宋穎英

(江蘇省太倉市浮橋中學，江蘇　太倉　215434)

①本文系“江蘇省太倉市吳志明正高級教師工作室”的研究成果之一.

比較法在初中電學實驗復習課中的應用①

宋穎英

(江蘇省太倉市浮橋中學，江蘇太倉215434)

①本文系“江蘇省太倉市吳志明正高級教師工作室”的研究成果之一.

摘要：怎樣提高初中電學實驗復習課的實效？“比較法”是行之有效的教學方法，學生通過比較，分析實驗異同，理解實驗本質(zhì).實驗故障是電學實驗中常見的問題，通過比較故障產(chǎn)生的原因，設計并分類做好故障實驗，可以提高實驗專題復習課的實效，提升學生實驗綜合能力.

關鍵詞：初中物理；比較法；電學實驗；實驗故障

所謂比較法，就是比較幾個事物之間的相同點和不同點的方法，找出它們相聯(lián)系的地方.在實驗復習課用比較法教學可以使知識融會貫通，開拓學生的思維，并培養(yǎng)學生的知識遷移能力.初中電學實驗是中考的重點和難點，主要有歐姆定律、伏安法測電阻、測小燈泡電功率三個重要實驗.很多學生在這一環(huán)節(jié)的學習中，對實驗探究、故障分析等具體問題，感到無從下手.因此，做好這三個實驗，用比較法分析實驗目的、滑動變阻器在實驗中的作用、多次測量目的異同，能使學生更好地理解實驗和規(guī)律.筆者結合課堂教學實踐，從以下幾方面談比較法的具體應用.

1比較實驗異同，理解實驗本質(zhì)

1．1比較實驗電路圖

圖1

初中電學實驗專題所用的電路圖基本相同.歐姆定律、伏安法測電阻的電路圖如圖1所示.伏安法測小燈泡電阻、測小燈泡電功率實驗則將圖1中的定值電阻R換成小燈泡.

1.2比較實驗目的、方法和原理

1.3比較滑動變阻器的作用

滑動變阻器作為電路中的重要組成部分，在這三個實驗中，它的作用有以下相同點：

(1) 實驗前，將滑動變阻器的滑片滑至阻值最大端，起保護電路的作用.

(2) 通過改變滑動變阻器接入電路中電阻的大小，改變電阻(或小燈泡)兩端電壓的分配，進而改變電路中電流的大小.

由于三個實驗的目的不同，滑動變阻器的作用有以下不同點：

(1) 歐姆定律實驗中，滑動變阻器的作用是通過改變電阻兩端電壓值，獲得多個與電壓值相對應的電流值，探究電流跟電壓的關系；控制電阻兩端電壓不變，獲得多個與電阻值相對應的電流值，探究電流跟電阻的關系.

(2) 伏安法測電阻實驗中，滑動變阻器的作用是改變電阻兩端電壓，改變電路中的電流，獲得多個電阻的測量值，用多次測量取平均值的辦法，測出電阻值.

(3) 測小燈泡電功率實驗中，滑動變阻器的作用是改變小燈泡兩端電壓，使之在U實>U額、U實=U額、U實

1.4比較“多次實驗”的達成目的

2比較故障原因，理解故障實質(zhì)

實驗中發(fā)生故障是在所難免的，關鍵在于發(fā)生故障后能否分析原因，排除故障，使實驗順利進行.近年中考電學實驗試題中的故障分析頻頻出現(xiàn)，教師在電學實驗復習教學中，比較不同故障產(chǎn)生的原因，總結一些共性的實驗故障問題和一些特殊的故障問題，可讓中考實驗故障分析體現(xiàn)在平時的學習中.

2.1示數(shù)異常性故障

圖2

以這三個實驗的基本電路圖2為例，接通電路后，經(jīng)常出現(xiàn)的相同故障有：(1) 電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)；(2) 電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)；(3) 電流表無示數(shù)，電壓表無示數(shù).

初中學生理論分析能力較弱，如果沒有實驗基礎，讓學生做故障分析，超越了學生認知規(guī)律，難度較大.因此，針對這三個問題，筆者在實驗電路連接正常的情況下安排了以下三個故障實驗：

(1) 拿去小燈泡，換接導線(如圖3)，即相當于小燈泡短路.

閉合開關會發(fā)現(xiàn)：電流表有示數(shù)，小燈泡不亮，電壓表無示數(shù).引導學生分析：電流表與電源仍構成回路，小燈泡因短路而不亮，電壓表相當于在測一段導線兩端的電壓，由歐姆定律U=IR可知，當導線的電阻約等于0時，導線兩端的電壓也等于0，所以電壓表沒有示數(shù).

(2) 拿去小燈泡(如圖4)，即相當于小燈泡斷路.

閉合開關會發(fā)現(xiàn)：電流表無示數(shù)，小燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，且約等于電源的電壓.引導學生分析：電壓表與電流表在同一回路中，由于電壓表的電阻很大，所以電流表幾乎無示數(shù)；小燈泡開路不亮.電壓表的“+”接線柱與電源的正極是相通的，“-”接線柱與電源的負極是相通的，此時測的是電源的電壓.

(3) 拿掉滑動變阻器(或開關或電流表)，即相當于滑動變阻器(或開關或電流表)開路.

閉合開關會發(fā)現(xiàn)：電流表和電壓表均無示數(shù).引導學生分析：滑動變阻器(或開關或電流表)開路，整個電路就斷開了，電流表和電壓表均無示數(shù).

2.2儀表接錯性故障

初中學生初學電學實驗，有時儀器接錯卻發(fā)現(xiàn)不了，導致出現(xiàn)一些“奇怪”的實驗現(xiàn)象無法解釋.因此，筆者在復習課中有目的地指導學生模擬儀器接錯，讓學生通過錯誤的經(jīng)歷體會故障，學會分析故障.

(1) 電壓表錯接在滑動變阻器的兩端

如圖5所示，閉合開關時會發(fā)現(xiàn)：在向右調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片時，燈泡變亮了，電壓表的示數(shù)卻減小了；在向左調(diào)節(jié)滑片時，燈泡變暗了，電壓表示數(shù)卻增大了.

(2) 電流表和電壓表交換了位置

如圖6所示，閉合開關時會發(fā)現(xiàn)：電流表無示數(shù)，燈泡不亮.電壓表的“+”、“-”接線柱仍能夠分別與電源的正極和負極相連接，相當于在測電源的電壓，所以有讀數(shù)，且約等于電源電壓.

總之，在物理電學實驗復習課中運用比較法教學，對教學重難點的突出，具有非常重要的作用，能使一些不容易直接從理論上理解的問題變得簡單而直觀.通過這樣的比較和思考，可以加深學生對實驗的理解，提升學生處理實驗故障的能力，從而提高物理實驗復習的實效.

參考文獻：

[1] 教育部基礎教育司.走進新課程[M].北京：北京師范大學出版社，2002.

[2] 金蘭平.淺議上好初中物理復習課的策略[J].物理之友，2014，30(2).