初中物理实验教学设计探究影响电阻大小的因素

《探究影响导体电阻大小的因素》教学设计
一、实验目标：
1.通过实验尝试改变电路中电流的大小，让学生品尝成功的喜悦，并从中认识导体
能够导电的同时也对电流有阻碍作用。

2.让学生经历探究影响导体电阻大小的因素的过程，体会“控制变量法”研究物理
问题的方法，提高学生用类比和转换的思想来思考问题的能力。

3.进一步培养学生实事求是的科学精神和创新意识。

二、实验内容
1.实验名称：探究影响导体电阻大小的因素。

2.实验器材：学生电路板、电池组、开关、导线、灯泡两只、2B铅笔芯多根、HB铅笔芯一根、酒精灯、电流表，与与铅笔芯同长，同粗的铁丝等。

（干电池、小灯泡、铅笔芯学生自备，实验室备用器材若干。

）
3.实验装置：（见下图）
三、实验教学设计思路
1.教学重点：探究电阻大小的因素的实验设计与分析归纳过程；会用“控制变量法”研究物
理问题。

2.教学难点：根据实验思想设计出需要的实验方案。

3.教学策略：（1）改演示实验为学生分组探究实验，增加课堂的学生参与率，激发学生学习
物理的兴趣。

（2）选学生身边器材，增加学生对实验的亲切感,降低实验难度。

4.实验类型：学生分组实验。

四、实验教学过程：
导入新课
师：（演示：闭合一调光台灯，灯亮。

）你也能使你桌上的小灯
泡亮起来吗？谁能，可举电路板展示。

生：学生快速连接电路，老师行间巡查。

有人举手说连好。

师：请同学站着举起电路板展示。

生1展示如右图。

师：（等绝大多数同学连好电路后，再演示：旋一下旋钮，灯变暗。

）老师再提一个问题：你有办法也能使灯的亮度改变吗？讨论，交流一下。

哪一小组会做，就到讲台前讲解方法并上台展示。

（学生讨论、交流、做实验）
生2：拿掉一节干电池。

展示：原来三节干电池，灯的亮度较亮；拿掉一节干电池，发现灯泡变暗。

（展示见下图）
师：很好！他们是通过改变导体两端的电压来改变电流的。

还有哪一组有其他方法可以使灯泡变暗？
生3：加一铅笔芯，原灯的亮度变暗。

（展示见右图）
师：说明铅笔芯将原来断开的电路连接成通路了，是导体，能让电流通过，但同时灯的亮度却变暗了，说明导体在导电的同时还存在着对电流的阻碍作用。

不同导体对电流的阻碍作用不同。

在物理学中我们用电阻表示导体对电流的阻碍作用。

师：板书电阻的概念。

物理学上用符号什么表示？电路图中它的符号怎么画？
生：符号R表示。

师：那么一个导体对电流的阻碍作用大小到底跟哪些因素有关呢？导体可供电流通过，导体就相当于电流走的路。

这条“路”的对电流的阻碍难易程度可能与什么有关呢？猜猜看。

生：学生思考。

师：（进一步提示）我们可以通过人走路的难易程度来推测。

“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。

”
说明路越远，对人阻碍越大。

你们猜猜看：导体对电流的阻碍可能与什么有关？
生：导体的长度。

师：很好。

师：“双木好走，独木难行”说明路对人的阻碍与路的什么有关？猜想：你们觉得导体对电流的阻碍作用即电阻大小可能与什么有关？
生：导体的粗细（横截面积）。

师：好。

如果是同宽，同长的烂泥路、石子路、柏油路对人们行走的难易程度相同吗？导体的电阻还可能与什么有关呢？
生：不同。

导体的电阻可能与导体的材料有关。

师：总结一下，影响导体电阻大小的因素可能有哪些？板书。

生：与导体的长度、横截面积以及导体的材料有关。

师：如何通过实验比较导体电阻的大小？
生：通过观察灯泡的亮暗。

师：这种研究问题的方法叫什么？
生：转化法。

师：好。

如果灯泡亮度比较不明显怎么办？
生：可以串联一个电流表。

师：在几个因素中，如何研究其中的一个因素是否影响电阻的大小？
生：控制变量法。

师：需要哪些器材？你将如何进行实验？请画出电路图。

生：保持导体的材料、横截面积相同时，研究导体的电阻和长度的关系，（铅笔芯一次接入电路长些，一次接入电路短些）
保持导体的材料、长度相同时，研究导体的电阻和横截面积的关系，
（铅笔芯一次细些一根，另一次粗些，可两根并排）
师：有创意！我们为了防止不牢靠，可用胶带纸粘牢。

生：保持导体的长度、横截面积相同时，研究导体的电阻和材料的关系。

师：材料不同如何实现？
生：我们这组铅笔芯和他们带的铅笔芯型号不同，可以合起来做实验。

师：非常棒！我们就应该有合作意识。

哪位同学上黑板画出电路图。

生：上黑板板图
师：下面开始首先完成探究猜想1的实验，并把实验数据记录到书上表格内。

生：学生实验。

老师巡查，答疑。

实验展示（见下图）做好实验的小组上黑板填写记录的数据。

师：我们分析数据，能得到什么结论？
生：导体的材料、横截面积相同时，导体的长度越长，电阻越大。

师：真好！下面开始完成探究猜想2的实验，并把实验数据记录到书上表格内。

生：开始实验，观察灯泡的亮暗，记录数据等，老师答疑，解决实验中出现的各种问题。

（发现长度相同的铅笔芯越粗，灯泡越亮，效果见下图）
师：做好实验的小组上黑板填写记录的数据。

生：填写实验数据。

师：我们分析数据，能得到什么结论？
生：导体的材料、长度相同时，导体的横截面积越大，电阻越小。

师：下面接着完成探究猜想3的实验，并把实验数据记录到书上表格内。

生：做好实验的小组上黑板填写记录的数据。

师：我们分析数据，能得到什结论？
生：导体的长度、横截面积相同时，导体的材料不同，电阻不同。

师：大量的实验表明，电阻的大小与导体长度、横截面积和材料有关，导体越长，横截面积越小，
电阻越大。

导体的电阻是导体本身的一种性质。

师：电阻的大小还与导体的温度有关。

下面我们如何改变导体（铅笔芯）的温度？
生：用酒精灯加热。

师：注意安全使用酒精灯。

观察安培表示数变化，能得到什么结论？
生：电流表的示数变大！（0.2A变为0.24A）
师：其他同学观察的现象是什么呢？
生：也是电流变大。

师：那能得到什么结论呢？
生：导体的电阻大小与温度有关，温度越高，电阻越小。

师：很好！导体的电阻大小与温度有关，大部分导体温度越高，电阻越小。

阅读书上84页最后一段，了解电阻的单位，并解释在开灯瞬间，灯为什么易坏？
生：开灯时温度低，电阻小，电流大，易把灯丝烧毁。

师：我们一起总结一下，电阻的大小与哪些因素有关？
生：与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。

师：其实不仅仅铅笔芯导体是这样，其他金属丝导体的电阻也遵循这规律（出示金属导体演示电路板总结），如果研究导体的电阻与材料的关系应选哪两根接入电路？长度呢？横截面积呢？生：略（老师配合演示）
师：总而言之，我们这堂课有哪些收获？
生：1.改变电流的方法：（1）改变电路两端的电压；（2）改变连入电路中的导体。

2.导体的电阻大小与导体的长度、材料、横截面积有关，还与温度有关。

导体越长电阻越大；
导体的横截面积越大，电阻反而越小。

导体的电阻是导体本身的一种性质。

3.电阻的符号为R；电阻的单位为欧姆。

师：布置作业。

复习今天学习的内容，并阅读书上85页“读一读”材料，然后完成《课课练》相应的练习。

教学设计说明：
由老师将一台灯亮起，并丢给学生简单任务：你也能将桌上的灯亮起吗？创设教学情境引入新课。

学生跃跃欲试，快速也将身边的灯亮起立即进入学习状态。

老师将灯亮度调暗，给学生抛出新的问题：你也能改变灯的亮度吗？学生紧张又兴奋地进入交流、合作、创新的学习状态之中。

当他们在完成改变电流的方法后，老师在表扬他们的同时引导他们认识导体在导电的同时也对电流存在阻碍作用，导出电阻概念。

这种设计既开放了学生的思维和实践的空间，又为学生理解电阻的概念做了很好的铺垫。

由学生从自己的生活经验出发思考人、车行路的难易程度与哪些因素有关？类比引入影
响“电流流动”的难易程度的相关因素，引导进行合理化猜想，并为下面实验得出正确结论打
下良好的基础。

实验中无法直观地观察电阻的大小，如何体现？可在电路中观察灯的亮度间接
判断电阻的大小。

引领学生用转化的方法来解决问题。

有时灯的亮暗区分不大怎么办？加入
电流表。

让学生体会科学探究由粗略到精确的进程。

作了前面一系列的铺垫讲解，下面让学生
设计实验电路，水到渠成。

在进行实验中，我们如何研究多个变量的问题？学生思考得到控制
变量法，并应用到探究影响电阻大小的实验之中……学生通过交流、合作，设计分组实验，选
择合适器材进行实验。

实验成功，让他们品尝成功喜悦的同时，并将他们的成功放大，上台展示。

然后师生共同分析、归纳，得出结论：导体的电阻与它的材料、长度、横截面积有关，导
体的长度越长，电阻越大；导体的横截面积越大，电阻反而越小。

导体的电阻是导体本身的一
种固有属性。

以尝试创新实验收尾：将铅笔芯接入电路中加热，观察实验现象，得出电阻大小还与温度
有关！并布置学生阅读书上的阅读材料，了解导体、绝缘体、半导体别的物理含义和在生活中
的应用。

引导学生通过自学增强对物质多样性的认识，并让学生上网调查半导体的发展和对人
类社会进步的影响。

拓宽学生思维，引领学生进行进一步个性化探究学习。

在该实验教学设计中，本人的尝试创新之处如下：
1.实验类型不同
该实验课本上是演示实验，我将它改为学生分组探究实验。

主要目的增加课堂的学生参与率，激发学生学习物理的兴趣。

使每位学生真的可以动手摸，使每个小组讨论真的有话说，使他们在共同的活动中学会分工合作、团结礼让。

2.实验器材不同
我们选用的实验器材不是书上的锰铜合金丝等不易找到的实验室器材，而使学生身边的学习用品——铅笔芯，让学生体会物理就在身边和器材自创的快乐！有助于培养学生自我探索能力和创新精神！
3.实验范围拓展
课本只带领学生探究了电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积的关系，然后说明电阻的大小还与温度有关。

我们将“说明”拓展成实验探究。

我们带领学生用铅笔芯、酒精灯等探究电阻大小确实还与温度有关。

拓宽学生思维，引领学生进行个性化探究学习，丰富学生个性化探究领域。

4.成果展示不同
因为是分组实验，该实验就可以设有展示的环节，那就激发学生竞赛的意识。

促进学生各取所长，团结协作，共同奋斗，共享喜悦。

让学生品尝成功的喜悦的同时也体会科学探究的艰辛。

让他们学会珍惜科学成果，学会尊重科学。

5.主体地位不同
原来是老师讲，学生听，写；现在是学生做，学生讲，老师评！更加凸显学生的主体地位。

而且在实验过程中并非每一组实验都成功，促使学生寻求老师帮助，即有助于师生关系的和谐，也培养学生养成问问题的习惯。

更有助于学生提高自身的分析问题，解决问题的能力。