芯屬于導(dǎo)體，電阻大小與導(dǎo)體長(zhǎng)度有關(guān)，這些內(nèi)容是學(xué)生已經(jīng)掌握的。最簡(jiǎn)單改變電阻的方式是改變接入電路中導(dǎo)體的長(zhǎng)度，學(xué)生只有在動(dòng)手嘗試過(guò)程中才容易發(fā)現(xiàn)。調(diào)動(dòng)學(xué)生參與的積極性，也為后來(lái)完成滑動(dòng)變阻器的制作打好基礎(chǔ)。

3.2? ? 分析實(shí)驗(yàn)原理，引出滑動(dòng)變阻器

師：看完了這組同學(xué)的展示，請(qǐng)同學(xué)們思考，燈泡亮度的變化實(shí)際是流經(jīng)燈泡的什么發(fā)生了變化？

生：電流的變化。

師：電流為什么會(huì)發(fā)生變化呢？

生：接入電路的電阻發(fā)生了變化。

師：其實(shí)這就是今天要學(xué)習(xí)的變阻器的雛形（板書題目：變阻器），又因?yàn)槲覀兪峭ㄟ^(guò)滑動(dòng)改變電阻的，所以又把它稱為——“滑動(dòng)變阻器”。這款我們叫它為“滑動(dòng)變阻器1.0”。

師：同學(xué)們上節(jié)課學(xué)習(xí)了電阻，我們的設(shè)計(jì)是通過(guò)改變哪個(gè)因素從而改變電阻大小的呢？

生：接入電路中導(dǎo)體的長(zhǎng)度。

師：是的，這就是滑動(dòng)變阻器的原理（板書）。

設(shè)計(jì)意圖：

雖然在上一環(huán)節(jié)學(xué)生已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了燈泡亮度的調(diào)節(jié)，但是在展示后強(qiáng)調(diào)“連入鉛筆芯長(zhǎng)度發(fā)生變化帶來(lái)連入電阻變化”是有必要的。從“變阻器”到“滑動(dòng)變阻器”，名稱及原理也是從實(shí)驗(yàn)中自然而然得到的。

3.3? ? 放大版滑動(dòng)變阻器，引出電阻絲過(guò)長(zhǎng)問(wèn)題

師：老師說(shuō)它是雛形，我們來(lái)看看它的不足之處。比如它不夠長(zhǎng)，電阻較小，變化范圍也不大。所以老師帶來(lái)了“滑動(dòng)變阻器2.0”。同學(xué)們看看頭頂（引導(dǎo)學(xué)生看向天花板，橫跨教室的電阻絲），老師將電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的風(fēng)車連入電路，一端固定，另一端交到同學(xué)手上。同學(xué)們?cè)囍鴤鬟f導(dǎo)線，隨著接入電阻的改變，觀察風(fēng)車的轉(zhuǎn)速有什么變化。

學(xué)生活動(dòng)：導(dǎo)線在學(xué)生手中不斷傳遞穿過(guò)整個(gè)教室，學(xué)生一邊傳遞一邊觀察風(fēng)車。

生：越轉(zhuǎn)越快！

師：如果我安裝的不是風(fēng)車而是扇葉，這就是一個(gè)——？

生：變速風(fēng)扇！

師：如果安裝的是車輪，這就是一個(gè)——？

生：變速獨(dú)輪車！如果安裝一個(gè)熨斗這就是一個(gè)生活中常見的變溫熨斗。（學(xué)生氣氛活躍）

師：但是同學(xué)們有沒有覺得這有點(diǎn)不方便？比如我變化一個(gè)溫度，得橫穿一間教室。怎么解決這個(gè)問(wèn)題呢？

設(shè)計(jì)意圖：出其不意地將鉛筆芯實(shí)驗(yàn)放大成在教室半空中橫穿的電阻線。給學(xué)生以視覺驚喜，并引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中變阻器無(wú)處不在。這一刻發(fā)現(xiàn)它們所有的原理，讓學(xué)生獲得成就感。放大器材的同時(shí)也放大了設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)。幽默地說(shuō)出這個(gè)變阻器的不足，自然而然地讓學(xué)生想要思考如何優(yōu)化它。

3.4? ? 學(xué)生制作滑動(dòng)變阻器并認(rèn)識(shí)其組成與結(jié)構(gòu)

師：所以怎么解決這個(gè)問(wèn)題呢？

生：繞起來(lái)。

師：同學(xué)們的第二個(gè)任務(wù)來(lái)了，請(qǐng)同學(xué)們自行設(shè)計(jì)一個(gè)更方便、合理的滑動(dòng)變阻器。請(qǐng)同學(xué)們自由選擇桌上的材料。老師給大家準(zhǔn)備的材料有一根鐵桿，一長(zhǎng)段鎳鉻電阻絲，還有一個(gè)打毛衣用的粗木質(zhì)棒針，一些夾子。同學(xué)們可以一邊設(shè)計(jì)，一邊可以試著把你的半成品連入電路，邊做邊改進(jìn)。待會(huì)我會(huì)實(shí)時(shí)地拍攝各組的進(jìn)程，同學(xué)們可以互相借鑒學(xué)習(xí)。開始設(shè)計(jì)吧！

師：我請(qǐng)一組同學(xué)來(lái)介紹一下他們?cè)O(shè)計(jì)的“滑動(dòng)變阻器3.0”。為什么要把電阻絲繞成圈？每一部分是用來(lái)做什么的？他們的設(shè)計(jì)很好地解決了很多實(shí)際使用的難題，我們用掌聲鼓勵(lì)他們。沒有上來(lái)展示的同學(xué)也做得很好，祝賀大家！

設(shè)計(jì)意圖：在學(xué)生不知道滑動(dòng)變阻器是什么樣子之前，讓學(xué)生用生活中的常用物件，自己動(dòng)手制作滑動(dòng)變阻器，體驗(yàn)物理就在身邊。制作成型的過(guò)程有利于提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。教師主要負(fù)責(zé)提出一個(gè)個(gè)推進(jìn)的問(wèn)題，由學(xué)生思考并解決問(wèn)題。有效地培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力和思維能力。

師：現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們從抽屜里取出我們實(shí)驗(yàn)用的滑動(dòng)變阻器，你看它和我們的設(shè)計(jì)多像！試著把它接入電路，看它在設(shè)計(jì)上有優(yōu)于我們的地方嗎？

生：有支架，方便放在桌上。

生：上面有兩個(gè)接線柱，就不用把線拉來(lái)拉去。

生：電阻絲更長(zhǎng)更細(xì)，變阻的范圍更大。

生：電阻絲是緊密纏繞在一起的。

師：這個(gè)同學(xué)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題值得我們思考。當(dāng)電阻絲緊密纏繞，會(huì)造成電阻絲橫截面積增大，如何解決這個(gè)問(wèn)題呢？

生：包一層絕緣材料。

師：對(duì)的！其實(shí)電阻絲上刷有一層絕緣漆，再把滑片與電阻絲接觸處的漆刮掉，就可以解決這個(gè)問(wèn)題。

師：在觀察滑動(dòng)變阻器時(shí)，有一個(gè)細(xì)節(jié)不知道大家有沒有注意到，滑動(dòng)變阻器上有一個(gè)銘牌。上面的“10 Ω 1 A”是什么意思呢？

生：最大電阻和最大允許通過(guò)的電流。

師：老師畫出滑動(dòng)變阻器的結(jié)構(gòu)示意圖（板書：示意圖，并畫出示意圖）。猜一猜各部分代表了滑動(dòng)變阻器的哪一部分？

設(shè)計(jì)意圖：對(duì)比自己的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)所用滑動(dòng)變阻器的不同和相似之處，很快學(xué)會(huì)了使用這一器材。培養(yǎng)學(xué)生化繁為簡(jiǎn)的能力，在過(guò)程中加深對(duì)滑動(dòng)變阻器結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。在這個(gè)環(huán)節(jié)再次鞏固滑動(dòng)變阻器各部分的構(gòu)造，同時(shí)引出滑動(dòng)變阻器接線的方法問(wèn)題。

3.5? ? 探究滑動(dòng)變阻器的接線方式，了解電位器原理

師：要把一個(gè)元件連入電路，電流一進(jìn)一出，只需要兩個(gè)接線柱。但滑動(dòng)變阻器一共有4個(gè)接線柱，為了區(qū)分它們，我們把它們分別命名為：A、B、C、D。4選2，請(qǐng)同學(xué)們利用手中的滑動(dòng)變阻器，嘗試不同接法，并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告單上的問(wèn)題。（1.這種接法接入的是哪兩個(gè)接線柱？2.接入的是哪一部分的電阻絲？3.當(dāng)移動(dòng)滑片時(shí)，接入電阻絲的長(zhǎng)度變長(zhǎng)還是變短？4.電阻變大還是變?。浚╅_始探究！

生：由學(xué)生展示各種接法的結(jié)果。

師：如何接入滑動(dòng)變阻器才是有效的？

生：上下接線柱各接一個(gè)。

師：我們采用“一上一下”的接法。（板書：接法：“一上一下”）正由于這個(gè)原因，滑動(dòng)變阻器的元件符號(hào)是——（在黑板畫出元件符號(hào)），這也正好體現(xiàn)了“一上一下”的接線方法。

設(shè)計(jì)意圖：找到滑動(dòng)變阻器正確的連接方式。并明確在不同的接線方式下，滑動(dòng)變阻器所接入電阻絲的部分。

師：學(xué)習(xí)到這兒，同學(xué)們還記得老師帶來(lái)的龍貓和它的魔法荷葉嗎？藏了一節(jié)課，讓我們看看龍貓有什么秘密。（PPT上展示電位器）

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生觀察后馬上能結(jié)合本課所學(xué)知識(shí)發(fā)現(xiàn)電位器和滑動(dòng)變阻器的相似之處。

師：其實(shí)這是一個(gè)電位器，有同學(xué)愿意和大家分享一下他的發(fā)現(xiàn)嗎？

生：這個(gè)裝置和今天我們學(xué)習(xí)的滑動(dòng)變阻器有相同的原理。

師：那電位器是如何工作的呢？

生：電位器上的“T”型桿相當(dāng)于將滑動(dòng)變阻器的接線柱C、D變?yōu)榱艘粋€(gè)接線柱，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸時(shí)，滑片在電阻絲上滑動(dòng)從而改變電阻。

師：非常好！那么電位器的結(jié)構(gòu)對(duì)我們的設(shè)計(jì)有什么啟發(fā)呢？我們是否能設(shè)計(jì)出更棒的變阻器，來(lái)滿足我們生活的不同需求呢？帶著這個(gè)問(wèn)題我們結(jié)束了本堂課。

設(shè)計(jì)意圖：

學(xué)生一邊分析一邊發(fā)現(xiàn)電位器的優(yōu)點(diǎn)。這時(shí)學(xué)生基于對(duì)滑動(dòng)變阻器的充分理解，很容易看懂電位器的工作原理。學(xué)生會(huì)進(jìn)一步借鑒電位器的優(yōu)點(diǎn)完善自己的設(shè)計(jì)。在揭秘課前實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)的遷移，為學(xué)生對(duì)其他變阻原件的理解打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4? ? 總? 結(jié)

“導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用2”是教科版九年級(jí)上冊(cè)物理電學(xué)部分的重要內(nèi)容，是上節(jié)電阻知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用，也是進(jìn)一步學(xué)習(xí)“歐姆定律”的基礎(chǔ)。在筆者的引導(dǎo)下，學(xué)生能夠從簡(jiǎn)單的變阻器一步一步地通過(guò)學(xué)習(xí)了解了結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的變阻器，認(rèn)識(shí)過(guò)程如圖1。學(xué)好變阻器，有助于學(xué)生更好地理解電阻的概念，也為今后電學(xué)實(shí)驗(yàn)操作做好準(zhǔn)備。

（欄目編輯? ? 張正嚴(yán)）

收稿日期：2019-01-18

作者簡(jiǎn)介：鐘潔琪（1988-），女，中學(xué)一級(jí)教師，主要從事初中物理教學(xué)工作，曾獲“第十一屆全國(guó)物理青年教師教學(xué)大賽”一等獎(jiǎng)。