合作探究 有效生成

周維新

摘要：課堂教學改革的核心是轉變學生學習方式，新課程倡導自主、合作、探究的學習方式。“導體的電阻”教學采用學生合作探究，即以小組為學習單位，在合作中探究，在探究中合作，從而達成課堂的有效學習，促進教師轉變教學方式，使學生學會學習。

關鍵詞：合作探究；有效學習

一、教學分析

1.教材分析

導體的電阻是人教版選修3-1第二章恒定電流第六節。本節介紹了影響導體電阻的因素，并由此提出了探究方案。方案分別從實驗和理論兩方面進行探究，歸納得出電阻定律。接著教材介紹了電阻率，說明了金屬、合金電阻率和溫度的關系。本節內容在高考中不作為單獨考查內容，而是結合實驗測電阻或者描述伏安特性曲線來考查。本節內容展示了物理學中的兩種研究方法：理論研究和實驗研究，學生在感受物理方法的同時可以反思自己的學習方式，改進自己的學習習慣。

2.學情分析

學生在初中物理中初步了解了導體電阻的影響因素，也知道電阻與長度和橫截面積的大致關系，但并不清楚具體的數量關系式。學生能掌握實驗的基本方法—控制變量法，進行實驗設計。學生的主要困難是精確測量導體電阻和導體的橫截面積，教師必須給予學生必要的講解和指導。學生不能獨立地對導體電阻決定因素的半定量關系，可以通過小組討論，互幫互助進行研究得到電阻的關系式，因此比較適合采用合作式探究進行學習。關系式中的比例常數由材料本身決定，其物理名稱為電阻率，但學生對其物理意義是不清楚的。

二、教學流程及思考

1.創設情境，設疑激趣

師：展示兩燈泡的圖片“pz220-25”（如圖1）、“pz220-100”（如圖2），請仔細觀察兩只燈泡的照片，說出它們有哪些不同之處 ？

生：兩燈泡額定功率不同，分別是25w和100w。

師：除此外，發光體—鎢絲有何不同？

生：100w燈泡的鎢絲要粗些。

師：請計算兩燈泡正常工作時的電阻。

生：100w的燈泡電阻為484Ω，25w燈泡的電阻為1936Ω。

師：電阻是衡量導體對電流阻礙作用大小，其常用單位是“歐姆”還有千歐、兆歐。那么導體的電阻與哪些因素有關？

【評析】聯系生活中的燈泡，學生通過觀察來回顧初中學習的電阻部分知識，額定電壓相同時功率大的燈泡電阻小，電阻的大小與該導體的粗細（橫截面積）有關，從而激發學生興趣，引發學生思考。

2.討論合作，設計方案

師：影響導體電阻的因素有哪些？

生：導體的長度、粗細、材料、溫度。

師：這些因素如何影響電阻的大小？

生：長度越大，電阻越大；導體越粗，電阻越小；材料和溫度對電阻的影響不清楚。

師：非常好。能否請同學們驗證剛才得到的結論？限于實驗器材大家探究前三個因素對電阻的影響，可以實驗驗證，也可以理論驗證。請同學們按座位就近原則進行分組。

學生根據教師提供的實驗器材，結合書本方案進行討論、設計。（教師進行巡視指導，對個別后進的學生進行并組）。學生的方案簡稿如下：

方案一：實驗探究1：研究導體電阻與材料的關系。導線材料錳銅、鎳鉻長度相同，截面積相同，電流、電壓、電阻是否相同？

實驗探究2：研究電阻與長度的關系。同一條鎳鉻合金，粗細均勻（橫截面積處相同），測得不同長度時的電流、電壓、電阻數值。

實驗探究3：研究電阻與粗細的關系。在實驗2的基礎上，將鎳鉻合金折疊，使橫截面積增加為原來的兩倍。保持與實驗2中相同的電流，測電壓、電阻。

方案二：理論探究1：導體的電阻R與長度l的關系，n個電阻串聯相當于導體長度增加為原來的n倍（如圖3）。

理論探究2：導體的電阻R與橫截面積S的關系，n個電阻并聯相當于導體的橫截面積增加為原來的n倍（如圖4）。

【評析】方案設計活動幫助學生回顧了初中電學知識：伏安法測電阻、電阻的串、并聯；同時鞏固了實驗探究中常用的方法：控制變量法。方案設計活動通過學習任務驅動，充分發揮了學生的主體作用，同時凝聚了小組集體的力量，大家取長補短，在相互合作中各有所獲，形成小組合作共贏。

3.合作探究，有效學習

各小組根據制定的探究方案進行小組合作探究，為了節省探究時間，小組間可以進行相應的合作，每個小組探究一個因素。例如，組一實驗探究電阻與導體長度的關系，組二實驗探究電阻與橫截面積的關系，組三實驗探究電阻與材料的關系。電阻的理論探究同樣如此。教師安排完學習任務后進行巡視指導，指導電學實驗的操作要求：電路連接中電表量程選擇，電表正、負接線柱的連接，相應的電路故障排除等，指導學生對實驗結果進行分析和總結。

這部分活動控制起來較為困難，教師可以根據小組的情況，讓較有威信的學生進行小組管理，確保學習任務有效完成。讓先完成學習任務的小組成員參與到未完成的小組中去，進行組間的再合作，幫助后進小組及時完成學習任務。

【評析】小組合作探究改變了以往實驗只動手不動腦的僵化課堂，為課堂學習注入了新鮮活力，充分調動學生學習積極性，使每位學生都有了主動的學習和創新的機會。學生始終處于一種主動、積極的心態，由原來的被動聽講變成了主動學習者、研究者、參與者，從而有了“我要學”的強烈愿望。學生的學習自主性增強了，有利于學生反思自己的學習行為，提升思維深度，增強語言表達能力，學會與他人合作，具備合作完成問題的能力。學生在分工合作中快樂學習，追求群體與個體的共同提高與發展。

4.成果展示，評價反思

課堂上各組派代表講解，交流各自的探究及成果，教師及時總結和點評，教師對每個組的完成情況進行分析、補充、評價、綜合，形成電阻定律前期結論：導體電阻與其長度成正比，與導體的橫截面積成反比，合金導體的電阻比純金屬導體電阻大。不同材料的電阻導電能力不同，物理中用電阻率表示。對于電阻率、溫度對導體電阻的影響，教師可以鼓勵學生繼續探究，使探究的思路得以繼續延展，使全班學生對導體的電阻達到共識。

在展示、交流成果的基礎上，組織學生對研究報告和設計的實驗進行評價。評價的內容是研究的過程、成果。評價的方式是自評和他評，評價的主體是每個研究小組成員，評價的目的是反思小組合作探究中存在的不足之處和成功之處，而不是評出小組間的優劣，以便下次能更好地開展合作探究。

【評析】成果展示是學生對自己學習過程的總結，可以鍛煉學生的文字概括、組織能力，提高學生的語言表達能力，增加學生對知識生成的體驗和感悟，從而轉變了學習的方式，促進對知識的理解和鞏固，提高了學習效果，形成動態的有效課堂。

總之，合作探究學習促使學生多感官參與學習，積極動腦、動手、動心，把枯燥的聽講過程變為積極、愉悅的學習活動，形成活潑、生動、有效的綜合性、立體化大課堂。學生通過合作探究促進內化，通過內化推動發展，在競爭中合作，在競爭中發展。學生在合作探究中親歷知識形成的過程，主動思考，加深體驗，經歷訓練，獲得個性發展；在討論中，獲得思維的多向交匯，獲得更多思考、表達、交流、傾聽的機會，促進共同發展；在評價反思中，加強了情境的感受、心理的溝通、情感的體驗，成為學習真正主體。

【參考文獻】

[1]王小平，陶稚.深度研究教材組織有效教學—以人教版3-5“反沖運動火箭”的教學為例[J].物理教師，2014（6）.

[2]陳海濤.中學物理“合作-探究”教學模式[J].物理教學探討，2004（6）.