初中物理八年级上册第四章第4节《变阻器》核心素养教学设计（浙教版·）

初中物理八年级上册第四章第4节《变阻器》核心素养教学设计（浙教版·浙江专用）

一、课标分析与教材解读

（一）【核心素养导向】的课标要求

本节课对应于《义务教育初中科学课程标准（2022年版）》中“物质科学”领域的内容。课标要求学生通过实验了解滑动变阻器的结构和原理，具有使用滑动变阻器的技能。在当前课程改革背景下，本节课的教学已从单纯的知识传授转向核心素养的培育，重点在于引导学生经历“问题—设计—制作—改进—应用”的工程实践过程，在探究中体会“技术与工程”解决问题的思路，培养科学思维、科学探究能力以及实事求是的科学态度。

（二）【重要】教材地位与单元逻辑

“变阻器”是浙江教育出版社八年级上册第四章《电路探秘》第4节内容。本章前3节依次学习了电荷、电流、电压和电阻的概念，学生已经知道电阻是导体本身的一种性质，且影响电阻大小的因素有材料、长度、横截面积和温度。本节内容是对“电阻”知识的延伸与应用，是学生第一次接触可变化的电路元件。从知识体系上看，它承上启下：一方面，它巩固了“导体的电阻与长度有关”这一结论；另一方面，它为后续学习欧姆定律以及伏安法测电阻等实验奠定了不可或缺的基础——在后续电学实验中，滑动变阻器几乎是“标配”器材，用于保护电路和改变电压电流。因此，无论从知识掌握还是实验技能培养的角度，本节都具有【非常重要】的地位。

（三）【难点与热点】学情分析

八年级学生正处于从形象思维向抽象逻辑思维过渡的阶段。他们对于“改变电流”有生活经验（如调光台灯、调音量音响），但对于其内部机理并不清楚。学生在学习本节之前，已经掌握了电阻的概念，但面对滑动变阻器这样一个结构复杂（四个接线柱、绕成线圈的电阻丝、滑片）、连接方式多样的元件，往往会产生畏难情绪。这既是本节教学的【难点】，也是激发学生好奇心的契机。对于浙江地区的考生而言，滑动变阻器的接线判断、滑片移动引起的动态电路分析，历来是期末考试和中考的【高频考点】。因此，教学不能仅停留在“记住怎么接”的层面，必须引导学生通过亲身实践，内化为“为什么这么接”的深刻理解。

二、【基础】教学目标设定

基于核心素养的四个维度，结合浙江专用教材特点，确立以下教学目标：

物理观念：理解滑动变阻器是靠改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻的；知道滑动变阻器的构造，能画出结构示意图和电路符号；了解变阻器（电位器）在生活生产中的应用。

科学思维：通过观察和对比，分析滑动变阻器不同接线方式的等效电路，建立滑动变阻器的模型；能够运用“近小远大”的规律判断滑片移动对电阻、电流的影响。

科学探究：经历“设计简易变阻器”的过程，体会工程设计中权衡与优化的思想；通过分组实验探究滑动变阻器的六种接法，归纳总结出“一上一下”的正确连接规则，并掌握闭合开关前滑片应置于最大阻值处的操作规范。

科学态度与责任：在实验操作中养成严谨细致、合作交流的习惯；通过了解我国在电位器、电子元器件领域的发展，增强科技自信和民族自豪感。

三、【重要】教学重点与难点

重点：滑动变阻器的原理和正确使用方法（尤其是接线柱的选择与滑片位置的调节）。

难点：理解滑片移动是如何改变接入电路部分电阻丝长度的，以及由此引起的电流变化；能根据实验要求准确连接滑动变阻器。

四、教学准备

教师准备：调光台灯、教学用滑动变阻器演示模型（可拆解）、电位器、多媒体课件（含动态演示接线）、平板电脑（用于实时投屏展示学生连接情况）。

学生分组实验器材：学生电源（或干电池组）、小灯泡（2.5V或3.8V）、电流表、滑动变阻器（20Ω2A）、开关、导线若干、铅笔（含铅笔芯）、酒精灯、废旧电位器实物。

五、【非常重要】教学实施过程

（一）【情境创设】——从生活走向物理（约5分钟）

上课伊始，教师手持一个调光台灯走进教室。先请一位同学上台亲自旋动调光旋钮，让全班同学观察灯泡亮度的变化。随即提出问题：在我们已经学过的知识中，电流的大小由什么决定？学生回答：由电压和电阻决定。教师追问：在家庭电路中，电压通常认为是220V不变，那么是什么发生了变化从而引起电流改变，进而使亮度改变？学生猜测可能是电阻发生了变化。教师肯定学生的猜想，并进一步提问：要改变电阻，有哪些方法？引导学生回顾上节课影响电阻大小的因素：材料、长度、横截面积、温度。

教师继续启发：对于同一个台灯，材料没换，粗细没变，温度变化也不至于引起这么明显的连续变化，那最有可能改变的是什么因素？学生通过思考，结合之前的铅笔芯实验经验，可能会想到是改变了“长度”。教师顺势板书课题，并指出：能够灵活改变电阻大小的器件，就是我们今天要学习的——变阻器。

（此环节【非常重要】，通过真实的生活情境和层层递进的提问，迅速聚焦问题，激发学生的探究欲望，体现了从生活走向物理的理念。）

（二）【原理探究】——从想法到模型（约8分钟）

教师提出挑战：刚才我们推测改变长度可以改变电阻，现在请同学们利用桌上最简易的器材——一根铅笔（含铅笔芯）、导线、小灯泡和电池，尝试设计一个可以改变灯泡亮度的电路。

学生动手尝试，很快会发现：将导线的一端在铅笔芯上滑动，灯泡的亮度确实会发生变化。这一实验虽然简单，但却是本节课的原理之源。

实验结束后，教师引导学生分析现象：当铅笔芯接入电路的长度变长时，灯变暗，说明电阻变大；长度变短时，灯变亮，说明电阻变小。从而得出结论：通过改变接入电路中导体（电阻丝）的长度，可以改变电阻的大小。

教师继续追问：刚才的铅笔芯变阻器有什么缺点？学生通过观察发现：铅笔芯太短，电阻变化范围小；移动夹子不方便，不精确；铅笔芯容易断，不耐用。

教师表扬学生的批判性思维，并承接：实验室中使用的变阻器，必须克服这些缺点，做到“电阻变化范围大、调节顺滑、坚固耐用”。那么，工程师们是怎么设计的呢？由此引出下一环节——结构分析与模型建构。

（此环节【基础】，让学生亲自经历“原始版”变阻器的制作，不仅验证了原理，更重要的是为理解实验室滑动变阻器的精巧设计埋下了伏笔，让学生体会到技术改进的必要性。）

（三）【结构认知】——从现象到本质（约10分钟）

教师分发实验室常用的滑动变阻器实物，要求学生以四人小组为单位，结合课本，观察并思考以下【非常重要】的问题：

这个元件主要由哪几部分组成？（瓷筒、电阻丝、滑片、金属杆、四个接线柱）

仔细观察电阻丝的绕法和表面颜色，为什么电阻丝要绕成线圈状？（增加长度，节省空间）

为什么电阻丝表面涂有绝缘漆？如果没涂，会怎样？（防止线圈间短路）那滑片滑动时如何才能接触到电阻丝？（与滑片接触处的绝缘漆被刮掉了，这就是为什么滑动时能导电的原因）

铭牌上的“20Ω2A”是什么意思？（最大阻值和允许通过的最大电流）

在学生充分观察和讨论后，教师利用可拆解的滑动变阻器大模型进行总结，配合多媒体动画，展示电流是如何从接线柱流入，经过部分电阻丝，再从滑片流出的过程，帮助学生建立表象。随后，引导学生画出滑动变阻器的结构示意图和电路符号，并强调符号方框和箭头所对应的实际结构。

（此环节通过实物观察与理论讲解相结合，有效突破了结构复杂的【难点】，为学生后续正确使用奠定了坚实的认知基础。）

（四）【核心探究】——从试错到规则（约20分钟）

这是本节课的重头戏，也是体现学生主体地位的关键环节。教师提出任务：现在我们要把这个变阻器真正接入电路，用它来控制小灯泡的亮度。但是，它有四个接线柱，怎么接才有效？一共有多少种接法？

学生分组进行探究实验，将滑动变阻器、小灯泡、电流表、开关和电源串联成电路。要求：

尝试各种可能的接线方式（每次选用两个接线柱接入）。

闭合开关，移动滑片，观察灯泡亮度及电流表示数是否变化。

将观察结果记录在实验报告单上，尝试总结规律。

在实验过程中，教师要巡回指导，尤其关注电路连接是否正确，避免短路。大约10分钟后，教师组织各小组汇报实验结果，并利用实物投影或投屏技术，展示不同接线方式下学生连接的电路。

通过全班交流，共同归纳出：

【重要结论】

“同上”接法（C、D）：无论怎么移动滑片，灯泡亮度几乎不变且很亮，相当于接入了一根导线（电阻近于零）。

“同下”接法（A、B）：无论怎么移动滑片，灯泡亮度几乎不变且很暗，相当于接入了一个定值电阻（最大阻值）。

“一上一下”接法（如A、C；A、D；B、C；B、D）：滑片移动时，灯泡亮度会发生明显变化，说明电阻在有效改变。

【非常重点】规则总结：

接线规则：滑动变阻器必须“一上一下”各接一个接线柱接入电路。

阻值判断：接入电路部分的电阻大小，取决于滑片到所接下接线柱之间的电阻丝长度。滑片离下接线柱越近，接入电阻丝越短，电阻越小（口诀：“近小远大”或“近下电阻小，远下电阻大”）。

安全操作：为了保护电路，在闭合开关前，应将滑片置于阻值最大端（即远离下接线柱的那一端）。

（此环节是教学的核心，通过亲身体验和试错，学生不仅掌握了正确方法，更深刻理解了错误接法为何无效，实现了从感性认识到理性认识的飞跃，有效突破了【难点】。）

（五）【进阶应用】——从控制到调控（约10分钟）

在掌握了基本操作后，教师提出两个更高层次的应用任务，以应对【高频考点】：

任务一：调节电流

设计电路，使滑片向右移动时，灯泡变亮。学生需独立分析：要使灯变亮，电流需变大，电阻需变小。根据“近小远大”规则，滑片向右移动电阻变小，说明下接线柱必须接在右端（B接线柱）。然后独立完成连接。

任务二：控制电压

教师出示一个电路板，板上有一个定值电阻和电压表。提出问题：在探究电流与电压关系的实验中，我们需要多次改变定值电阻两端的电压。如何利用滑动变阻器实现这一点？引导学生讨论，并在原电路基础上进行改进，尝试移动滑片观察电压表示数的变化。

通过任务二，提前渗透欧姆定律实验的思想，让学生认识到滑动变阻器不仅“限流”，还能“分压”。这对于后续学习具有【非常重要】的铺垫作用。

（六）【拓展延伸】——从课堂到生活（约7分钟）

教师展示生活中常见的变阻器——电位器（收音机音量旋钮、风扇调速旋钮）。拆开一个废旧电位器，让学生观察其内部结构，并与实验室滑动变阻器进行对比，找出异同点（同：都是通过改变接触点来改变电阻丝长度；异：电位器多为环形，调节方式为旋转而非滑动）。

教师补充介绍：在现代科技中，除了这种机械式变阻器，还有数字电位器、光敏电阻、热敏电阻等敏感型变阻器。它们广泛应用于自动控制领域。例如，汽车油量表就是利用浮子带动滑杆，改变接入电路中电阻的大小，从而改变电流，使油量表指针偏转。引导学生分析其中的原理。

如果时间允许，简要介绍我国在电子元器件制造领域从无到有、从弱到强的发展历程，鼓励学生未来投身于科技研发，解决“卡脖子”问题，提升民族自豪感。

（此环节体现了从物理走向社会的理念，同时渗透了思政教育和跨学科视野。）

六、板书设计（结构化呈现）

第四章第4节变阻器

一、原理

改变接入电路中电阻丝的长度→改变电阻

二、构造与符号

构造：瓷筒、电阻丝、滑片、金属杆、接线柱（4个）

符号：（长方形加箭头）

三、使用规则

连接：串联、一上一下

规律：近下电阻小，远下电阻大（滑片与下接线柱）

保护：闭合开关前，滑片置于最大阻值端

四、应用

电位器、传感器、自动控制

七、作业与评测

【基础巩固】

写出滑动变阻器铭牌“50Ω1A”的含义。

在电路中，滑动变阻器为什么要“一上一下”连接？如果接“同上”会出现什么现象？

【能力提升】

某同学连接电路时，将滑动变阻器的“A、B”接线柱接入电路（A左B右）。闭合开关，移动滑片，灯泡亮度几乎不变且很暗。请分析原因。如果要让滑片向左移动时灯变亮，应该换接哪两个接线柱？

【拓展实践】（选做）

拆解一个废旧的电位器（如旧收音机上的），画出它的内部结构示意图，并尝试用万用表测量其两个固定端和滑动端之间的电阻变化规律。

八、【深度反思】——教学再建构

本节课的设计，打破了传统的“师讲生听”模式，通过“情境质疑—原始制