【初中物理教学论文】新课标、新教材背景下项目式学习在初中物理单元教学中的实践路径——以“欧姆定律”单元教学为例

本文以“欧姆定律”单元为例，围绕“电路中电流、电压和电阻的定量关系”，利用“设计智能台灯调光电路”这一驱动性项目，将电阻、变阻器、欧姆定律及其应用有机整合，引导学生在解决真实问题的过程中发展自己的核心素养。

一、基于单元整体设计项目目标

（一）单元核心素养目标

物理观念层面：理解电阻的物理本质，掌握欧姆定律所揭示的电流、电压、电阻三者的定量关系，形成完整的电路基本规律认知体系。

科学思维层面：运用控制变量法探究物理规律，在数据处理和图像分析中培养学生的逻辑推理能力，在电路设计过程中培养学生的问题分析能力。

科学探究层面：自主设计实验方案，并利用实验验证欧姆定律，正确使用电学测量仪器，培养学生的实践创新能力。

科学态度与责任层面：在团队协作中培养学生的合作精神，帮助学生树立安全用电的意识，养成实事求是的科学态度。

（二）项目任务分解

为了系统整合单元知识，教师需要将“欧姆定律”单元的四个课时内容融入项目实施的整个过程，并以“设计智能台灯调光电路”为驱动性项目，使教学内容贴近学生的生活实际。

子任务1：探究影响导体电阻的因素——电路元件选择。设计实验探究导体的材料、长度、横截面积对电阻的影响，为选择合适的调光电路元件奠定基础。

子任务2：制作简易变阻器——调光原理探索。利用铅笔芯等材料制作简易的滑动变阻器，理解利用改变电阻进行连续调光的工作原理。

子任务3：探究欧姆定律——定量关系验证。设计实验验证电流与电压、电阻的定量关系，运用数学方法处理数据，归纳欧姆定律的具体内容。

子任务4：综合应用设计——调光方案优化。运用欧姆定律计算电路参数，设计安全实用的智能台灯调光电路。

二、围绕项目主线实施单元教学

（一）项目导入阶段

教师展示一盏可调光的 LED 台灯，演示从最暗到最亮的连续变化过程，让学生观察并思考其中的原理。随后，教师用电流表和小灯泡搭建简单的验证电路，改变电池的节数，让学生直观观察电压变化对灯泡亮度的影响。接着，教师引出此次单元教学项目任务：各小组设计制作一个智能台灯调光电路。

教师：要设计这样一个调光电路，我们需要解决哪些关键问题？请各小组讨论 2 分钟，列出你们认为必须搞清楚的问题。

小组1代表：我们认为要知道如何改变电路中的电流大小。

小组2代表：需要了解什么样的元件可以调节电流，它是怎么工作的。

小组3代表：要搞清楚电流、电压和其他因素之间有什么关系。

教师：大家提出的问题都很好，这正是我们要探究的内容。我们先认识影响电流的一个重要因素——电阻；然后学习能改变电阻的装置——变阻器；接着探究电流、电压、电阻三者的定量关系——欧姆定律；最后用这些知识完成我们的调光电路设计。我们从第一个问题开始：什么是电阻？它如何影响电流？

（二）项目探究教学过程

★ 子任务1：探究影响导体电阻的因素——电路元件选择

1.概念引入与现象观察

课堂开始，教师准备两个对比实验电路：两个相同规格的小灯泡分别串联铜丝和镍铬合金丝，它们的长度、粗细相同，接入相同电压的电源，串联铜丝的灯泡明显较亮，而串联镍铬合金丝的灯泡较暗，直观地展现了不同导体对电流阻碍作用的差异，从而引出电阻的概念。

教师在此基础上提出探究性问题：“导体中电阻的大小与哪些因素有关？”学生根据生活经验提出可能的猜想：可能与材料、长度、粗细等因素有关。教师明确此次探究使用控制变量法进行实验。

2.实验设计与分组探究

教师为各小组准备实验材料：三种材料的电阻丝（铜丝、铁丝、镍铬合金丝），每种材料有不同长度（0.5 m、1 m、1.5 m）和不同横截面积（0.5 mm²、1 mm²、2 mm²）的规格。实验电路采用最基本的串联电路，将待测导体接入电源、电流表和开关组成的电路中。

在实验设计环节，教师引导学生理清整个实验探究的思路。以探究材料对电阻的影响为例，学生需要选择长度相同（1m）、横截面积相同（1mm²），但材料不同的三根导体进行对比实验。

第一组学生探究材料对电阻的影响，依次将铜丝、铁丝、镍铬合金丝接入电路，保持电源电压不变，记录电流表的读数。第二组学生探究长度对电阻的影响，选用同种镍铬合金丝，保持横截面积为 1mm² 不变，分别测试 0.5m、1m、1.5m 长度时的电流。第三组学生探究横截面积对电阻的影响，选用同种镍铬合金丝，保持长度为 0.5m 不变，分别测试横截面积为 0.5mm²、1mm²、2 mm² 时的电流。

3.数据分析与规律总结

实验结束后，各小组代表展示获得的实验数据，并进行解释。在数据分析过程中，教师要引导学生总结“电流大说明电阻小，电流小说明电阻大”这一物理规律。基于这一认识，学生归纳出影响电阻的三个因素：

(1) 材料：不同材料的导电性能不同，铜的电阻小，镍铬合金的电阻大。

(2) 长度：同种材料，长度越长，电阻越大。

(3) 横截面积：同种材料，横截面积越大，电阻越小。

教师继而补充说明温度变化对电阻的影响，帮助学生形成更全面的认识。

4.联系项目设计

探究活动的最后，教师将实验结论与调光电路的项目联系起来。同时，教师展示一个拆解的滑动变阻器，让学生观察其内部结构，其中一根镍铬合金电阻丝缠绕在绝缘管上，滑片在电阻丝上移动，改变接入电路的长度，从而改变电阻的大小。

★ 子任务2：制作简易变阻器——调光原理探索

1.从需求引入变阻器

上述实验得出“导体的电阻与长度有关，长度越长电阻越大”的结论。基于这一结论，教师提出问题：