冯小生

【摘 要】以电流和电压、电阻的关系为例进行课堂教学设计，体现科学学科本质，引导学生进行实验探究，从而完成教学目标，达到提升学生科学素养的目的。理解科学本质是科学素养的重要组成部分，是实现新课程目标的关键因素。目前对科学本质达成共识的内容主要有以下几个方面：科学具有暂时性，创造性，基于观察和推理等。研究表明，学生对科学概念的掌握依赖于对科学本质的认识，那么，如何在科学课堂教学中，回归科学本质？最有效的路径应该是开展科学探究活动。初中教材中有很多实验、知识点，多可以设计成探究实验，在思维深度的教学中，促进学生对知识、概念的理解。笔者以“电流和电压、电阻的关系”为例进行教学设计。

【关键词】学科本质;课堂教学;设计

【中图分类号】G633.7  【文献标识码】A  【文章编号】1671-8437（2019）22-0066-02

1   教材分析

欧姆定律是电学中最重要的知识点，需要拆分成两个探究实验，是初中电学实验中的核心知识点，学好此章节，会为九年级学习“电功率、电能、电热器”起到铺垫作用。教材中是通过提问“研究电流与电压、电阻之间的关系，应如何设计实验方案”展开的。然后分别研究电流和电压的关系，电流和电阻的关系，两个关系作为标题呈现在教材中间，实验电路图和表格已有，通过实验操作，记录数据，得出结论，归纳出电流和电压、电阻的关系。教材的这种设计应该属于验证实验教学，虽然通过实验，记录数据，分析数据能得出电流和电压，电流和电阻的具体关系，也能知道滑动变阻器的作用，多次实验的目的，控制变量法在本实验的应用等，但难以体现科学学科的本质，具体体现在以下几方面：①实验设计图怎么来，有哪些不同的设计，可通过评价交流，改进电路图，缺乏一种开放、包容的课堂探究氛围;②滑动变阻器应该在实验设计过程中，通过一步步探讨自然而然的被提出来，而不是电路中先有了滑动变阻器后，才去讨论滑动变阻器的作用;③表格的设计也需要学生在设计实验方案中通过理解控制变量法和多次实验的目的探讨出来[1]。

2   设计思路

本节传统教学思路，教师采用视频、图片等多媒体呈现，并通过师生的互动，一问一答将知识落实，得出欧姆定律的结论，课上流于表面，是一种浅层次的体验。本节探究蕴含着科学的本质，设计思路可秉承思维深度体验的教学理念。

3   教学目标

3.1  知识与技能

能通过实验设计、数据分析，得到电流和电阻、电压的关系，得出欧姆定律。

3.2  过程和方法

培养设计实验、制作表格、数据分析、概括的能力。

3.3  情感，态度，价值观

通过积极参与实验设计、制作表格、小组合作实验，激发学生的学习积极性和为科学献身的伟大情操。

4   教学过程

4.1  导入课题

在电学中，总共学了哪三个物理量？电阻与电流、电压有什么关系？那么电流又和电压、电阻又有什么关

系呢？

4.2  电流和电压、电阻关系探究

【提出问题】研究电流和电压、电阻之间的关系，应如何设计实验方案？

【设计意图】创设问题情境，诱导学生思考，激发学生学习热情，同时复习影响电阻的因素。

学生分组交流讨论：电流与电压、电阻的关系，拆开有两个问题，需要分别探究：①控制电阻相同，研究电流与电压的关系;②控制电压相同，研究电流与电阻的关系。需要用到的科学方法是控制变量法。

实验一：电阻相同时，电流与电压的关系

【提出问题】如何设计实验方案？画出电路图。

学生设计实验，在纸上画电路图，并到黑板作图，说明设计意图。归纳大致有以下三种（图1，图2，图3）。

小组评价交流：比较图1和图2设计的优缺点;比较图2和图3的优缺点，深度思考，讨论。

【得出结论】①图3是最佳设计方案。②滑动变阻器的作用是改变电路中电流和电阻R两端的电压。③多次测量，寻找普遍规律。

【设计意图】利用学生原有的知识结构，设计电阻相同，电流和电压的关系电路图，不同的学生就有不同设计方法，有些难免考虑不周，这恰恰是教学的素材，如图一的设计，可以复习灯泡的电阻随温度的改变而改变。这样的教学设计，体现了科学学科的本质，让学生参与其中，积极思考，激发了学生学习科学的兴趣[2]。

【提出问题】如何制作表格？

学生制作表1。各自在学案上画出表格，由于先前的对控制变量法，电路图，移动滑动变阻器多次实验目的的理解，设计表格并非难事。

【学生实验】学生小组合作实验，连接好电路，指导学生开关应先断开，滑动变阻器先移到阻值最大处。移动滑动变阻器，做三次实验，记录数据在表格中。

【得出结论】当电阻相同时，电流与电压成正比。

实验二：电压相同时，电流与电阻的关系

【提出问题】如何设计实验方案？画出电路图。

学生设计实验，在纸上画电路图，并到黑板作图，说明设计意图（图4）。

【学生讨论】如何控制电压不变，改变电阻？

通过讨论得出结论：①改变定值电阻R的电阻。②通过移动滑动变阻器来保持R两端的电压。

【提出问题】如何制作表格？

学生制作表2。各自在学案上画出表格，由于先前的对控制变量法，电路图，移动滑动变阻器作用理解，设计表格并非难事。

【学生实验】学生小组合作实验，记录数据，分析

数据。

【得出结论】当电压相同时，电流与电阻成反比。

【师生总结】导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体两端的电阻成反比。

公式 I=U/R。

【课堂练习】1、2、3。

【作业布置】作业本[3]。

5   教学反思

本节教材以电阻相同，探究电流和电压的关系，及电压相同，探究电流与电阻的关系两个探究实验。教学过程中重在引导学生实验方案设计、电路图制作、表格设计、小组合作交流评价，再通过学生亲身实验，记录数据，从数据中得出结论，这一系列流程符合科学学科本质，极大提高了学生的学习积极性，在思维深度的体验中，加深对知識、概念的理解，在平常的教学实践中取得了良好的效果。同时，也有不尽人意的地方，如由于较多时间用于设计实验方案、小组合作实验、交流评价等，导致课堂时间不可控，无法完成既定教学任务;再如学生思维能力参差不齐，有部分学生没办法完全参与其中，学习效果有待提高等。

【参考文献】

[1]白建娥.找谁复习着力点 发挥学生主体性——浅谈高三有机二轮复习[J].中学化学教学参考，2018（Z1）.

[2]刘玉荣，詹利平.融合化学史和生活的二氧化碳教学设计[J].化学教育，2017（17）.

[3]浙江省教育厅教研室.浙江省初中毕业生学业考试说明，2018.