示教板是常用教具。如何設(shè)計示教板，才能符合教學(xué)需要？本文以多用電表原理示教板為例，淺述電路式示教板的設(shè)計。

教材內(nèi)容和要求

普通高中課程標準實驗教科書《物理》 （選修3-1）中有關(guān)于多用電表的內(nèi)容。

教材例題在圖1所示電路中，電源的電動勢E＝1．5 V，內(nèi)阻r＝0．5Ω，電流表滿偏電流Ig=10 mA，電流表電阻為7．5 Ω，A、B為接線柱。

1)用一條導(dǎo)線把A、B直接連起來，此時，應(yīng)把可變電阻R1調(diào)節(jié)為多少，才能使電流表恰好達到滿偏電流?

2)調(diào)至滿偏后保持R1的值不變，在A、B間接入一個150 Ω的定值電阻R2，電流表指針指著多少刻度的位置?

3)如果把任意電阻R接在A、B之間，電流表讀數(shù)I與R的值有什么關(guān)系?

答案：R1＝142 Ω；在A、B間接入R2，電流表的指針指在5 mA位置；如果把任意電阻R接在A、B之間，得關(guān)系式為：

R=1.5/I-150 …………①

①式中：R為測量電阻值，單位為Ω；1.5的單位為V；I為某一電阻值相應(yīng)的電流刻度，單位為A；150單位為Ω。

如果把例題中電流表的“10 mA”刻度線標為“0 Ω”，“5 mA”刻度線標為“150 Ω”，其他電流刻度則按①式的規(guī)律換成電阻的標度，豈不成了可以直接測量電阻的儀表？從A、B接線柱引出兩枝表筆，把表筆接在被測導(dǎo)體的兩端(圖2)，從刻度盤上直接讀出導(dǎo)體電阻的數(shù)值，這不是很方便嗎？于是，引入了電阻表。

然后，要求用單刀多擲開關(guān)把電流表、電阻表和電壓表（圖3）聯(lián)起來，組成一個簡單的多用電表，要求認識測量電流、電阻和電壓時，開關(guān)分別調(diào)到哪個位置。

最后，教材給出了一個多量程多用電表的示意圖（圖4）。

這部分教學(xué)內(nèi)容需要有一個教具——“多用電表原理示教板”。如何設(shè)計？是否把一些元器件固定在示教板上就可以了？要不要使用表頭？開關(guān)的可見度太小，如何解決？是采用書上的電路，還是用某一型號多用電表的實際電路？以下略作探討。

示教板的設(shè)計要求

示教板應(yīng)符合教學(xué)需要。因此，以下諸方面是必須關(guān)注到的。

體現(xiàn)啟發(fā)性高中物理課中涉及的多用電表知識是基礎(chǔ)性和原理性的，并不專業(yè)，因此不需要采用多用電表的實用電路。

教具必須體現(xiàn)啟發(fā)性，而不是用來灌輸知識，因此示教板應(yīng)配合以上3個問題演示，首先能構(gòu)成一個電阻表（如圖2那樣），并且應(yīng)準備一個電阻表的專用刻度板。使用時先計算若干個電阻值的位置，并得出關(guān)系式，然后可以換上按此規(guī)律準備好的刻度板。

體現(xiàn)掌握知識的過程和方法應(yīng)體現(xiàn)掌握知識的過程和方法，而不是只記憶一個結(jié)論。要體現(xiàn)掌握知識的過程和方法，該示教板應(yīng)做成電流表部分、電阻表部分和電壓表部分可以分別出現(xiàn)，并且可以靈活連接的。其中一些電阻還應(yīng)可以改變阻值。如果把圖4原封不動地搬上示教板，所起的作用只能是幫助記憶。

教具也是一種資源，不一定需要與教材完全相同，因此本示教板也可改為其他的電路。但是需要考慮的是，在本例中如果與教材一致，教師上課會比較方便，否則，教材上的例題需要修改。因此宜采用與教材相同的電路。但是筆者認為，圖4中測量電阻的2個量程，宜首先出現(xiàn)一個（使用1．5 V電池）。電流表和電壓表宜首先出現(xiàn)單量程。但是，圖3中的電流、電阻和電壓表合起來，不能立刻得到圖4的多用電表，因為圖4中的表頭兩端已有分流電阻，與圖3中是不一樣的，這在制作示教板時需要重新計算。為了實驗方便，建議在圖3的表頭兩端并聯(lián)分流電阻。為了安全，電流表和電壓表的量程不宜太大。

綜合應(yīng)用知識解決問題在圖4電路的基礎(chǔ)上，該示教板應(yīng)具有適當擴充的功能，例如：擴充電流量程、電壓量程；在測量電阻時，把1.5 V電池的電壓提高，改變電阻量程，等等。

注意基礎(chǔ)性不應(yīng)涉及改變測量電阻時的接入點來改變量程或其他電路（例如測量交流電壓、電流或其他新的電路）等內(nèi)容，電路應(yīng)是高中學(xué)生能夠理解的。

直觀性和可見度

單刀多擲開關(guān)由于實際的開關(guān)可見度都不夠，因此筆者認為在此不必采用單刀多擲開關(guān)，而是用接線柱代替各接點，用帶插頭的導(dǎo)線代替開關(guān)的“刀”，就可以增大可見度，增強靈活性。

要不要使用表頭一般的磁電系電表可見度都不大，并不適合于演示。解決的方案可以有以下幾種：

1）采用投影表，但是整個示教板也必須適合于投影。

2）采用攝像后顯示，可用視頻展示臺。如果這樣的話，整個示教板體積只需很小。

3）采用演示電表。高中已經(jīng)配備演示電表，應(yīng)該充分利用。

可用J0403演示電阻表，表頭數(shù)據(jù): 100 μA（表針零位可調(diào)到標度盤中間，成為50 μA～0～50 μA的靈敏電流計），表頭內(nèi)阻3 800 Ω（線圈本身電阻約4 450 Ω，100 μA量程時已并聯(lián)26.1 kΩ的電阻，以及2個硅二極管（保護用），當加在表頭上的電壓超過0.6 V時，二極管導(dǎo)通），表頭壓降0.38 V。100 μA電流量程時的表內(nèi)電路如圖5所示。

圖中R0阻值為26.1 kΩ。因此可以在量程為100 μA 時，把J0403演示電阻表接到示教板上。示教板可以加表頭，這樣使用比較方便，但是應(yīng)做成參數(shù)與J0403演示電表100 μA時的參數(shù)相同，并且有接線柱，可以更換為演示電表。

當然，使用演示電表時需要增加一個特制的刻度板。

（作者單位: 浙江省教育裝備和勤工儉學(xué)管理中心）