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探究通电导体放出的热量与什么因素有关教学案例黎城二中 郭国斌【教学背景】物理课程标准指出，科学探究既是重要的教学目标，又是重要的教学方式。说明在传统的教学中，我们过多强调了知识的落实，忽略了物理过程和方法的教学，或者是在概念规律的教学中，机械采用菜单式实验操作模式，这会让学生感觉到学习物理很难，很乏味。这种教学不仅不利于科学探究能力和兴趣的培养，而且还会导致学生在解决实际问题感到茫然。在最近几年的教学中，我不断尝试将教学重心向过程方法上转移，注重运用科学方法合理设计实验和引导学生对设计方案进行评价分析，收到了很好的效果。下面我以探究通电导体放出的热量与什么因素有关的实验为例做些探讨。【教学过程】本实验的教学重点是提升科学探究能力、知道通电导体放出热量的影响因素。在实验教学过程中，运用合理的设计和对课堂演示器材的评析来突破。一、创设情境，引入新课将棉絮包在电热丝上通电，学生发现棉花燃烧了起来。（学生学习的热情被调动了起来）师说：这种现象说明导体通过电流时会发热，这叫电流的热效应。同学们能举出一些生活中的例子来猜想导体产生热量的多少和什么因素有关吗？二、猜想与假设学生积极讨论，踊跃发言，分享着身边例子：猜想一：我觉得和导体的电阻有关，因为电饭锅产生的热能闷熟米饭，但导线却不怎么热。猜想二：可能和电流的大小有关，我们学短路时知道电流过大会烧坏导线，引发火灾。猜想三：我觉得和通电时间还有关系，家里烧水时达到的温度不一样所需的时间不一样。三、制定计划与设计实验师说：同学们猜想了很多影响因素，都有理有据，那我们进行探究要用什么方法呢？（控制变量法）学生对运用控制变量法研究问题已经很熟悉，学生很亢奋。师说：那具体怎样做呢？（要研究和电流的关系，可以控制时间和电阻不变，改变电流的大小）教师肯定学生的回答，继续引导追问。师说：那怎样才能比较出产生热量的多少呢？（可以把电阻丝作为热源来加热煤油，比较煤油温度的变化）学生已经学过比热容，对转化法的使用比较熟悉。师说：那既然同学们对实验的设计如此了解，就请你们自由选择器材，分小组完成自己的设计方案吧。学生热烈讨论，完善着自己的设计方案。方案设计思路样例一：用秒表控制时间，用滑动变阻器和电流表控制电流的大小，改变放入煤油瓶中电阻的大小，观察温度计示数的变化。方案设计思路样例二：将两个电阻串联，分别放置在两个煤油瓶中，通电一段时间，比较温度计示数变化的大小。四、实验方案分析评价。师说：同学们设计了很多实验方案，我们选择几个一起来评价一下。（样例一中，实验器材选择的多，操作的步骤多，需要观察的数据也多；样例二中，巧妙的利用串联电路来设计实验，保证了电流的大小和通电时间的一致，只需要比较温度计变化就可以了）学生对自己设计的方案，胸有成竹，一定会说出其他方案的不足之处，这样在相互辩驳中可以获得更合理的方案。五、展示焦耳定律演示器，学生分析原理，设计方案。学生设计的思路很多，选材也很丰富，课堂上不可能满足所有学生的要求，但要给他们的设计留足空间。师说：这个器材没有被加热的煤油，他是怎么比较产生热量的多少呢？（通电导体可以加热密闭盒子里面的空气，使U型管两侧出现高度差。）师说：这个器材没有秒表计时，怎样控制时间相等呢？（可以将两个密闭的盒子串联起来）师说：这个器材没有滑动变阻器，又怎样改变电流的大小呢？（可以再右面的盒子外，并联一个电阻，将电流分去一些）师说：盒子中只有5欧姆的电阻，又怎样改变电阻的大小呢？（可以将左边盒子里的两个5欧姆电阻串联起来，增大电阻）通过教师的引导，学生的观察，学生对实验器材的工作原理有了一定的了解。师说：请同学们，画出原理图，设计出方案，并指挥我进行实验研究。学生成了学习的主人，他们很乐意帮助，指挥我完成实验探究。六、进行实验。在学生的指导下，顺利完成实验。七、评估组织学生总结本节课的收获，体会合理巧妙的设计可以让实验变得简单易操作。【教学反思】物理教学的出发点，在于促进学生的终身发展和社会的进步。这就要求我们在物理教学的过程中，要通过身旁的事例，古往今来的伟大成就激发学生的学习热情，通过学习和探索掌握物理学的基础知识与基本技能，为学生以后的学习和生活打下基础，还能够继承科学家们的探索精神，为社会的进步作出应有的贡献。本节课的教学，并没有按照课本的提示步骤和运用与课本相同的实验器材一步步探究，而是首先通过实例让学生认识到电流热效应的存在，激发了学生的学习兴趣，然后鼓励学生举出生活中现象对通电导体放出热量的影响因素进行猜想，鼓励学生利用学习过的控制变量法自主设计实验，重点突出如何控制变量和如何通过比较获得实验结果的设计，接着由学生评价设计方案，使学生的设计思路和器材的选择更加丰富。教师出示本节课用到的实验器材，让学生猜想和评析展示器材的工作原理，使同学们学会利用串、并联电路的特点巧妙设计实验。最后利用教师提供的器材进行探究，完成实验。本节课的设计突出了实验设计方案和对方案的评价分析，开拓了学生的思维，有助于学生在面临问题时，开动脑筋去思考解决问题的方案，避免了面对问题时机械的运用知识，对生活中出现的新问题茫然失措。新一轮的课程改革，使教师肩上的责任更大，我们的工作不是把知识简单装进学生的脑海，而是给他们装上方法的翅