欧姆定律的教学

9欧姆定律的教学【导言】欧姆定律反映的是通过一段导体的电流跟加在这段导体两端的电阻和这段导体的电阻三个量之间的关系， 它是初中科学的重点内容， 也是对学生进行科学探究技能进行训练的典型课题。 本案例介绍的是， 在教学中， 教师是如何利用这个课题，培养学生的建立假说的能力， 设计实验检验假说的能力。 特别是在设计实验时， 如何对变量进行控制的能力。【案情】师：同学们，我们前面学习了电流、电压和电阻等知识。那么，在一个电路中，这三个量之间是否存在着内在的联系呢？如果你认为存在着内在的联系，那么，你认为它们的关系究竟如何？你的理由是什么？请同学们讨论一下。生 1：我认为电流跟电压是有联系的。因为电压是形成电流的原因，电压变大，电流的动力将越大，电路中的电流应当也将越大。生 2：我认为电流跟电阻也是有联系的，因为电阻是导体阻碍电流的作用，电阻越大，电阻越大，导体对电流的阻碍作用也就越大，电路的电流将会越小。师：你们的分析很有道理。但通过导体的电流与导体两端的电压，以及导体的电阻究竟存在着怎样精确的数量关系呢？本节课将采用实验的方法来进行探究。由于我们要探究的是电流与电压、电阻两个变量之间的关系，像这样一个量同时受到两个量影响的问题，在设计实验时应当注意什么？生：应当控制变量。师：你能够说得更具体一些吗？生：具体地说，就是在研究电流与电压的变化关系时，应当保持导体的电阻不变。让电压发生变化，看电流如何变化；在研究电流与电阻的变化关系时，应当保持导体两端的电压不变。让电阻发生变化，看电流如何变化。师：很好。这样实际上我们就把要研究的问题分解为两个子问题：（ 1）当导体的电阻不变时，通过导体的电流跟导体两端的电压有什么关系？（ 2）当导体两端的电压不变时，通过导体的电流跟导体的电阻有什么关系？接着，教师让第一、二组同学设计解决第一个子问题的实验方案，请第三、四组同学设计第二个子问题的实验方案。要求学生画出实验电路，设计实验记录表格。在设计时考虑：如何保持电阻或电压不变？如何测量电压或电流的大小？如何A改变电阻或电压的大小？学生分组讨论实验设计方案。教师下去巡视， 并及V时了解情况，进行指导。讨论之后，教师请学生汇报。图 1生：我们探究的是当电阻一定时，电流与电压之间的关系，电路图如图 1 所示。我们用一只固定的电阻进行研究，通过更换电池组中电池的个数来改变电阻两端的电压；用电流表测量通过电阻的电流。师：用固定的电阻就能够控制电阻这个变量不变。对第一个问题，其他同学有不同的方案吗？生：我们的电路图如图2 所示。我们是利用滑动变阻器来A改变电阻两端的电压，其他一样。对两个方案，教师引导学生评价，看哪种方案更好。学V生们通过讨论达成共识， 认为图 2 所示的方案操作比较简便，更为可取。图 2师：对第二个子问题，你们有怎样的实验方案？生：我们的电路图跟图2 一样，只是在实验中，我们是要更换定值电阻，每次电阻改变后，都通过调节滑动变阻器，使定值电阻两端的电压保持不变。这一方案很快得到大家的认同。于是，教师给各小组一只电流表、 一只电压表、三节干电池、阻值分别为2 欧、4欧、 5 欧、 8 欧的定值电阻，一只滑动变阻器，若干导线。 让各小组利用这些器材，根据上述两种方案研究分别研究电阻一定时电流与电压的关系，和电压一定时，电流与电阻的关系。学生进行分组实验，教师巡视，并给学生以指导。实验结束，教师抽取部分学生的实验数据记录表。如下两表就是一组学生的记录表。实验一：研究电阻一定时，电流与电压的关系（R=5 欧）电压 /伏1234电流 /安0.20.40.620.8实验二：研究电压一定时，电流与电阻的关系（电阻两端的电压U=2 伏）电阻 /欧2458电流 /安1.00.50.20.24教师引导学生分析实验数据。由实验 1 可得：当电阻保持不变时，电路中的电流跟电压成正比；由实验 2 可得： 当电路中的电压保持不变时，电路中的电流跟电阻成反比。 并将这两个结论概括出欧姆定律：通过电阻的电流，跟电阻两端的电压U成正比，跟电阻的值成反比，即I。R【反思与评析】学生在学习欧姆定律之前，已对电压和电阻的作用已有所认识，这些认识为学生学习欧姆定律奠定坚实的基础。上述教学中，教师充分利用了学生的已有认识，引导学生叙述这些认识，并借助这些认识，对电流和电压、 电阻之间的关系作出了有意义的猜想。 从而为后续的探究提供了基础。 这启发我们： 成功的教学必须建立在对学生充分了解的基础之上。 了解学生， 也让学生了解自己， 才能找到最近的发展区，以促进学生的发展。这是一个典型的科学探究案例，在教学中，教师给予学生以充分自主探究的机会。教师既不是把知识简单地传授给学生， 或者让学生根据给定的实验步骤机械地进行操作， 也不是充当一个消极的旁观者， 做学生活动的看客。 而是自始至终成功地扮演了一个组织者和引导者的角色，积极引导学生自主地针对问题，基于自己的经验和直觉， 进行合理的猜测； 得出电流的大小可能跟电压和电阻两个因素有关后，引导学生设计检验猜测的实验。在设计时， 提醒学生应当学会控制变量；学生提出不同的设计方案时，引导学生对不同的方案进行比较、评价，作出明智的选择；最后引导学生根据实验数据的概括出科学的结论。 学生在这个活动中可以得到比较全面科学探究的训练。课堂探究是有时空限制的，探究教学比之接受教学往往要耗费更多的时间，这是不少教师不愿采取探究教学的原因之一， 也是探究教学必须正视的问题。 在上述教学中， 为了节省探究的时间， 教师把学生分为两部分， 一部分学生探究电流与电压的关系； 另一部分学生则探究电流与电阻的关系，从而既大大地节约了学生进行实验探究的时间， 又为不同学生之间的深入交流创造了条件。 这种做法在探究教学中也是十分常用的，它反映了教师的机智。（郑青岳）