沪科版九年级物理第十五章《探究电路》第一节《电阻和变阻器》教学教案

沪科版九年级物理第十五章《探究电路》第一节《电阻和变阻器》教学教案一、教学内容分析（一）课程标准解读本节课隶属于沪科版九年级物理第十五章“探究电路”第一节，是电路分析的基础内容。依据初中物理课程标准要求，本节课教学目标需从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观、学科核心素养四个维度进行精准锚定，为学生后续学习复杂电路分析、电路设计等内容筑牢根基。（二）知识与技能维度核心概念：电阻、变阻器、欧姆定律关键技能：理解电阻的物理意义，掌握变阻器的工作原理与实际应用，能运用欧姆定律开展基础电路分析。本章节知识点是构建电路知识体系的核心模块，其掌握程度直接影响学生对电路运行逻辑的认知，也是衔接初中电学基础与进阶知识的关键纽带。（三）过程与方法维度学科思想方法：观察法、实验探究法、归纳推理法、控制变量法学生学习活动：通过观察电路实验现象，开展小组合作探究，完成实验数据归纳，进而推理得出电阻的决定因素及变阻器的调节原理，在过程中培养科学探究的基本思维。（四）情感态度与价值观及核心素养维度学科素养：科学探究精神、创新实践意识、团队协作能力育人价值：通过实验探究与原理推导，培养学生严谨的科学态度；借助电路设计实践，激发创新思维；依托小组合作任务，强化团队协作意识，实现知识传授与素养培育的统一。二、学情分析（一）已有知识基础已掌握电路基本组成元件（电源、导线、用电器、开关）的功能与作用已认知电流、电压、电阻等基本电学物理量的定义及单位已初步掌握欧姆定律的基本公式，并能进行简单的单一电路计算（二）生活经验储备学生在日常生活中广泛接触电灯、电风扇、空调等电器，对电路的通断、电器的启停有直观认知，具备一定的电学现象感知基础。（三）技能掌握水平能依据简单电路图完成电路的规范连接可使用电流表、电压表开展基础电学量测量具备初步的实验数据读取与记录能力（四）认知与兴趣特点对电学实验及生活中的电路现象具有较强探究兴趣，但对抽象电学概念的理解存在障碍逻辑推理能力尚处发展阶段，运用欧姆定律分析复杂电路时易出现公式混淆、逻辑疏漏等问题更倾向于直观化、具象化的学习形式，对纯理论推导的接受度较低（五）潜在学习困难难以精准理解电阻的本质概念，对电阻与材料、长度、横截面积的定量关系把握不足对变阻器滑片移动与电阻值变化的关联逻辑理解不透彻运用欧姆定律分析串、并联电路的电流与电压分布时，易出现解题思路混乱的情况针对上述学情，教学中需通过具象实验演示、生活化实例讲解、阶梯式习题训练等策略，突破学习难点，夯实知识基础。三、教学目标（一）知识目标能准确识记电阻的物理定义，理解电阻大小与导体材料、长度、横截面积的定性关系，明确电阻与电路中电流、电压无关联能清晰阐述变阻器的工作原理，解释其通过改变接入电路电阻丝长度实现电流调节的机制能精准表述欧姆定律的核心内容，熟练运用公式U=IR完成简单电路的电流、电压、电阻计算能对比串、并联电路中电阻及变阻器的应用特点，归纳其通用调控规律能独立设计基础电路实验，运用欧姆定律解决实际电路问题（如计算电路未知电参量）（二）能力目标能规范完成电路连接、电阻测量等实验操作，熟练使用万用表开展电阻定量检测能从实验器材精度、操作流程规范性等维度评估实验证据的可靠性，基于有效数据得出科学结论能通过小组协作完成电路设计与应用调研报告，展现知识整合与实践应用能力（三）情感态度与价值观目标透过电阻与变阻器的原理探究，体会科学探究的严谨性与实践性，树立求真务实的科研态度在实验过程中养成如实记录数据、规范操作流程的习惯，强化科学素养能将电学知识应用于日常生活电器的节能改造，提出合理化环保建议，增强社会责任感（四）科学思维目标能构建基础电路的物理模型，并用其解释生活中的常见电路现象能对实验结论的证据充分性、逻辑合理性进行评估，开展严谨的因果推理能运用设计思维流程，针对简单电路调控问题提出创新性解决方案（五）科学评价目标能依据预设评价量规，对同伴的实验报告给出具体、可落地的反馈意见能对照学习标准开展自我学习过程与成果评价，实现学习状态的自我监控与反思能运用多渠道验证法甄别网络电学知识的可信度，建立科学的信息筛选能力四、教学重点与难点（一）教学重点理解电阻的物理本质及变阻器的工作原理，阐释其电路调控机制掌握欧姆定律核心内涵，能将其应用于基础电路问题的求解通过实验探究，观察并分析电阻、变阻器对电路电流、电压的影响规律（二）教学难点理解电阻的决定因素（材料、长度、横截面积），突破“电阻与电流、电压无关”的认知误区厘清变阻器滑片移动与接入电阻值的关联逻辑，理解其电流调节原理实现欧姆定律在串、并联复杂电路中的迁移应用，掌握电路中电参量的分布规律五、教学准备（一）教师准备多媒体课件：包含电阻与变阻器的概念阐释、原理动画、实验演示视频等内容实验教具：电阻箱、滑动变阻器、学生电源、电流表、电压表、定值电阻、导线、开关等教学文档：实验操作指导手册、探究任务单、学习效果评价表教学环境：完成实验台布置，确保小组座位排布便于协作，黑板板书区域规划合理（二）学生准备预习教材第十五章第一节相关内容，初步认知电阻、变阻器的基础概念准备实验记录本、笔等学习用具六、教学过程（一）导入环节（5分钟）情境创设现象演示：展示通电的白炽灯、小风扇，随即切断电源，引导学生观察电器并非瞬间停止工作的现象，引发认知疑惑。任务驱动：提出挑战性任务——设计一个简易电路，实现电灯“通电即亮、断电即灭”的精准控制，要求结合已学电路知识初步构思方案。认知冲突与旧知链接问题引导：“为何切断电源后电器不会立即停止工作？这一现象与电路中的哪个物理量相关？”旧知唤醒：回顾电流、电压的基础概念，明确本节课将通过电阻与变阻器的学习解答上述疑问，同时完成任务设计。互动研讨组织小组讨论电路设计方案，邀请23组代表分享思路。现场演示变阻器调节电路电流的过程，让学生直观感知电流变化对用电器工作状态的影响，引出本节课核心内容。（二）新授环节（30分钟）任务一：电阻与变阻器的基础概念认知教师活动结合生活实例（如不同材质导线的导电差异）引入电阻概念，阐释其物理意义；通过控制变量法实验，演示导体材料、长度、横截面积对电阻的影响。展示滑动变阻器实物，拆解其内部结构，讲解“通过改变接入电路电阻丝长度调节电阻”的工作原理，同步演示变阻器的正确接线方法。学生活动观察实验现象，记录电阻的决定因素；拆解并组装简易变阻器模型，强化原理认知。即时评价能准确表述电阻的物理定义及决定因素；能说明变阻器的工作原理及接线规范。任务二：欧姆定律的理解与应用教师活动搭建基础串联电路（电源、定值电阻、电流表、开关），提出问题“如何计算电路中的电流大小”，引入欧姆定律及公式U=IR。开展公式变形推导，演示不同情境下（已知任意两个量求第三个量）的计算过程，强调公式应用的前提条件。学生活动记录欧姆定律公式及内涵，跟随教师完成23道基础计算例题，总结解题步骤。即时评价能准确复述欧姆定律内容；能熟练运用公式完成基础电路电参量计算。任务三：串、并联电路的电阻规律分析教师活动分别搭建串联、并联电路模型，引导学生观察两种电路中电流表、电压表的示数变化，归纳串、并联电路的电阻规律及电参量分布特点。结合实例讲解变阻器在串、并联电路中的不同调控效果。学生活动分组完成电路观察实验，记录数据并总结规律；绘制串、并联电路的电阻分析思维导图。即时评价能准确区分串、并联电路的结构特点；能阐述两种电路中电阻与电参量的关联规律。任务四：基础电路故障排查教师活动模拟常见电路故障（如导线断路、元件短路、接触不良），演示通过观察用电器状态、测量电参量等方式排查故障的流程。总结电路故障排查的“三步法”（观察现象→测量电参量→定位故障点）。学生活动分组参与故障排查模拟实训，运用所学方法解决12个简易故障问题。即时评价能掌握基础故障排查方法；能独立定位并解决简单电路故障。任务五：简易电路的设计与应用教师活动以“智能家居灯光调节”为情境，讲解简易调控电路的设计原则，演示包含变阻器的灯光调节电路的搭建过程。学生活动小组协作完成“可调亮度小灯”电路的设计与搭建，记录设计思路与调试过程。即时评价能完成基础电路设计；能说明变阻器在电路中的调控作用。（三）巩固训练（15分钟）1.基础巩固层练习内容：3道欧姆定律基础计算题、2道电阻决定因素分析题教师活动：展示练习题，规定10分钟完成时限，巡视并针对性答疑，完成后集中批改并讲解共性错误。学生活动：独立完成习题，自查答案，根据教师讲解纠正错误并总结解题误区。评价标准：能独立完成基础习题；能准确应用电阻及欧姆定律核心知识。2.综合应用层练习内容：以“教室风扇调速电路”为情境，设计综合应用题，考查串并联电路规律与变阻器应用的整合能力教师活动：组织小组讨论，邀请小组展示解题方案，对方案的逻辑性、科学性进行点评。学生活动：小组协作完成解题，梳理解题思路并进行成果展示。评价标准：能整合多知识点解决实际问题；能清晰阐述解题逻辑。3.拓展挑战层练习内容：提出开放性问题“如何设计一个简易的过流保护电路”，鼓励结合电阻与变阻器知识教师活动：引导学生开展深度思考，对给予针对性指导，组织方案分享会。学生活动：独立或小组合作构思方案，撰写设计纲要并分享创新思路。评价标准：能实现知识的创新迁移；能提出具有可行性的电路设计方案。（四）课堂小结（5分钟）1.知识体系构建学生活动：自主绘制本节课知识思维导图，梳理电阻、变阻器、欧姆定律、串并联电路的核心关联。教师活动：引导学生完善知识体系，强调重点知识的逻辑脉络，解答预习及课堂遗留疑问。2.方法提炼与元认知培养学生活动：反思本节课的实验探究方法与解题思路，总结个人学习收获与不足。教师活动：提炼“观察实验归纳应用”的电学学习方法，指导学生建立学习反思台账。3.悬念设置与作业布置教师活动：提出悬念问题“若将变阻器与热敏电阻结合，能否实现温度自动控制？”，引出下节课内容；明确三类作业的完成要求。学生活动：记录悬念问题，明确作业任务，做好课后学习规划。七、作业设计（一）基础性作业核心知识点：电阻的决定因素、欧姆定律的基础应用作业内容完成3道与课堂例题同类型的欧姆定律计算题，要求写出完整解题步骤。完成2道电阻影响因素变式分析题，说明不同条件下导体电阻的变化逻辑。作业要求：1520分钟内独立完成，答案格式规范、计算精准；教师全批全改，下节课针对共性错误集中讲评。（二）拓展性作业核心知识点：电阻与变阻器的生活应用作业内容情境分析：选取家中1种电器（如调光台灯、调速风扇），分析其工作原理，阐释电阻或变阻器在其中的作用。电路设计：绘制包含电源、定值电阻、变阻器的简易电路示意图，说明如何通过调节变阻器实现电流与电压的精准控制。作业要求：结合生活实际完成，内容逻辑清晰、表述准确；采用“知识准确性、逻辑清晰度、内容完整性”三维量规进行评价。（三）探究性/创造性作业核心知识点：电阻与变阻器的创新实践应用作业内容：基于电阻与变阻器知识，设计1个简易创新项目（如简易电流调节器、手动温控小灯）。过程记录：撰写项目探究报告，包含资料收集、实验设计、数据记录、结果分析及反思等模块。作业要求：体现创新思维与实践能力，支持以微视频、实验海报、探究报告等多元形式呈现成果。八、本节知识清单及拓展（一）基础理论类电阻是导体对电流的阻碍作用的物理量，其大小由导体的材料、长度、横截面积决定，与电路中的电流、电压无关。变阻器通过改变接入电路的电阻丝长度调节电阻值，进而实现对电路电流的调控，常用于用电器工作状态的调节（如灯光亮度、风扇转速调控）。欧姆定律揭示了电流、电压、电阻的定量关系，公式为U=IR，是电路分析的核心工具。（二）电路规律类串联电路中电流处处相等，总电压等于各用电器两端电压之和，总电阻等于各电阻之和；并联电路中各支路电压相等，总电流等于各支路电流之和，总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和。传统电流方向定义为正电荷定向移动的方向，即从电源正极流向负极，与自由电子定向移动方向相反。电路图需使用标准符号表征电源、导线、电阻、开关、电流表、电压表等元件，掌握符号含义是解读电路图的基础。（三）实践应用类电路故障排查可通过观察用电器工作状态、测量关键节点电参量、检查电路连接完整性等方法开展。电路设计需遵循安全性、可靠性、经济性原则，确保电路稳定运行且符合实际需求。电路广泛应用于照明、家电、通信等领域，是现代信息技术与智能设备的核心物质基础。（四）素养拓展类电路实验需遵循“电路连接数据采集结果分析结论总结”的基本流程，操作中需注重安全规范，避免短路等危险情况。电路运行伴随能量的转化，如电能转化为光能、机械能、内能等，是能量守恒定律在电学领域的具体体现。电路技术的发展需兼顾环保与可持续发展要求，如节能电路设计、低电磁辐射元件选用等，助力绿色科技发展。学习电路知识可培养科学探究、逻辑推理、创新实践等核心素养，同时强化公民的科技社会责任与前瞻思维。九、教学反思（一）教学目标达成度评估本节课核心目标为让学生掌握电阻与变阻器的基础原理、熟练应用欧姆定律解决简单电路问题。从课堂表现与作业完成情况来看，多数学生能准确理解电阻的定义及变阻器的工作机制，可完成基础欧姆定律计算，基础目标达成度较高。但在复杂串并联电路的欧姆定律迁移应用中，部分学生存在解题思路混乱的问题，说明复杂电路分析的目标达成度有待提升。（二）教学过程有效性检视本节课采用实验演示、小组协作、任务驱动等多元教学方法，实验演示让抽象概念具象