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 探究影响电阻大小的因素之
  教学设计方案

  ㈠ 教学目标
  1、知识与技能
  知道影响电阻大小的因素:长度、材料与横截面积,知道电阻的大小与导体长度与横截面积的定性关系。
  2、过程与方法
  学生通过自主的探究活动,学会使用控制变量法研究物理问题;通过探究实验收集与处理信息,学生使用多种方法自主归纳出电阻的大小与导体的长度、材料与横截面积的定性关系。
  3、情感态度与价值观
  通过亲历感受探究过程,学生用欧姆的精神激励自己树立为科学永不放弃努力的信念。
  ㈡ 主要探究内容
  影响导体电阻的大小与哪些因素有关,有怎样的关系。
  建议:提高难度:导体电阻大小与导体的长度和横截面积有怎样的定量关系如使用图象法研究。
  降低难度:导体电阻大小与导体的长度与横截面积有怎样的定性关系。
  ㈢ 探究能力的基本要求
  1、能根据展示的电线猜想导体的电阻大小与哪些因素有关。
  2、能制定计划,设计方案:利用控制变量法探究导体电阻的大小与哪些因素有关。
  3、能对收集的数据:进行分析归纳,总结出探究结论。
  建议:提高要求:根据猜想,学生利用所学的物理与化学知识排除猜想中重复与错误的因素,设计出指向性较集中的探究方案。
  降低要求:教师通过层层提问启导学生排除重复与错误的因素,引导学生设计指向性集中的探究方案。
  ㈣ 探究课教学的重点与难点
  通过探究实验,知道导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的长度、材料与横截面积有关。
  ㈤ 探究课教学过程
  1、引入新课
  将不同的电阻丝分别接入由电源、开关、导线和电流表组成的同一电路中,通过实物投影仪观察电流表的示数变化,并激发他们思考引起电流表示数变化的原因,“质疑”的思绪自然生成。从而引出探究主题。(时间为5分钟
  2、新课进行
  ⑴ 打开探究之门:学生观察国庆节收集的电线,通过发现与思考,猜想导体的电阻大小可能与哪些因素有关?有怎样的定性关系?并思考这样猜测的理由。学生猜想出的因素可能有长度、材料、横截面积与温度、电压、电流等,且长度越长,电阻越大;横截面积越大,电阻越小。教师将学生的猜想记录在小黑板上。对于能根据玻璃加热后变成导体的实验判断出导体的电阻与温度有关的学生,教师应高度赞扬学生的逻辑推理能力。(时间为8分钟)
  ⑵ 探究与发现:我们通过制定计划设计探究方案,来验证我们的猜想是否正确。(时间为22分钟)
  首先引导学生排除影响电阻大小的错误因素,如电压电流,引导学生复习电阻的概念,明白导体对电流都有阻碍作用,当导体两端没有电压与电流时,导体阻碍电流的作用仍然存在,即电阻存在,可见导体的电阻与电压电流无关。最后将探究的指向性因素集中在长度、材料、横截面积与温度。
  其次,在今天的方案的设计中,考虑到学生还未学习并联的等效电阻,教师就以导体的电阻与横截面积关系的方案设计为例,师生共同探讨:实验方法,实验原理和电路图。
  实验方法:导体的电阻可能与与多个因素有关,我们应使用什么方法研究呢?——控制变量法。引导学生明确要探究电阻与导体横截面积的关系,应控制导体的长度、材料与温度不变,需要改变的是导体的横截面积。尤其要引导学生知道用两根相同的电阻丝并联的方法增大导体的横截面积,并引导学生深层次的思考:我们使用了什么方法?(等效替代法)
  实验原理:学生多角度的思考可以通过什么的变化来反映接入电阻丝的电阻变化?(灯泡的亮度或电流表的示数)教师预测学生可能的回答准备实验器材,以便学生设计出不同的方案:用电流表的示数变化、小灯泡的亮度变化或者二者同时使用来反应接入电阻的大小变化。并引导学生分析不同的方案,会选择最佳方案探究实验。给予学生更多的思索空间,为培养学生的实验创新能力提供更多的条件。
  电路图:选择好器材,设计出电路图。为探究收集数据环节作好准备。
考虑到时间关系,将学生分为三个大组,每大组有四个小组,每大组探究一个因素(长度、材料、横截面积),制定计划,完成设计表格,并强调学生在方案中正确使用控制变量法。
  交流设计方案:学生通过实物投影仪对照电路图说明怎样使用控制变量法?不变的量与需要改变的量有哪些?该怎样改变?如导体长度的改变,学习小组通过合作明确改变方法,以便帮助实验能力差的学生完成方案设计环节。该环节以学生的展示活动为主,全体学生的合作为主,教师作必要的指导与补充。关于表格的设计,也是学生较为薄弱的环节,教师引导学生在表格的设计中使用控制变量法。如研究电阻与导体长度的关系时,我们需要记录的是电流表的示数(反映电阻的大小变化)与导体长度变化的对应关系,不变的量记录在表格上方。表格的设计以单式表格为主,一般不主张设计复式表格。
  ⑶ 收集数据,汇报探究成果:分组实验,收集数据并记录。
  教师不断巡视,及时帮助能力差的小组排除实验故障,如电路断路的判断等,接通电路,完成收集数据的任务。处理数据,每小组通过观察、分析、归纳等方法总结探究结论,然后在全班汇报探究成果。要求汇报的学生使用规范严谨的语言表述探究结论,如“在什么不变时,什么增大,电阻将怎样变化”的句式,并引导学生明确实验的探究结论也体现对控制变量法的使用。在处理该环节时,应将更多的时间与空间资源留给学生,让他们有时间对别人的探究结果进行提出疑问,互查证据,及有关逻辑错误、有悖于事实证据的思考与阐述。教师不能包办代替对探究结论的总结。(时间为20分钟)
  初中的电学实验经常遇到较多的故障问题,学生之间交流解决故障问题的方法很重要。如电路中经常出现断路的情况,快速判断断路的部位对学生来说较为困难,通过交流学生知道可以利用一根长的导线快速检验出断路的部位等的方法。
  3、拓展与延伸
  结合本探究实验中对控制变量法的使用,教师选择相关的中考题,在数据处理环节加强学生对控制变量法的应用。同时将探究导体的电阻与温度关系的任务留给学生课后思考。学生可以通过上网查阅相关的资料了解超导材料的应用。(时间为10分钟)
  4、评估与交流
  请大家从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面总结对该堂探究课的体会与感受。教师充分肯定各位同学在课上的表现,并结合欧姆精神鼓励大家树立为科学永不放弃努力的信念。(时间为5分钟
  ㈥ 板书设计

探究——影响电阻大小的因素

   1、提出问题:影响导体电阻大小的因素可能有哪些?
  2、猜想:导体的电阻可能与导体的长度、材料、横截面积与温度有关。且长度越长,电阻越大:横截面积越大,电阻越小。
  3、设计方案(实验用的电路图)
  4、收集处理信息,归纳探究结论。
  导体电阻是导体本身的一种性质,它与导体的长度、横截面积与材料有关。
  ⑴ 在材料、温度和横截面积相同时,导体的长度越长,电阻越大。
  ⑵ 在材料、温度和长度相同时,导体的横截面积越大,电阻越小。
  5、拓展与应用(练习题略)

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