教科版选修3-12 电阻定律教学设计

教学内容：电阻定律

设计时段：两课时

学科：物理

模块：选修3－1

      教材版本：人民教育出版社社

    单位：江苏省锡山高级中学（214174）

“电阻定律”教学案例

狄燕

（江苏省锡山高级中学    214174）

【一】、教材分析：

1．教材的地位和作用

《电阻定律》是在学生已知的定性规律的基础上定量描述，同时介绍了“电阻率”这一新的概念，这部分知识与现代科技、现代生活、生产等有着密切联系。因学好本节知识不仅在物理思想、物理方法上有教育意义，在培养学生分析 问题的能力方面也有着重要意义。

2．教材特点

    本节教材把理论探究和实验探究结合起来，重视如何开展探究式学习的方法传授，充分体现了探究式学习在物理教学中的地位和作用。

2．教学重点.    设计实验方案，通过实验探究的方法得出电阻定律，对科学探     究的方法有初步了解。

3．教学难点     对电阻率概念的理解

【二】、教学目标：

1．知识和技能

1)    理解电阻定律，能用电阻定律进行有关的计算。

2)    理解电阻率的概念。

2．过程与方法

1)    通过实验探究和理论探究两种方法得出导体的电阻和导体的长度、横截面积和材料的关系，使学生初步了解科学探究的方法。

2)    在探究活动中促进学生学会发现问题，设计实验方案解决问题，提高学生的实验和分析问题的能力。

3．情感态度和价值观

1）培养学生实事求是的科学态度和发现探究问题的良好习惯。

2)在交流讨论、合作做实验的过程中培养学生团结友爱、和谐共进的人文精神，培养学生的分工合作意识，使学生学会相互协作和交流。

【三】、设计思想和教学流程

美国著名科学家施瓦布指出：“学生的有效学习过程与科学家的研究过程在本质上是一致的，因此，学生应该像小科学家一样去发现问题，解决问题，并在探究的过程中去获得知施知识、发展技能和培养能力，同时受到价值观的教育，发现自己的个性，这就是探究式学习。”提倡自主学习、合作学习与探究式学习是新课程的核心，本节课的教材重视探究式学习的设计，教材为了突出探究的方法，给出了可供参考的两个方案，以显示探究的灵活性。所以本节课我采用了问题探究、合作学习的物理课堂教学新模式。，

本节课教学课时安排原来是1课时，现设计将它延长为2课时，主要是花较多时间来进行实验方案设计和实验探究，实验是培养学生探究能力最有力的手段所以这种安排这对提高学生分析问题的能力，掌握科学研究的方法大有裨益，这个时间花费是值得的。

【四】、教学准备：学生分组实验进行实验探究是本节课的重点，学生分组实验所需的仪器较多，有的实验器材实验室没有，需要提前定做。

【五】、教学过程：

一、情景引入，提出问题

（一）PPT课件上投影以下问题

1、观察桌上的滑动变阻器，思考滑动变阻器是通过什么方法改变接入电炉的电阻大小？

2、观察桌上25W和200W的两个灯泡，灯丝有何不同。

3、导线的内芯是用什么材料制造的？为什么不用铁丝？

4、通过以上的观察和思考，你可以知道导体电阻的大小与导体的哪些因素有关？

学生快速观察、讨论得出结论：导体的电阻大小与导体的长度、横截面积和材料有关。

设计说明：先让学生体会定性结论，这是定量研究的前提和基础

（二）确定研究问题

实物投影：两根电炉丝，一根细而短是小弟弟，一根长而粗是大哥。

问题：你能比较出这两根电路丝的大小吗？

学生不知道，由此引出研究问题：我们还要知道电阻的大小与导体的长度、横截面积有何定量关系

二、研究方法：

提问：电阻的大小与三个因素有关，问题比较复杂，我们用什么方法来研究，可以使问题简化呢？

学生回答：控制变量法并进行具体说明。

三、实验探究

（一）实验一：保持导体的材料和横截面积一定，研究导体的电阻大小与长度的关系

请学生选择实验器材，设计实验方案，画出实验电路

教师进行适当的引导，实验方案的设计要从实验目的出发

PPT课件投影以下问题做为提示：

思考：1、选择什么实验材料？

2、要测量哪些物理量？用什么器材？如何测量？

3、请画出实验电路图 学生分小组进行讨论，然后请学生汇报讨 论结果。

测量长度：用刻度尺

方案一：测量电阻：伏安法 

实验电路（请学生到黑板上画）

实验方案：学生大多数想到用伏安法来测电阻。

要肯定学生的想法，并进一步引导、深化。

教师：实验方案的设计往往不是唯一的，还有没有其它的实验方案呢？我们并不要测出电阻的具体的值，只要知道电阻的比例。有没有更简便的方法,使用的器材更简单？

学生进一步讨论。画出实验电路。（实物投影学生所画的电路图）

方案二：

方案三：

设计说明：1、改变学生的学习方式是这次课改的一大任务，“改变学生的学习方式”的核心是让学生不做被动的“受教育者”而是做一个主动的“探索者”。所以放手让学生设计实验方案，充分发挥学生在教学中的主体作用。

     2、实验的方案是多种多样的，不拘泥于一种方法，培养学生的发散性思维。事实证明学生的想像力极为丰富，创造力是无限的，同学相互启发可以得出很多好的方案。所以教师一定要尽最大的努力去激发学生的兴趣，大胆放手，让学生在相互讨论、合作交流、自主探究的学习过程中获得知识。

（二）实验二：保持导体的材料和长度一定，研究导体的电阻大小与横截面积的关系

请学生选择实验器材，设计实验方案，画出实验电路

思考：1、选择什么实验材料？

2、要测量哪些物理量？用什么器材？如何测量？

3、请画出实验电路图

   有了前面实验一的启发，学生很快找到了问题的答案，设计好了实验方案，同样可以设计出三种实验方案。

（三）学生实验

学生分为两大组，一组做实验一，一组做实验二。

第一组提供的器材：一块板上有三根横截面积相同，长度不同的三根镍铬丝。（把每根镍铬丝的长度和横截面积都注明在线的旁边）

第二组提供的器材：一块板上有三根长度相同，横截面积不同的三根镍铬丝。（把每根镍铬丝的长度和横截面积都注明在线的旁边）

两组都提供两个电压表，两个电流表，电源，滑动变阻器，开关和导线

教师介绍实验装置。

学生从三个实验方案种任选一个进行实验。

教师友情提示：

1、要多次测量？（请思考为什么要多次测量）

2、测量完一组数据要立刻断开开关。（请思考为什么要这样）

3、选择合适的电表的量程，注意正负接线柱。

4、电路连接注意“先串后并”

5、要注意实验数据的记录，请同学设计好数据记录表格并做好记录。

设计说明：1、分组实验，分工合作的目的是：在有限教学时空内，获取最多的信息。做的快的同学还可以相互交换。

2、学生可以从多种方案中任选一种，这也是教学方式的一种转变。教学中不追求“统一化”和“最佳化”，而应当致力于“多样化”、“合理化”，以使学生对知识的真正理解（自主构建）和个性化发展成为可能。按照新课标的理念，物理课堂应以人的发展为目标，不同的人在物理上得到不同的发展。所以课堂教学中要把握好弹性原则，允许同一的不同程度、不同层面、不同方法的解决。

3、孔子说：“疑，思之始，学之端”。有疑问才能产生学习的需要，所以我在友情提示中设置悬念，留下疑点，为后面电阻率的大小与温度有关打下了伏笔。疑问悬在学生的心头，才使他们的思维一直处于受激状态。

（四）数据分析

实物投影学生的实验数据，请学生分析数据，得出结论。

不同组的测量数据不一样，只要学生概括出的规律一样就行，充分让学生们交流一下在实验中的做法、收获，教师及时给予肯定，鼓励，保持学生的激情尤为重要。

实验结论：同种材料的导体，电阻R与长度L成正比，电阻R与横截面积S成反比。

四、理论探究

1、教师：除了实验探究的方法，我们还可以用我们学过的电阻串、并联的公式来推理导体的电阻与导体的长度、横截面积的关系。

以几根相同的粗铁丝作为教具帮助学生推导出结论。

设计说明：理论探究以旧知识为基础，教师引导作跳板

2、研究方法小结

实验探究和理论推理探究是科学研究的两种重要方法，这两种方法是相辅相成的，并且这两种方法一般结合起来应用。我们可以先利用已知知识进行演绎推理，得出结论，然后用实验来验证；或者先用实验来探究，再进行理论证明。

设计说明：重视方法教育，及时进行方法小结，趁热打铁，使学生印象深刻。

五、导体电阻与材料的关系

（一）学生实验

教师：同种材料的导体，电阻R与长度L成正比，电阻R与横截面积S成反比，即R∝   ，写成等式为R=ρ    ，ρ为比例系数。

选择两种不同的材料的导体（镍铬合金丝和锰铜丝）来计算比例系数

同学选择器材，设计实验方案，画实验电路图。

记录数据表格

分组实验：一半同学测锰铜的比例系数，一半同学测镍铬合金的比例系数。

为了节约时间，把电阻丝的长度和横截面积都预先告知学生。

实验结论：比例系数的大小与材料有关。

这一比例系数叫做这种材料的电阻率。

（二）深化概念的理解

PPT课件投影以下问题   

1、电阻率的单位是什么？

2、导体的电阻率大说明什么？电阻率小说明什么？

3、电阻率的物理意义是什么？

4、看60页几种导体材料在20℃时的电阻率表。哪些导体的电阻率大？哪些导体的电阻率小？

5、电炉丝应选用何种材料制成？为什么？

学生思考，师生共同讨论得出答案。

六、电阻定律

从实验探究和理论探究我们得出了导体的电阻与导体的长度、横截面积和材料的定量关系，请学生总结。

电阻定律：同种材料的导体，其电阻与它的长度成正比，与它的横截面积成反比；导体的电阻与构成它的材料有关。

公式：R=ρ

例题：书P61 问题与练习 第一题

设计说明：学以致用，使学生得到成功的体验。

七、电阻率与温度的关系

（一）PPT课件投影以下问题

1、电阻率表中为什么要说明温度是20℃？

2、电阻率的大小与温度有关，你能设计什么实验来验证这个结论？

3、为什么实验时测量完一组数据要立刻断开开关？

学生讨论，得出答案。

教师演示实验:酒精灯燃烧废灯泡丝，电流表示数减小。

（二）应用：金属的电阻率随温度的升高而增大，利用这一特性可制成电阻温度计，但有的合金电阻率几乎不受温度的影响，可制成标准电阻

八、练习巩固，拓展应用

1、书本P60 思考与讨论

问题：从中你得到什么启示？这对电路的微型化有什么意义。

简单了解集成电路，进一步激发学生的学习兴趣。

2、讨论书P61 说一说的问题

九、小结

1、知识小结

2、研究方法小结

十、布置作业

1、书后问题与练习

2、设计一个小实验研究导体的电阻与温度的关系，并自己做一做

【六】、案后语：

中学物理课程的核心理念是以学生为本，注重提高学生的基本科学素养，使学生终身受益，所以，在教学过程中应该倡导学生学习的自主性、探究性、合作性，让学生主动参与，体验和感悟科学探究的过程和方法，激发他们持久的学习兴趣和求知欲望，并在探究过程中培养学生的能力，逐步实现学习方式的转变，使学生逐步养成敢于质疑、善于交流、乐于合作、勇于实践的科学态度。

本节课的教学中，笔者努力渗透新课程理念，但是离新课程标准还有差距，特别突出的问题是探究式学习的开放度，这是一个值得研究的问题。

本节课的设计即忠于教材的编写理念，有在此基础上有所增减，增加了实验方案的设计，减去了测长度，分压电路的介绍，更突出本堂课的重点。从这里我们可以获得一个启示，对教材文本的再处理，进行二次开发，在教学中凸现和实现课改的理念本身就是一个创新。