“電阻的串聯和并聯”的探究教學

陳景松 郭瓊梅

摘? ?要：當前的課堂教學中，還有很多教師采用傳統的教學方式，這本來就沒有什么問題，因為教學有法，但教無定法，合適的才是最好的。本課的教學做了一個比較大膽的嘗試，收到很好的效果。

關鍵詞：電阻;串聯;并聯;探究教學

《電阻的串聯和并聯》一課是滬科版九年級物理第十五章探究電路第四節的內容，在常規的教學中，教師一般都是在課堂上演示電阻的串聯和并聯兩種方式，并通過理論探究導出電阻串聯和并聯的等效電阻。在研究方法上，突顯了等效替代法，雖然很好領會，但在具體實施中還是不容易理解，集中體現在理論推導時，學生普遍感到枯燥、困難，從而興致不高，有個別學生打瞌睡，導致課堂效率低下。在本節課教學中，筆者一改常規教學方式，采用以學生實驗探究為主、教師的理論探究為輔（素質比較好的班級理論探究也可以在教師的引導下自主完成）的教學方式，大大調動學生的積極性，學生自主探究，親歷了探究的全過程，整堂課始終充滿激情，從被動的學習到主動的探究，實現了由低效課堂向高效課堂的蛻變[ 1 ]。

2011年版的義務教育物理課程標準指出，“在教學中，根據教學目標、教學內容及教學對象靈活采用教學方式，提倡教學方式多樣化。注重采用探究式的教學方法，讓學生經歷科學探究過程，學習科學研究方法，培養其創新精神和實踐能力。” 本節課的內容適合采用探究式教學，而且實施后反響很好。下面就談談筆者的教學過程。

在引入新課環節，首先通過 “什么是合力與分力？”、“決定電阻大小的因素有哪些？” 兩個問題進行知識回顧。接著創設一個生活中的情景，讓學生試著解決問題：小明同學修理電器時，需要一個150Ω的電阻，現手邊有阻值為600Ω、200Ω、120Ω、80Ω、70Ω、30Ω電阻各一個，能不能用幾個電阻組合起來代替呢？電阻的串聯和并聯的知識可以幫助我們解決這個問題。在教師的鋪墊下，順利地引入課題，進而實施新課教學。

1? 等效電阻

【體驗】觀察電流表示數，尋找電阻關系。

把幾個阻值不同的電阻接入圖1所示電路的A、B兩點間，觀察電流表的示數變化。

活動1：把10Ω和15Ω的電阻串聯接入電路，觀察電流表的示數。

活動2：把一個25Ω的電阻單獨接入同一電路，觀察電流表的示數。

對比活動1和活動2，兩次電流表的示數____________________________。

此現象說明：一個阻值為25Ω的電阻接在電路的效果與將兩個阻值分別為10Ω和15Ω的電阻串聯后接入電路中的效果相同。

指出：當單一個電阻和兩個串聯后的電阻分別接在相同的電源上時，電路中的電流大小相同，這個電阻的作用效果就與那兩個串聯后的電阻作用效果相同，這個電阻就是那兩個串聯電阻的等效電阻或總電阻。

設計意圖及延伸：引導學生利用合力與分力的知識類推出總電阻和分電阻的關系，強化學生對于“等效”的理解，突破學生學習的難點問題。當然條件好的學校，活動2可以用升級版的，即把定值電阻換成電阻箱，通過改變電阻箱連入電路中的電阻值，使兩次實驗電流表的示數一致，那電阻箱的連入電路中的阻值就跟兩個電阻串聯后的阻值效果完全相同，凸顯“等效”的含義，學生更不會覺得突兀，為什么要接一個25Ω的電阻。

2? 探究1：串聯電路的電阻關系

猜想與假設：通過對“活動1”與“活動2”的分析，可發現串聯電路的總電阻等于兩個分電阻的和。但是只通過一次實驗總結出來的規律是具有偶然性的，還需要多次實驗甚至理論推導加以驗證。

引導學生回顧串聯電路的電流、電壓特點及歐姆定律的內容并畫圖（如圖2），然后學生在教師的引導進行理論探究，推導出串聯電路的等效電阻（總電阻）。

I=I1=I2? ?U=U1+U2? ? U=IR? ? ?IR=I1R1+I2R2? ?R=R1+R2

串聯電路的總電阻，等于各部分導體的電阻之和。

即：R總=R1+R2

討論1：為什么串聯電路的總電阻比其他電阻大？

板畫：

實質：通過板畫，很好地理解了電阻串聯相當于增加了導體的長度。

特點：串聯電路總電阻比任何一個導體的電阻都大。

討論2：若有n個電阻R1、R2、…、Rn串聯，則它們的總電阻R總等于多少？

R總=R1+R2+…+Rn。

如果有n個阻值均為R的電阻串聯，則總電阻為R串=nR。

3? 探究2：并聯電路的電阻關系

活動3：把兩個阻值均為20Ω的電阻并聯接入圖1所示電路的A、B兩點間，觀察電流表的示數。

活動4：把一個10Ω的電阻單獨接入圖1所示電路的A、B兩點間，觀察電流表的示數。

猜想與假設：通過對“活動3”、“活動4”的分析，可發現并聯電路的總電阻比每一個分電阻都小。同理，只通過一次實驗總結出來的規律是具有偶然性的，還需要多次實驗甚至理論推導加以驗證。

引導學生回顧并聯電路的電流、電壓特點并畫出電路圖（如圖3），進而在老師的引導下自行理論探究并聯電路的等效電阻，即理論推導并聯電路的總電阻。

設計意圖及延伸：學生在電阻串聯理論探究的基礎上，再來探究電阻的并聯，雖然難度上是增大了，但也能較為順利地探究。同樣，條件好的學校，活動4可以把定值電阻換成電阻箱，通過改變電阻箱連入電路中的電阻值，使兩次實驗電流表的示數一致，那電阻箱的連入電路中的阻值就跟兩個電阻并聯后的阻值效果完全相同。學生通過理論推導得出串、并聯電路中電阻關系，驗證了實驗探究的結論，也使得實驗結論具有普遍性，從而更加透徹理解串并聯電路的電阻特點，滲透等效的思想和物理的研究方法。

一堂課下來，教師只是一個組織者和引導者，學生在教師的引導下有序的進行實驗和理論探究，整堂課學生是積極高效的，符合新課程標準的基本理念，達成預期的教學目標。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.義務教育課程標準（物理）（2011年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2018.