新课程背景下电阻定律的探究式教学案例分析

新课程背景下“电阻定律”的探究式教学案例分析

【教学目标】1.知识与技能(1)进一步深化对电阻的认识。(2)理解和掌握电阻定律及电阻率的物理意义，并了解电阻率与温度有关。(3)通过实验探究，培养学生实验能力；通过理论探究，培养学生逻辑推理能力。(4)通过探究过程，培养学生获取知识、发展思维的能力。2.过程与方法通过从猜想→研究方法→实验操作等一系列探究过程，使学生经历探究过程，了解科学研究的一般程序，体验“通过控制变量和对比、分析解决三个变量之间关系和数据处理”等的科学研究方法。3.情感、态度、价值观(1)通过实验，领悟实事求是的理念，并在探究活动中培养合作精神。(2)通过动手合作调动学生的学习主动性，培养他们的探究意识，激发学生学习的热情，体会研究的乐趣。【教学重点】教学的重点是电阻定律的得出，培养学生的自主探究能力。【教学难点】教学的难点是电阻率的概念的建立以及实验数据的处理【教学流程】图1【教学过程】【案例分析】电阻定律是“恒定电流”这一章的基本规律之一，是研究电阻与导体材料、长度、横截面积之间的关系。学生在初中已经定性研究了它们之间的关系，有很多参加过初中物理竞赛学习的学生已经知道了结论，所以知识的掌握已经不是本节课的主要的教学目标。通过和学生一起探究获得电阻定律的规律的过程中，主要是和学生一起设计实验、采集数据、分析数据、讨论问题、评价实验结果等一系列探究活动，培养学生的探究能力。整个设计贯穿了学生自主建构知识这一主线，抓住了探究式学习的本质和核心，充分调动了学生学习的主动性，让学生在解决自己遇到的问题的探究过程中不知不觉地使用了科学的方法，并体会到自我获得知识的快乐，不再觉得科学研究的神秘，树立发现问题、解决实际问题的信心，充分实现了三维教学目标。本案例在设计时突出了以下几点：(1)重视科学探究方法的运用在本案例教学设计中遵循着循序渐进、逐步深入的原则。在课堂的开始引导学生观察滑动变阻器、灯泡，让学生根据生活中的经验提出：电阻与长度、粗细有关。教师由学生熟悉的生活情境，提出问题，激发学生对本课题的兴趣，从而积极地参与探究过程。学生对所研究的课题产生浓厚的兴趣后，教师明确实验目的是研究电阻和长度、粗细之间的定量关系，学生进行合理的猜想，并且引导学生设计实验方案。在学生明确了实验原理后，让学生自己设计实验电路。学生通常会设计出如图1所示的电路，但思维活跃的学生很快想到借用滑线变阻器的特点，用一根导线就能很方便的测出多个电阻和长度的关系，如图2所示，在这个实验设计中充分调动学生的积极性，发挥学生的潜能。图1图2利用实验中获得的数据，让学生利用计算机作图研究电阻和长度、粗细的关系。在研究电阻与粗细关系时，引导学生自己来作图研究。根据图像分析否定了电阻与直径成反比的假设；引导学生再次对图像分析，提出了电阻与直径的平方成反比假设，对前一个假设进行了修正，再作图进行验证。这样巧妙的设计，正是有目的地引导学生掌握在科学探究过程中的“猜想与假设”的方法。用一种材料通过有限的几组实验数据所得到的结论不能说明具有普遍性，必须通过逻辑推理。再引导学生利用熟悉的电阻串、并联知识来作理论推导，从而知道R与L成正比、R与S成反比。物理学是一门成熟的精密科学，实验事实是它的基础，逻辑关系构成了它的理论结构，两者缺一不可，这样的处理可以培养学生科学严谨的态度。在本次探究实验设计中，从引导学生设计方案、进行实验探究、数据处理、逻辑推理到联想应用，使探究学习层层推进，思维训练逐步加强，自主性愈加凸显，让学生在经历中领会探究的精髓。(2)重视学生主体作用的发挥课堂教学是学生学习活动的主阵地，要充分发挥学生主体作用。苏霍姆林斯基说过：“对学生来讲，最好的教师是在教学活动中忘记自己是教师，而把自己的学生视为朋友。”亲其师才能信其道，良好的课堂环境有利于学生主体地位的最佳发挥。本人在提出电阻跟导体的长度和粗细有关后，并没有生硬地让学生去探究，而是循着教学的思路：如何进一步研究它们之间的定量关系呢？学生自主讨论设计出不同的实验电路图后，没有直接给予评价，而是让学生对比选择，请学生合作做实验，并将实验数据交给学生处理，让他们自己得出实验结论。结论，最后总结出，的结论。这样的处理可以让学生在激烈的争辩过程中辨别真伪，找出正确的思维方法，可以拓展学生思维，挖掘学生潜能，培养学生能力，促进学生智力发展。在总结出的关系后，比例系数k是由什么因素来决定，没有直接给予学生数据表格，而是让学生自己做实验获取数据，观察数据总结出比例系数k是由材料决定的。在学生探究出电阻率的概念后，巧妙地设计了两个电阻率的表格，让学生利用表格中的数据，解释生产和生活中的实际问题，课后作业是请学生自己选择课题研究，并且提供一些网站和网址，让学生自己去发现新问题，培养学生分析问题、解决新问题的能力。整个课堂教学中始终贯穿“以教师为引导，学生为主体”的教学原则，教师充分尊重课堂、尊重学生的“以生为本”的教学理念，教师不再是教练员，更不是裁判员，只是一位意见交换者，一位帮助发现矛盾焦点而不是拿出现成观点的人，是学生的朋友，是他们实验的伙伴，学生成了课堂的主人。让大多数学生课堂上“活”起来，让学生在讨论和探索中领悟了研究问题的策略和方法。通过师生、生生的互动，动态生成中实现了课程的三维目标，使课堂教学充满了生命的活力。(3)重视计算机在教学中的运用《课程标准》指出：重视将信息技术应用到物理实验室，加快中学物理实验软件的开发和应用，诸如通过计算机实时测量、处理实验数据，分析实验结果等。DIS数字实验系统越来越被人们重视，逐步地进入了课堂教学与学生实验，实验数据处理平台，它能充分展示教师和学生的想象力和创造力，根据不同的需求实现自己的设计愿望。在本案例中，运用DIS系统电压、电流传感器记录数据，及时将数据传送给计算机。让学生运用计算机作图研究R与L、R与D的关系。特别在研究R与D关系时，一般是先后作出R与D图像、R与图像、R与图像，这时更加突显出计算机作图的优越性，大大减少了实验数据的处理时间，充分发挥计算机在探究性教学活动中的作用。这些多元化的媒体的恰当地使用，都是意在培养学生良好的情感，在学会学习的过程中培养科学的态度，形成正确的价值观。知识靠学习者自己建构，而不是由教师提供。本