综合实践活动说课稿【一等奖】

“探究小灯泡电阻变化”的教学设计

辛集市第二实验学校

赵鹤

设计理念

本节内容要求学生自己设计实验电路、自选仪器、设计实验步骤、记录实验表格等，特别是在探究温度变化对电阻的影响时，对学生提出较高的要求，对学生探究学习的能力进行培养与再提高。

教材分析与处理

“测量小灯泡的电阻”是欧姆定律内容的延续，也是“电阻”内容的辅垫，本节课本来是利用电压表、电流表测算出小灯泡的电阻，之后得出结论，但是此结论通过数据分析时学生容易出错，所以我们改进实验去探究发现温度对钨丝电阻的影响，并最终直观的找到影响钨丝电阻变化的因素及它们之间的相互关系。

本节教材重在培养学生的探究性学习能力，结合教学实际，对教材作如下设计。

第一环节：打开探究之门。

教师展示视频资料，通过开灯瞬间烧断灯丝引出问题“为什么总是在刚开灯的时候烧坏灯泡”，提出思考，如何探究灯泡内灯丝的电阻变化规律呢？

第二环节：探究实验。

教师组织学生讨论测量方案，学生联系前面所学的欧姆定律的公式来着手设计，利用伏安法来测量小灯泡灯丝的变化，并记录实验数据，得出实验的初步结论。

第三环节：发现与拓展。

引导学生分析实验数据，提出疑问，为什么不能说“小灯泡灯丝的电阻是随电压的升高而变大”，为后面探究温度对导体电阻的影响作好铺垫。

适时地引导学生联系前面所学的“影响电阻大小的因素”来回答上述疑问，并设计新的、更直观的实验来验证温度对导体电阻的影响。

学生情况分析：

已有基础：已经能运用伏安法测电阻；具有一定的实验探究能力。

局限认识：从理论上知道是有温度引起了电阻的变化，但是思维上一直存在着误区“为什么从数据上看明明是电压也变化了，但是结论不能这样说”。

发展方向：通过对实验的创新来更直观的证实温度对钨丝电阻的影响，并由此树立科学探究的信心，从而提高解决问题的能力。

本节教材重在培养学生的探究性学习能力，结合教学实际，对教材作如下设计。

教学目标

1．知识与技能：应用欧姆定律，学习伏安法测量电阻；同时能自主设计更直观的实验，了解钨丝的电阻特性。

2．过程与方法：通过测量小灯泡的电阻，温度对导体电阻的影响。

3．情感、态度与价值观：实验电路的设计、连接以及测量过程中的兴趣培养，爱护实验器材。

教学准备

器材：小灯泡（2.5V）、电流表、电压表、开关、电池组（6节）、滑动变阻器、导线、实验报告单、灯泡（150W）、酒精灯。

分组：以4人一组为宜。

重点：创新实验的设计。

难点：从实验数据中得出灯丝电阻受温度的影响。

教学过程

一、引入

观看视频，通过开灯瞬间烧断灯丝的视频引出问题“为什么总是在刚开灯的时候烧坏灯泡”，

（教师展示小灯泡），小灯泡内有钨丝，是金属，当然有一定的电阻。引导学生回答“灯丝的材料、长度、横截面积都没有变化，那么，只能是温度影响了灯丝电阻”，提出探究主题“如何探究灯泡内灯丝的电阻变化规律呢”？

学生交流讨论，打开探究之门。

二、探究实验

（1）引入、

师：今天请同学们帮老师一个忙，回答老师女儿的一个疑问。然后展示视频资料，之后请同学们想办法解决视频中的问题，“为什么总是在刚开灯的时候烧坏灯泡？”。

生：（1）因为开灯瞬间电压过大。

（2）因为开灯瞬间电流过大。

师：现在有两种说法，那一种合理？

生：应该是电流过大，因为灯泡是在家庭电路中，电压始终在220V左右，不会太大，不至于烧坏灯泡，只能是电流过大。

师：那为什么会导致电流过大呢？

生：根据欧姆定律分析，应该是电阻变化了。

师：那有是什么原因引起电阻的变化呢？

生：灯丝的材料、长度、横截面积都没有变化，那可能是温度变化引起的，刚开灯的瞬间，灯丝温度接近室温，温度较低，电阻较小，此时电流较大，容易烧断灯丝，而灯泡工作一段时间后，温度升高，灯丝电阻变大，电流变小，灯丝反而不容易断了。

师：回答的不错，那么接下来，我们通过实验验证一下灯丝的电阻是不是随温度升高而变大？

（2）设计实验：

原理：由欧姆定律I＝U／R推出R＝U／I，只要用电压表、电流表测出正在工作的灯丝的电压、电流，即可用R＝U／I算出其阻值。

1、学生根据实验原理设计电路图、实验表格：（因为同学们已经学过伏安法测电阻，所以不再把此步骤作为重点讲解部分。）

2、在实验过程中将得到一些数据，因此我们还要设计实验数据表格：

次数

电压U（V）

电流I（A）

灯泡亮度

电阻R（Ω）

1 2 3

（培养学生设计表格的能力，明确实验的目的和重点研究对象，掌握科学的实验方法）

（3）进行实验：

学生分组实验，记录数据，教师巡视辅导，教师关注细节：

1．学生电路的连接正确与否。

2．三次实验尽量在允许的范围内拉开三组数据的差距，便于分析结论。

3．注意实验器材不因电流过大而损坏。

展示学生在实验过程中出现的各种失误，并进行讲解纠正。

（4）、分析并论证实验

展示学生的几组实验表格，对实验数据进行分析。

伏安法测电阻是先测灯泡的电压和电流接着代入公式R=U/I出算每次的电阻。

结论：灯丝电阻随温度的升高而增大。

（5）设置疑问

我们可以从表格中看出，不仅是电阻变大了，而且整个过程中电压也升高了，而我们之所以得出灯丝电阻随温度的升高而增大的结论也主要是结合原来的知识分析出来的，那么，我们能不能设计一个更直观的实验，能够更清晰的得出这一结论呢？

（6）设计创新实验

①分析引导

师：怎么直接体现温度的影响呢？ 生： 用酒精灯直接加热钨丝。

师：怎么选取钨丝呢？我们又用多大的电源电压。

生：可以选取普通照明灯泡，再根据P=U2/R计算出电阻，尽量选取电阻小（即大功率）的灯泡，敲碎玻璃外壳，只取灯丝备用，电源尽量多用几节电池，否则电流不明显。

师：很好，我们又怎么显示电阻变化呢？

生：可以用转换法，用电流表示数体现电阻的变化。

生：可以用灯泡的亮度体现电阻的变化。

师：同学们都设想的不错，接下来的实验中我们都可以试试，我们还需要什么器材呢？

生：导线、酒精灯、电源（多用几节电池）、开关、电流表（或小灯泡）

② 学生实验探究： 因为敲碎灯泡玻璃外壳时有一定的危险性，所以教师动手，学生观看，又因为此实验钨丝不容易固定，所以每个小组4人要分工合作，一人固定钨丝，一人连接电路，并加热钨丝，一人观察电流表的示数（或小灯泡的亮度），最后一人记录。

学生分组实验，记录数据，教师巡视辅导，关注细节：

1、注意酒精灯使用注意事项，注意安全。

2、注意连接实物电路时钨丝的连接方法。

3、实验完成后，各小组交流，说明用小灯泡和电流表两种器材的优劣，分析自己的得失。

③、分析并论证实验

再次展示学生的几组实验表格，对实验数据进行分析。

结论：灯丝电阻随温度的升高而增大。

三、评估：

师：从两次实验中发现什么结论？

生：灯泡的电阻不是定值，是随温度变化的。当然实验中也有误差，但不是主要原因（小灯泡生产后已是定值，因为灯丝的材料、长度、横截面积定）。

师：我们现在回答一开始提出的问题：为什么总是在刚开灯的时候烧坏灯泡？

生：我们常说“一份光一份热”，灯泡发光是电流的热效应引起的，由于灯丝不断产生和聚集热量，聚集的热量多到一定程度，灯泡就会热得发光，在这个过程中因为灯泡内温度升高了，不可避免的灯丝的电阻就变大了，所以灯泡工作一段时间后，灯丝不容易断，但是在刚开灯的瞬间，灯丝温度接近室温，温度较低，电阻较小，此时电流较大，容易烧断灯丝。

四、交流与合作：

提出：学生在探究实验过程中有什么问题？如果有就说出来我们一起来分析。

分析：------ 1．实验的分析与论证要注意技巧，学会排查现象发生的原因。

2．实验数据的填写要尊重实验的事实，不能妄加改动，随意设置。

教师寄语：尊重实验事实，掌握科学方法，探索无止境。

五、教学反思

1．充分发掘教材素材，合理开发利用

在教材中有学生分组实验——伏安法测量电阻，（利用电压表、电流表测量定值电阻的阻值）。由于小灯泡的阻值是变化的，所以测量小灯泡的电阻与测量定值电阻是有区别的，现在的新版教材并没有这个实验，但是在教材的“动手动脑学物理”中，又有关于小灯泡灯丝电阻的相关实验数据，学生在分析该数据时也经常出错，稍不注意就总结成了电压影响电阻，鉴于学生在认知上的不清晰，所以进行了本节课的创新实验，加深学生对“温度影响灯丝电阻”的认识。如果充分发掘教材素材，合理开发利用可以收到意想不到的效果。

2．发挥学生主动性，创设有效学生活动，加强学生的团队意识。

在进行实验教学时，我们不能再以教师讲授为主，应该充分发挥学生的主观能动性，激发学生自主探究的意识，进行本节课的教学时，应充分考虑学生已有电学实验的基础，并能够完成伏安法测电阻的实验，所以不再作为本节课的重点，关键在于之后的创新实验，由学生自己一步步设计并进行探究活动，充分发挥了学生的自主性，在不断解决新问题中，提升学生探究能力，达到物理教学的目标要求。更因为在探究中不能单独一个人完成，需要学生分工合作，从而加强了学生的团队意识，有利于今后的学习。

六、板书设计

三、探究小灯泡电阻的变化规律

提出问题：为什么总是在刚开灯的时候烧坏灯泡？

猜想：（1）因为开灯瞬间电压过大。×

（2）因为开灯瞬间电流过大。√

灯丝的电阻为什么变化？

设计实验：

1、伏安法测电阻

2、创新实验

结论：灯丝的电阻随温度的升高而增大。