變阻器教學(xué)案例與導(dǎo)學(xué)案詳細(xì)設(shè)計(jì)引言變阻器作為電學(xué)中的基本元件，其原理與應(yīng)用貫穿于整個(gè)中學(xué)物理乃至后續(xù)的理工科學(xué)習(xí)。傳統(tǒng)教學(xué)中，對(duì)變阻器的講解常停留在“記住結(jié)構(gòu)、會(huì)接電路、能讀數(shù)”的層面，學(xué)生往往知其然不知其所以然。本教學(xué)案例與導(dǎo)學(xué)案設(shè)計(jì)，旨在突破這一局限，以學(xué)生為主體，通過情境創(chuàng)設(shè)、問題驅(qū)動(dòng)、實(shí)驗(yàn)探究等方式，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)變阻器的工作原理，培養(yǎng)其科學(xué)探究能力、創(chuàng)新思維和解決實(shí)際問題的能力，落實(shí)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)。一、教學(xué)案例設(shè)計(jì)（一）教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)與技能：*通過觀察和操作，能說出滑動(dòng)變阻器的構(gòu)造和主要部件的作用。*理解滑動(dòng)變阻器改變電阻的原理，并能準(zhǔn)確表述。*掌握滑動(dòng)變阻器的正確連接方法，并能根據(jù)要求選擇合適的接線柱。*會(huì)用滑動(dòng)變阻器改變電路中電流和部分電路兩端的電壓，并能說出滑片移動(dòng)時(shí)電路中相關(guān)物理量的變化。2.過程與方法：*經(jīng)歷“問題情境—提出猜想—設(shè)計(jì)方案—進(jìn)行實(shí)驗(yàn)—分析歸納—得出結(jié)論”的科學(xué)探究過程，體驗(yàn)科學(xué)探究的基本方法。*在探究滑動(dòng)變阻器連接方式的過程中，培養(yǎng)動(dòng)手操作能力、觀察能力和分析概括能力。*通過小組合作，提升交流協(xié)作能力和團(tuán)隊(duì)意識(shí)。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀：*通過變阻器在生活中的應(yīng)用實(shí)例，感受物理學(xué)與生活的密切聯(lián)系，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣。*在探究過程中體驗(yàn)成功的喜悅，培養(yǎng)克服困難、勇于探索的科學(xué)精神。*培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。（二）教學(xué)重難點(diǎn)*重點(diǎn)：滑動(dòng)變阻器的構(gòu)造、原理和正確使用方法。*難點(diǎn)：滑動(dòng)變阻器接入電路時(shí)，有效電阻部分的判斷；以及如何根據(jù)實(shí)際需要選擇接線柱并判斷滑片移動(dòng)時(shí)電阻的變化情況。理解“一上一下”接線原則的深層含義。（三）教學(xué)準(zhǔn)備*教師：多媒體課件（包含變阻器應(yīng)用實(shí)例、電路圖等）、滑動(dòng)變阻器（不同規(guī)格若干）、電源、開關(guān)、小燈泡、導(dǎo)線若干、電流表、電壓表、實(shí)物投影設(shè)備。*學(xué)生：每小組一套實(shí)驗(yàn)器材（滑動(dòng)變阻器、電源、開關(guān)、小燈泡、導(dǎo)線若干）、導(dǎo)學(xué)案。（四）教學(xué)過程1.創(chuàng)設(shè)情境，引入新課（約5分鐘）*教師活動(dòng)：（1）演示：展示一個(gè)調(diào)光臺(tái)燈（或播放相關(guān)視頻），調(diào)節(jié)旋鈕，燈光亮度發(fā)生變化。提問：“同學(xué)們，剛才大家看到了什么現(xiàn)象？臺(tái)燈的亮度為什么可以改變呢？”（2）引導(dǎo)學(xué)生思考：“燈光亮度改變，實(shí)際上是通過改變電路中的什么物理量來實(shí)現(xiàn)的呢？”（電流）“那么，如何才能改變電路中的電流大小呢？”（改變電壓或改變電阻）（3）提出問題：“如果電源電壓不變，我們可以通過改變電路中的電阻來改變電流。那么，用什么裝置可以方便地改變電路中的電阻大小呢？”從而引出本節(jié)課的研究對(duì)象——變阻器。*學(xué)生活動(dòng)：觀察演示，積極思考，參與討論，初步感知變阻器的作用。*設(shè)計(jì)意圖：通過生活中的常見現(xiàn)象創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望，自然引入新課。同時(shí)，回顧已學(xué)知識(shí)（電流、電壓、電阻的關(guān)系），為新知識(shí)的學(xué)習(xí)做好鋪墊。2.新課探究：滑動(dòng)變阻器的構(gòu)造與原理（約15分鐘）*教師活動(dòng)：（1）觀察與猜想：*展示滑動(dòng)變阻器實(shí)物，引導(dǎo)學(xué)生觀察：“請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀察老師手中的這個(gè)裝置，它由哪些部分組成？有什么特點(diǎn)？”（引導(dǎo)學(xué)生說出瓷筒、線圈、金屬桿、滑片、接線柱等）*提問：“大家覺得它是如何改變電阻的呢？”鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜想（如：通過改變導(dǎo)線的長度、橫截面積、材料等）。（2）揭秘與原理：*結(jié)合滑動(dòng)變阻器的結(jié)構(gòu)示意圖（課件展示），介紹其主要構(gòu)造：絕緣瓷筒、表面涂有絕緣漆的電阻絲（通常是鎳鉻合金絲）、金屬桿（滑片可以在上面滑動(dòng)）、滑片、四個(gè)接線柱。*引導(dǎo)學(xué)生思考：電阻絲的繞法有什么特點(diǎn)？（緊密地繞在瓷筒上）為什么電阻絲表面要涂絕緣漆？（使相鄰線圈不導(dǎo)通）滑片與電阻絲是如何接觸的？（滑片下方的絕緣漆被刮掉，使滑片與電阻絲導(dǎo)通）*演示并講解：當(dāng)滑片在金屬桿上移動(dòng)時(shí)，滑片與電阻絲接觸的位置發(fā)生變化。如果我們將電阻絲的兩端分別接入電路，那么接入電路的電阻絲長度就會(huì)隨著滑片的移動(dòng)而改變。*總結(jié)滑動(dòng)變阻器的原理：通過改變接入電路中電阻絲的長度來改變電阻，從而改變電路中的電流。（3）符號(hào)與銘牌：*介紹滑動(dòng)變阻器在電路圖中的符號(hào)。*展示滑動(dòng)變阻器的銘牌（如“20Ω2A”），解釋其含義：“20Ω”表示最大阻值，“2A”表示允許通過的最大電流。強(qiáng)調(diào)使用時(shí)不能超過其最大電流。*學(xué)生活動(dòng)：*觀察滑動(dòng)變阻器實(shí)物和結(jié)構(gòu)示意圖，認(rèn)識(shí)各組成部分。*思考教師提出的問題，參與討論，理解滑動(dòng)變阻器改變電阻的原理。*記錄滑動(dòng)變阻器的電路符號(hào)和銘牌含義。*設(shè)計(jì)意圖：通過觀察實(shí)物、示意圖和教師的講解，使學(xué)生對(duì)滑動(dòng)變阻器的構(gòu)造有直觀認(rèn)識(shí)。引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷“觀察—猜想—分析—結(jié)論”的過程，理解其工作原理。培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和邏輯思維能力。3.實(shí)驗(yàn)探究：滑動(dòng)變阻器的正確使用（約20分鐘）*教師活動(dòng)：（1）提出問題：“我們已經(jīng)知道了滑動(dòng)變阻器的原理，那么如何將它正確接入電路中，才能起到改變電阻的作用呢？”（2）設(shè)計(jì)與討論：*引導(dǎo)學(xué)生思考：滑動(dòng)變阻器有四個(gè)接線柱，我們應(yīng)該選擇哪兩個(gè)接入電路呢？*提供幾種不同的接線方式（如：接上面兩個(gè)、接下面兩個(gè)、接一上一下），讓學(xué)生分組討論：“如果采用這幾種不同的接線方式，將其接入電路（與電源、開關(guān)、小燈泡組成串聯(lián)電路），閉合開關(guān)后，移動(dòng)滑片，小燈泡的亮度會(huì)有什么變化？為什么？”（3）動(dòng)手實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證：*指導(dǎo)學(xué)生按照導(dǎo)學(xué)案上的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作：1.分別將滑動(dòng)變阻器按“同上”（金屬桿兩端）、“同下”（電阻絲兩端）、“一上一下”（金屬桿一端和電阻絲一端）三種方式接入電路。2.閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，觀察小燈泡的亮度變化，并記錄現(xiàn)象。*強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：連接電路時(shí)開關(guān)要斷開；滑動(dòng)變阻器在閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)移到什么位置？（引導(dǎo)學(xué)生思考：為了保護(hù)電路，應(yīng)將滑片移到使接入電路電阻最大的位置）（4）分析與歸納：*組織學(xué)生匯報(bào)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析不同接線方式的效果：*“同上”：接入電路的電阻幾乎為零（相當(dāng)于一段導(dǎo)線），無論滑片如何移動(dòng)，電阻不變，燈泡亮度不變。*“同下”：接入電路的電阻是電阻絲的總電阻，無論滑片如何移動(dòng)，電阻不變，燈泡亮度不變。*“一上一下”：移動(dòng)滑片，接入電路的電阻絲長度發(fā)生變化，電阻改變，燈泡亮度隨之改變。*總結(jié)滑動(dòng)變阻器的正確接線方法：“一上一下”原則（即必須選擇一個(gè)上面的接線柱和一個(gè)下面的接線柱接入電路）。*進(jìn)一步探究：當(dāng)采用“一上一下”接線時(shí)，如何判斷滑片移動(dòng)時(shí)接入電路電阻的變化？引導(dǎo)學(xué)生分析：接入電路的電阻絲是哪一部分？（滑片與下面所接接線柱之間的那段電阻絲）。當(dāng)滑片向不同方向移動(dòng)時(shí)，這段電阻絲的長度如何變化？（變長則電阻變大，變短則電阻變?。Ｅe例說明：若接左下和右上接線柱，滑片向右移，接入電路的電阻絲長度如何變化？電阻如何變化？*學(xué)生活動(dòng)：*分組討論不同接線方式的可能效果。*按照實(shí)驗(yàn)步驟，分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，觀察現(xiàn)象，記錄結(jié)果。*積極參與匯報(bào)和討論，分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，歸納總結(jié)滑動(dòng)變阻器的正確接線方法和判斷電阻變化的規(guī)律。*設(shè)計(jì)意圖：通過“提出問題—設(shè)計(jì)方案—?jiǎng)邮謱?shí)驗(yàn)—分析歸納”的探究過程，讓學(xué)生親身體驗(yàn)滑動(dòng)變阻器的使用方法。這是本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)，通過學(xué)生自主探究和合作學(xué)習(xí)，突破難點(diǎn)，加深理解。培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、分析概括能力和合作探究精神。4.知識(shí)應(yīng)用：滑動(dòng)變阻器的電路連接與作用分析（約10分鐘）*教師活動(dòng)：（1）例題分析：*展示一個(gè)包含滑動(dòng)變阻器的簡(jiǎn)單串聯(lián)電路圖（如滑動(dòng)變阻器與小燈泡串聯(lián)），標(biāo)出滑動(dòng)變阻器的接線柱和滑片移動(dòng)方向。*提問：“請(qǐng)同學(xué)們判斷，當(dāng)滑片向某一方向移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻如何變化？電路中的電流如何變化？小燈泡的亮度如何變化？”*引導(dǎo)學(xué)生按照“先確定接入電路的電阻絲部分—再判斷滑片移動(dòng)時(shí)該部分長度變化—最后確定電阻變化及電流變化”的思路進(jìn)行分析。（2）練習(xí)鞏固：*提供幾道不同情境的練習(xí)題（可在導(dǎo)學(xué)案中體現(xiàn)），讓學(xué)生獨(dú)立分析或小組討論完成。*強(qiáng)調(diào)滑動(dòng)變阻器在電路中的作用：改變電路中的電流和部分電路兩端的電壓；保護(hù)電路。*學(xué)生活動(dòng)：思考例題，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析判斷，完成練習(xí)，鞏固所學(xué)內(nèi)容。*設(shè)計(jì)意圖：通過例題和練習(xí)，及時(shí)鞏固所學(xué)知識(shí)，加深對(duì)滑動(dòng)變阻器原理和使用方法的理解，提高學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。5.課堂小結(jié)與拓展（約5分鐘）*教師活動(dòng)：（1）引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容：“通過今天的學(xué)習(xí)，你學(xué)到了關(guān)于滑動(dòng)變阻器的哪些知識(shí)？有什么收獲？”（構(gòu)造、原理、作用、使用方法、注意事項(xiàng)等）（2）知識(shí)拓展：簡(jiǎn)要介紹變阻器的其他種類，如電位器、電阻箱等，展示實(shí)物或圖片，讓學(xué)生了解變阻器的廣泛應(yīng)用。（3）布置課后任務(wù)：“變阻器在我們生活中還有哪些應(yīng)用？請(qǐng)同學(xué)們課后搜集相關(guān)資料，下節(jié)課我們一起分享?！?學(xué)生活動(dòng)：回顧總結(jié)，積極發(fā)言，了解變阻器的其他類型和應(yīng)用。*設(shè)計(jì)意圖：通過小結(jié)，幫助學(xué)生梳理知識(shí)脈絡(luò)，形成知識(shí)體系。拓展內(nèi)容可以開闊學(xué)生視野，激發(fā)持續(xù)探究的興趣。課后任務(wù)將學(xué)習(xí)延伸到課外。（五）板書設(shè)計(jì)滑動(dòng)變阻器1.作用：改變電路中的電阻，從而改變電流（和部分電路電壓）；保護(hù)電路。2.構(gòu)造：（結(jié)合實(shí)物或簡(jiǎn)圖）*電阻絲（鎳鉻合金絲，繞在絕緣瓷筒上）*金屬桿（滑片可移動(dòng)）*滑片*接線柱（四個(gè)：上兩個(gè)，下兩個(gè)）3.原理：通過改變接入電路中電阻絲的長度來改變電阻。4.符號(hào)：（畫出滑動(dòng)變阻器的電路符號(hào)）5.銘牌：如“20Ω2A”→最大阻值20Ω；允許通過最大電流2A。6.使用方法：*接線原則：“一上一下”（選擇一個(gè)上接線柱和一個(gè)下接線柱）。*變阻判斷：接入電路的電阻絲是“滑片”與“下接線柱”之間的部分。*滑片靠近下接線柱→電阻變小。*滑片遠(yuǎn)離下接線柱→電阻變大。*保護(hù)電路：閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)移到阻值最大處（遠(yuǎn)離下接線柱的一端）。（六）教學(xué)反思與評(píng)價(jià)*形成性評(píng)價(jià)：通過課堂觀察學(xué)生的參與度、實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性、回答問題的準(zhǔn)確性、小組討論的積極性等，及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，并給予針對(duì)性的指導(dǎo)和反饋。*總結(jié)性評(píng)價(jià)：通過課堂練習(xí)、課后作業(yè)以及后續(xù)的單元測(cè)試，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度。*教學(xué)反思：*本節(jié)課是否充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性？探究活動(dòng)的設(shè)計(jì)是否合理有效？*教學(xué)重難點(diǎn)的突破方法是否得當(dāng)？學(xué)生的理解程度如何？*時(shí)間分配是否合理？*實(shí)驗(yàn)器材的準(zhǔn)備和使用是否順利？*在引導(dǎo)學(xué)生思考和分析問題方面，還可以有哪些改進(jìn)？*對(duì)于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤操作，是否有預(yù)案？二、導(dǎo)學(xué)案詳細(xì)設(shè)計(jì)《滑動(dòng)變阻器》導(dǎo)學(xué)案班級(jí)：________姓名：________學(xué)號(hào)：________日期：________【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道滑動(dòng)變阻器的構(gòu)造和作用。2.理解滑動(dòng)變阻器改變電阻的原理。3.掌握滑動(dòng)變阻器的正確使用方法，并能判斷滑片移動(dòng)時(shí)電阻的變化。4.體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，培養(yǎng)動(dòng)手操作能力和合作精神?！局攸c(diǎn)難點(diǎn)】*重點(diǎn)：滑動(dòng)變阻器的構(gòu)造、原理和正確使用。*難點(diǎn)：滑動(dòng)變阻器“一上一下”接線原則的理解及滑片移動(dòng)時(shí)電阻變化的判斷。【預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)】1.回顧：影響導(dǎo)體電阻大小的因素有哪些？_____________________________。2.猜想：如果要改變一段導(dǎo)體的電阻，最方便的方法可能是改變其________。3.觀察你身邊可能有的可調(diào)電阻的物品（如收音機(jī)的音量旋鈕），它可能是如何調(diào)節(jié)電阻的？_________________________________________________。4.閱讀課本相關(guān)內(nèi)容，初步了解滑動(dòng)變阻器的構(gòu)造?！菊n堂探究】探究一：認(rèn)識(shí)滑動(dòng)變阻器的構(gòu)造1.觀察滑動(dòng)變阻器實(shí)物，它主要由________、________、________、________和________組成。2.電阻絲是用________（選填“導(dǎo)電性能好”或“導(dǎo)電性能差”）的材料制成的，它被緊密地繞在________上。3.滑片可以在________上自由滑動(dòng)，并與________緊密接觸。探究二：探究滑動(dòng)變阻器的原理1.思考：滑動(dòng)變阻器是通過改變接入電路中________的________來改變電阻的。2.為什么電阻絲要繞在絕緣瓷筒上？________________________________。3.為什么滑片與電阻絲接觸的地方絕緣漆要刮掉？____________________。探究三：滑動(dòng)變阻器的正確接線與使用實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄炕瑒?dòng)變阻器不同接線方式對(duì)電路中電流的影響。實(shí)驗(yàn)器材：電源、開關(guān)、小燈泡、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)步驟：1.畫出你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖（滑動(dòng)變阻器與小燈泡串聯(lián)）：_________________________________________________2.按照以下三種方式分別連接滑動(dòng)變阻器，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：接線方式（選擇的接線柱）閉合開關(guān)前滑片位置移動(dòng)滑片時(shí)，小燈泡亮度變化接入電路的電阻是否變化:-----------------------:-----------------:-----------------------:---------------------方式一：接上面