“电阻的串联和并联”的探究教学

陈景松 郭琼梅

摘   要：当前的课堂教学中，还有很多教师采用传统的教学方式，这本来就没有什么问题，因为教学有法，但教无定法，合适的才是最好的。本课的教学做了一个比较大胆的尝试，收到很好的效果。

关键词：电阻;串联;并联;探究教学

《电阻的串联和并联》一课是沪科版九年级物理第十五章探究电路第四节的内容，在常规的教学中，教师一般都是在课堂上演示电阻的串联和并联两种方式，并通过理论探究导出电阻串联和并联的等效电阻。在研究方法上，突显了等效替代法，虽然很好领会，但在具体实施中还是不容易理解，集中体现在理论推导时，学生普遍感到枯燥、困难，从而兴致不高，有个别学生打瞌睡，导致课堂效率低下。在本节课教学中，笔者一改常规教学方式，采用以学生实验探究为主、教师的理论探究为辅（素质比较好的班级理论探究也可以在教师的引导下自主完成）的教学方式，大大调动学生的积极性，学生自主探究，亲历了探究的全过程，整堂课始终充满激情，从被动的学习到主动的探究，实现了由低效课堂向高效课堂的蜕变[ 1 ]。

2011年版的义务教育物理课程标准指出，“在教学中，根据教学目标、教学内容及教学对象灵活采用教学方式，提倡教学方式多样化。注重采用探究式的教学方法，让学生经历科学探究过程，学习科学研究方法，培养其创新精神和实践能力。” 本节课的内容适合采用探究式教学，而且实施后反响很好。下面就谈谈笔者的教学过程。

在引入新课环节，首先通过 “什么是合力与分力？”、“决定电阻大小的因素有哪些？” 两个问题进行知识回顾。接着创设一个生活中的情景，让学生试着解决问题：小明同学修理电器时，需要一个150Ω的电阻，现手边有阻值为600Ω、200Ω、120Ω、80Ω、70Ω、30Ω电阻各一个，能不能用几个电阻组合起来代替呢？电阻的串联和并联的知识可以帮助我们解决这个问题。在教师的铺垫下，顺利地引入课题，进而实施新课教学。

1  等效电阻

【体验】观察电流表示数，寻找电阻关系。

把几个阻值不同的电阻接入图1所示电路的A、B两点间，观察电流表的示数变化。

活动1：把10Ω和15Ω的电阻串联接入电路，观察电流表的示数。

活动2：把一个25Ω的电阻单独接入同一电路，观察电流表的示数。

对比活动1和活动2，兩次电流表的示数____________________________。

此现象说明：一个阻值为25Ω的电阻接在电路的效果与将两个阻值分别为10Ω和15Ω的电阻串联后接入电路中的效果相同。

指出：当单一个电阻和两个串联后的电阻分别接在相同的电源上时，电路中的电流大小相同，这个电阻的作用效果就与那两个串联后的电阻作用效果相同，这个电阻就是那两个串联电阻的等效电阻或总电阻。

设计意图及延伸：引导学生利用合力与分力的知识类推出总电阻和分电阻的关系，强化学生对于“等效”的理解，突破学生学习的难点问题。当然条件好的学校，活动2可以用升级版的，即把定值电阻换成电阻箱，通过改变电阻箱连入电路中的电阻值，使两次实验电流表的示数一致，那电阻箱的连入电路中的阻值就跟两个电阻串联后的阻值效果完全相同，凸显“等效”的含义，学生更不会觉得突兀，为什么要接一个25Ω的电阻。

2  探究1：串联电路的电阻关系

猜想与假设：通过对“活动1”与“活动2”的分析，可发现串联电路的总电阻等于两个分电阻的和。但是只通过一次实验总结出来的规律是具有偶然性的，还需要多次实验甚至理论推导加以验证。

引导学生回顾串联电路的电流、电压特点及欧姆定律的内容并画图（如图2），然后学生在教师的引导进行理论探究，推导出串联电路的等效电阻（总电阻）。

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

串联电路的总电阻，等于各部分导体的电阻之和。

即：R总=R1+R2

讨论1：为什么串联电路的总电阻比其他电阻大？

板画：

实质：通过板画，很好地理解了电阻串联相当于增加了导体的长度。

特点：串联电路总电阻比任何一个导体的电阻都大。

讨论2：若有n个电阻R1、R2、…、Rn串联，则它们的总电阻R总等于多少？

R总=R1+R2+…+Rn。

如果有n个阻值均为R的电阻串联，则总电阻为R串=nR。

3  探究2：并联电路的电阻关系

活动3：把两个阻值均为20Ω的电阻并联接入图1所示电路的A、B两点间，观察电流表的示数。

活动4：把一个10Ω的电阻单独接入图1所示电路的A、B两点间，观察电流表的示数。

猜想与假设：通过对“活动3”、“活动4”的分析，可发现并联电路的总电阻比每一个分电阻都小。同理，只通过一次实验总结出来的规律是具有偶然性的，还需要多次实验甚至理论推导加以验证。

引导学生回顾并联电路的电流、电压特点并画出电路图（如图3），进而在老师的引导下自行理论探究并联电路的等效电阻，即理论推导并联电路的总电阻。

设计意图及延伸：学生在电阻串联理论探究的基础上，再来探究电阻的并联，虽然难度上是增大了，但也能较为顺利地探究。同样，条件好的学校，活动4可以把定值电阻换成电阻箱，通过改变电阻箱连入电路中的电阻值，使两次实验电流表的示数一致，那电阻箱的连入电路中的阻值就跟两个电阻并联后的阻值效果完全相同。学生通过理论推导得出串、并联电路中电阻关系，验证了实验探究的结论，也使得实验结论具有普遍性，从而更加透彻理解串并联电路的电阻特点，渗透等效的思想和物理的研究方法。

一堂课下来，教师只是一个组织者和引导者，学生在教师的引导下有序的进行实验和理论探究，整堂课学生是积极高效的，符合新课程标准的基本理念，达成预期的教学目标。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.义务教育课程标准（物理）（2011年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2018.