孫改田

(江蘇省南京市高淳區(qū)永豐中學(xué) 江蘇 南京 211300)

《課標(biāo)》中有明確的要求，經(jīng)歷設(shè)計實驗與制定計劃的過程，明確探究目的和已有條件，嘗試考慮影響問題的主要因素，有控制變量的意識，嘗試選擇科學(xué)探究方法及所需要的器材，了解設(shè)計實驗與制定計劃，在科學(xué)探究中的意義。筆者以探究電流與電壓、電阻的關(guān)系(蘇科版九上第14.3歐姆定律)為例來說明，如何讓學(xué)生有充分的時間和空間，讓學(xué)生學(xué)會思考，自己設(shè)計實驗與制定計劃，從而完成整個實驗探究的過程打下重要的一環(huán)。

教師在磁性黑板上連好簡單小燈泡發(fā)光的電路，讓學(xué)生思考如何能改變燈泡的亮暗(兩節(jié)干電池)？同學(xué)們互動和小組討論，第一種：通過改變電池的節(jié)數(shù)來改變電壓來實現(xiàn)改變電路中的電流從而改變燈泡的亮暗。第二種：通過接入一個電阻改變電路中的電阻來改變電路中的電流從而改變燈泡的亮暗。同時通過學(xué)生上黑板，演示能直觀發(fā)現(xiàn)，燈泡兩端電壓越大，電路中的電流越大，電阻越大，電路中的電流越小。

老師：剛才通過同學(xué)們的實驗方案，操作后知道了電流與電壓、電阻的定性關(guān)系。今天這節(jié)課，我們一起來看看電流與電壓、電阻的定量關(guān)系。研究通過導(dǎo)體的電流與它兩端電壓以及導(dǎo)體電阻的兩個因素關(guān)系時，應(yīng)該用什么研究方法呢？

學(xué)生1：用控制變量的方法去研究

老師：研究通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓關(guān)系時，應(yīng)該怎么控制變量呢？(同時板書)

學(xué)生2：改變的電壓大小，導(dǎo)體的電阻要保持不變，觀察通過導(dǎo)體電流如何變化？

老師：電阻阻值保持不變，能用燈泡做實驗嗎？

學(xué)生3：燈泡電阻值隨溫度變化，用定值電阻進(jìn)行實驗。(同時板書畫電路圖)

老師：那如何來改變電阻兩端電壓大小呢？

學(xué)生4：改變干電池的節(jié)數(shù)，來改變電阻兩端電壓。

老師：你這種操作，改變電池兩端的電壓，方便嗎？你打算改變幾次？

老師要求學(xué)生上黑板演示，發(fā)現(xiàn)確實不方便。

學(xué)生5：哦，至少三次改變燈泡兩端電壓，這樣得出的規(guī)律才具有普遍性。

老師：想要連續(xù)多次的改變燈兩端電壓，那該怎么辦呢？

學(xué)生6：電路中接入一個滑動變阻器(學(xué)生補電路圖)

老師：怎樣操作來改變電阻兩端的電壓呢？

學(xué)生7：通過移動滑動變阻器的滑片來改變電阻兩端的電壓。

老師：怎樣觀察到電阻兩端電壓變化，觀察通過電阻的電流？

學(xué)生8：還需要電壓表測導(dǎo)體兩端電壓，電流表測通過導(dǎo)體的電流。(學(xué)生補電路圖)

老師：要記錄這些實驗數(shù)據(jù)？

學(xué)生9：要畫表格，需要測量電壓和電流記錄在表格中。

老師：剛才講到要多次測量，怎么設(shè)計實驗表格？(請同學(xué)設(shè)計，并投影)現(xiàn)在我們一起設(shè)計好了研究通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端電壓關(guān)系的方案。

研究通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體電阻關(guān)系時，能用現(xiàn)有的電路圖，如何設(shè)計實驗？(同時板書)

學(xué)生10：改變電阻，導(dǎo)體的兩端電壓要保持不變，觀察通過導(dǎo)體電流如何變化？

老師：請學(xué)生上黑板演示，換電阻，觀察電壓表的示數(shù)變化了，怎么辦？

學(xué)生11：調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)保持不變。

老師：這次要測量的物理量，怎么記錄呢？請設(shè)計表格？(請同學(xué)設(shè)計，并投影展示)

老師：現(xiàn)在請同學(xué)們各小組根據(jù)設(shè)計好的電路圖，進(jìn)行實驗。

(實驗是分組實驗，第一個實驗，選擇電阻每個小組不同，但是固定不變電阻，結(jié)論都是一樣的。第二個實驗中讓不同組學(xué)生電壓分別為1伏、2伏、2.5伏不變，這樣可以在處理數(shù)據(jù)會遇到一些困難，不便于看出規(guī)律，圖像描點時，也有一些困難，老師利用實物投影，帶著學(xué)生一起發(fā)現(xiàn)和解決問題，老師為什么建議電阻兩端的電壓保持2伏)

本案例中，綜合了《課標(biāo)》中提出的設(shè)計實驗與制定計劃的要求，學(xué)生先通過小實驗知道了電流與電壓、電阻有關(guān)，引導(dǎo)學(xué)生運用控制變量的思想來解決問題。研究電流與電壓、電阻的關(guān)系時，在老師的引導(dǎo)下，學(xué)生說出實驗設(shè)計過程。學(xué)生也進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，需要測量的物理量和選擇合適的實驗器材。接著，教師再次引導(dǎo)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)得出規(guī)律要具有普遍性，說出要三次實驗，進(jìn)而設(shè)計表格。由于教師設(shè)計的問題環(huán)環(huán)相扣，學(xué)生能設(shè)計出實驗和制定相應(yīng)的方案，為實驗做好鋪墊。學(xué)生的學(xué)習(xí)是一個積極主動的建構(gòu)過程，教師要為學(xué)生創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，設(shè)置適當(dāng)?shù)膯栴}，引導(dǎo)學(xué)生的認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生的積極思維，改進(jìn)實驗設(shè)計方案，制定出實驗計劃，提高學(xué)生的科學(xué)探索能力，為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)打下堅實的科學(xué)基礎(chǔ)。