陳景松 郭瓊梅
摘? ?要:當(dāng)前的課堂教學(xué)中,還有很多教師采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式,這本來就沒有什么問題,因?yàn)榻虒W(xué)有法,但教無定法,合適的才是最好的。本課的教學(xué)做了一個(gè)比較大膽的嘗試,收到很好的效果。
關(guān)鍵詞:電阻;串聯(lián);并聯(lián);探究教學(xué)
《電阻的串聯(lián)和并聯(lián)》一課是滬科版九年級(jí)物理第十五章探究電路第四節(jié)的內(nèi)容,在常規(guī)的教學(xué)中,教師一般都是在課堂上演示電阻的串聯(lián)和并聯(lián)兩種方式,并通過理論探究導(dǎo)出電阻串聯(lián)和并聯(lián)的等效電阻。在研究方法上,突顯了等效替代法,雖然很好領(lǐng)會(huì),但在具體實(shí)施中還是不容易理解,集中體現(xiàn)在理論推導(dǎo)時(shí),學(xué)生普遍感到枯燥、困難,從而興致不高,有個(gè)別學(xué)生打瞌睡,導(dǎo)致課堂效率低下。在本節(jié)課教學(xué)中,筆者一改常規(guī)教學(xué)方式,采用以學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究為主、教師的理論探究為輔(素質(zhì)比較好的班級(jí)理論探究也可以在教師的引導(dǎo)下自主完成)的教學(xué)方式,大大調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,學(xué)生自主探究,親歷了探究的全過程,整堂課始終充滿激情,從被動(dòng)的學(xué)習(xí)到主動(dòng)的探究,實(shí)現(xiàn)了由低效課堂向高效課堂的蛻變[ 1 ]。
2011年版的義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)指出,“在教學(xué)中,根據(jù)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)對(duì)象靈活采用教學(xué)方式,提倡教學(xué)方式多樣化。注重采用探究式的教學(xué)方法,讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程,學(xué)習(xí)科學(xué)研究方法,培養(yǎng)其創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力?!?本節(jié)課的內(nèi)容適合采用探究式教學(xué),而且實(shí)施后反響很好。下面就談?wù)劰P者的教學(xué)過程。
在引入新課環(huán)節(jié),首先通過 “什么是合力與分力?”、“決定電阻大小的因素有哪些?” 兩個(gè)問題進(jìn)行知識(shí)回顧。接著創(chuàng)設(shè)一個(gè)生活中的情景,讓學(xué)生試著解決問題:小明同學(xué)修理電器時(shí),需要一個(gè)150Ω的電阻,現(xiàn)手邊有阻值為600Ω、200Ω、120Ω、80Ω、70Ω、30Ω電阻各一個(gè),能不能用幾個(gè)電阻組合起來代替呢?電阻的串聯(lián)和并聯(lián)的知識(shí)可以幫助我們解決這個(gè)問題。在教師的鋪墊下,順利地引入課題,進(jìn)而實(shí)施新課教學(xué)。
1? 等效電阻
【體驗(yàn)】觀察電流表示數(shù),尋找電阻關(guān)系。
把幾個(gè)阻值不同的電阻接入圖1所示電路的A、B兩點(diǎn)間,觀察電流表的示數(shù)變化。
活動(dòng)1:把10Ω和15Ω的電阻串聯(lián)接入電路,觀察電流表的示數(shù)。
活動(dòng)2:把一個(gè)25Ω的電阻單獨(dú)接入同一電路,觀察電流表的示數(shù)。
對(duì)比活動(dòng)1和活動(dòng)2,兩次電流表的示數(shù)____________________________。
此現(xiàn)象說明:一個(gè)阻值為25Ω的電阻接在電路的效果與將兩個(gè)阻值分別為10Ω和15Ω的電阻串聯(lián)后接入電路中的效果相同。
指出:當(dāng)單一個(gè)電阻和兩個(gè)串聯(lián)后的電阻分別接在相同的電源上時(shí),電路中的電流大小相同,這個(gè)電阻的作用效果就與那兩個(gè)串聯(lián)后的電阻作用效果相同,這個(gè)電阻就是那兩個(gè)串聯(lián)電阻的等效電阻或總電阻。
設(shè)計(jì)意圖及延伸:引導(dǎo)學(xué)生利用合力與分力的知識(shí)類推出總電阻和分電阻的關(guān)系,強(qiáng)化學(xué)生對(duì)于“等效”的理解,突破學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)問題。當(dāng)然條件好的學(xué)校,活動(dòng)2可以用升級(jí)版的,即把定值電阻換成電阻箱,通過改變電阻箱連入電路中的電阻值,使兩次實(shí)驗(yàn)電流表的示數(shù)一致,那電阻箱的連入電路中的阻值就跟兩個(gè)電阻串聯(lián)后的阻值效果完全相同,凸顯“等效”的含義,學(xué)生更不會(huì)覺得突兀,為什么要接一個(gè)25Ω的電阻。
2? 探究1:串聯(lián)電路的電阻關(guān)系
猜想與假設(shè):通過對(duì)“活動(dòng)1”與“活動(dòng)2”的分析,可發(fā)現(xiàn)串聯(lián)電路的總電阻等于兩個(gè)分電阻的和。但是只通過一次實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來的規(guī)律是具有偶然性的,還需要多次實(shí)驗(yàn)甚至理論推導(dǎo)加以驗(yàn)證。
引導(dǎo)學(xué)生回顧串聯(lián)電路的電流、電壓特點(diǎn)及歐姆定律的內(nèi)容并畫圖(如圖2),然后學(xué)生在教師的引導(dǎo)進(jìn)行理論探究,推導(dǎo)出串聯(lián)電路的等效電阻(總電阻)。
I=I1=I2? ?U=U1+U2? ? U=IR? ? ?IR=I1R1+I2R2? ?R=R1+R2
串聯(lián)電路的總電阻,等于各部分導(dǎo)體的電阻之和。
即:R總=R1+R2
討論1:為什么串聯(lián)電路的總電阻比其他電阻大?
板畫:
實(shí)質(zhì):通過板畫,很好地理解了電阻串聯(lián)相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的長(zhǎng)度。
特點(diǎn):串聯(lián)電路總電阻比任何一個(gè)導(dǎo)體的電阻都大。
討論2:若有n個(gè)電阻R1、R2、…、Rn串聯(lián),則它們的總電阻R總等于多少?
R總=R1+R2+…+Rn。
如果有n個(gè)阻值均為R的電阻串聯(lián),則總電阻為R串=nR。
3? 探究2:并聯(lián)電路的電阻關(guān)系
活動(dòng)3:把兩個(gè)阻值均為20Ω的電阻并聯(lián)接入圖1所示電路的A、B兩點(diǎn)間,觀察電流表的示數(shù)。
活動(dòng)4:把一個(gè)10Ω的電阻單獨(dú)接入圖1所示電路的A、B兩點(diǎn)間,觀察電流表的示數(shù)。
猜想與假設(shè):通過對(duì)“活動(dòng)3”、“活動(dòng)4”的分析,可發(fā)現(xiàn)并聯(lián)電路的總電阻比每一個(gè)分電阻都小。同理,只通過一次實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來的規(guī)律是具有偶然性的,還需要多次實(shí)驗(yàn)甚至理論推導(dǎo)加以驗(yàn)證。
引導(dǎo)學(xué)生回顧并聯(lián)電路的電流、電壓特點(diǎn)并畫出電路圖(如圖3),進(jìn)而在老師的引導(dǎo)下自行理論探究并聯(lián)電路的等效電阻,即理論推導(dǎo)并聯(lián)電路的總電阻。
設(shè)計(jì)意圖及延伸:學(xué)生在電阻串聯(lián)理論探究的基礎(chǔ)上,再來探究電阻的并聯(lián),雖然難度上是增大了,但也能較為順利地探究。同樣,條件好的學(xué)校,活動(dòng)4可以把定值電阻換成電阻箱,通過改變電阻箱連入電路中的電阻值,使兩次實(shí)驗(yàn)電流表的示數(shù)一致,那電阻箱的連入電路中的阻值就跟兩個(gè)電阻并聯(lián)后的阻值效果完全相同。學(xué)生通過理論推導(dǎo)得出串、并聯(lián)電路中電阻關(guān)系,驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)論,也使得實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性,從而更加透徹理解串并聯(lián)電路的電阻特點(diǎn),滲透等效的思想和物理的研究方法。
一堂課下來,教師只是一個(gè)組織者和引導(dǎo)者,學(xué)生在教師的引導(dǎo)下有序的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和理論探究,整堂課學(xué)生是積極高效的,符合新課程標(biāo)準(zhǔn)的基本理念,達(dá)成預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。
參考文獻(xiàn):
[1]中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)(物理)(2011年版)[S].北京:北京師范大學(xué)出版社,2018.