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        合理創(chuàng)設(shè)情境 提高實驗教學(xué)有效性

        2015-10-27 12:16:40鄔娟
        物理教學(xué)探討 2015年9期
        關(guān)鍵詞:創(chuàng)設(shè)情境有效性實驗教學(xué)

        鄔娟

        摘 ? 要:本文以“多用電表的使用”一課為例,探討在實驗教學(xué)中如何有效創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,激發(fā)學(xué)生興趣,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力,提升學(xué)生的思維品質(zhì),從而提高實驗教學(xué)的有效性。

        關(guān)鍵詞:多用電表;實驗教學(xué);創(chuàng)設(shè)情境;有效性

        中圖分類號:G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A ? ?文章編號:1003-6148(2015)9-0068-4

        1 ? ?教材分析

        本節(jié)內(nèi)容是“滬科版”高中物理基礎(chǔ)型教材第九章第三節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)教學(xué)內(nèi)容包括多用電表的外部結(jié)構(gòu),練習(xí)使用多用電表測量電壓、電流和電阻,歐姆表測電阻的原理三個部分。是在學(xué)生學(xué)習(xí)了“簡單串、并聯(lián)電路的特點”和“閉合電路歐姆定律”后教學(xué)的,是“用電表測量電路”的應(yīng)用之一。

        學(xué)習(xí)和練習(xí)使用多用電表是對電路分析的進一步提升,對培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力和科學(xué)素養(yǎng)有著非常顯著的作用。同時,多用電表的使用和人們的日常生活、生產(chǎn)技術(shù)有著密切聯(lián)系。因此,學(xué)習(xí)和使用多用電表有著重要的現(xiàn)實意義。

        本節(jié)內(nèi)容重在實驗操作,強調(diào)學(xué)生的自主探究能力,注重培養(yǎng)學(xué)生的動手能力,從而提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和團隊協(xié)作精神。

        2 ? ?學(xué)情分析

        在學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容前,學(xué)生已學(xué)過有關(guān)串、并聯(lián)電路的基本知識和閉合電路的歐姆定律,并已經(jīng)掌握了實驗室常用的電流表和電壓表的使用方法。但是,對多用電表的歐姆檔(即歐姆表)測電阻原理的理解,學(xué)生會有些困難。主要原因有兩點:一是基礎(chǔ)型課程中對閉合電路歐姆定律不作要求,但是歐姆表中電流與電阻的對應(yīng)關(guān)系需要考慮電源的內(nèi)阻;二是對電表的滿偏、半偏的概念理解有困難。這些問題也成為本節(jié)教學(xué)設(shè)計的難點之一。

        3 ? ?教學(xué)設(shè)計思路

        本設(shè)計以汽車速度表入手,引出多用表。通過對多用表的外部結(jié)構(gòu)的介紹,初步了解多用表各組件的功能和使用方法。然后,由學(xué)生動手完成用多用表測小燈泡兩端電壓和電路中電流的實驗。通過例題,反映閉合電路中電流與電阻的對應(yīng)關(guān)系,并說明歐姆表就是利用這一關(guān)系制成的。通過對歐姆表進一步分析,揭示歐姆表的特點。最后,是學(xué)生練習(xí)使用歐姆表測電阻。

        本設(shè)計注重知識內(nèi)容的探究過程,并且強調(diào)學(xué)生的參與。教師注重引導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)的實驗方法進行探究與實驗,使學(xué)生掌握物理實驗的技能與方法,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力和動手能力。

        本設(shè)計的重點是:用多用電表測量電壓、電流和電阻。本設(shè)計采用學(xué)生自主實驗,在教師引導(dǎo)下從實驗中發(fā)現(xiàn)問題并及時解決。培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和解決問題的能力。

        本設(shè)計的難點是:歐姆表測電阻的原理。

        突破的方法是:從例題引入,得出閉合電路中電流與電阻一一對應(yīng)的關(guān)系;然后,根據(jù)演示實驗,將這一一對應(yīng)關(guān)系用刻度標(biāo)出來,就形成了歐姆表刻度;最后,學(xué)生通過討論發(fā)現(xiàn)歐姆表表盤刻度的特點,進行歸納。

        4 ? ?教學(xué)目標(biāo)

        (1)知識與技能

        ①知道多用電表表盤的簡單構(gòu)造及各組件的作用。

        ②學(xué)會用多用電表測量電路中的電壓、電流和電阻大小,并正確讀數(shù)。

        ③理解歐姆表測電阻的原理和歐姆表刻度的特點。

        (2)過程與方法

        ①在自主實驗活動中,運用觀察、實驗的方法,初步學(xué)會多用電表的使用方法。

        ②在用多用電表測電壓、電流的實驗中,體會發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的研究過程。

        ③通過對比歐姆表與電流表刻度的特點,體會物理學(xué)中類比的思想方法。

        (3)情感、態(tài)度與價值觀

        ①通過實驗操作,養(yǎng)成認(rèn)真、仔細(xì)、規(guī)范的科學(xué)態(tài)度。

        ②通過合作探究過程,增強與他人合作交流的意識。

        5 ? ?教學(xué)重點與難點

        教學(xué)重點:學(xué)會使用多用電表測電壓、電流和電阻。

        教學(xué)難點:理解歐姆表測電阻的原理。

        6 ? ?教學(xué)資源

        指針式多用電表、小燈泡、開關(guān)、2節(jié)干電池、導(dǎo)線、滑動變阻器、電阻箱、電流表、演示用電表、課件PPT、圖片、視頻等。

        7 ? ?教學(xué)過程

        (一)情景引入

        視頻:跑車加速起步測試,觀察視頻中的儀表盤。

        師:視頻中出現(xiàn)的儀表是什么儀表?

        生:速度表。

        師:從這個速度表中我們可以知道汽車的瞬時速度。我們?nèi)粘I钪幸灿泻芏鄡x表,你能說說你知道有哪些儀表嗎?

        生:水表、電表等。

        師:在現(xiàn)代化工廠、交通工具上,有很多用電表制成的儀表,今天我們將學(xué)習(xí)一種功能更齊全、使用更方便的儀表——多用電表。

        (二)導(dǎo)入新課

        (1)多用電表的構(gòu)造

        師:大家觀察一下多用電表,看看它的功能有哪些?可以測哪些物理量?

        生:電壓、電流、電阻。

        師:多用電表是一種集電壓、電流、電阻測量等多功能于一體的電表。

        師:我們再來看看多用表的外部構(gòu)造。請同學(xué)們把書打開,翻到54頁,一邊觀察自己的多用電表,一邊閱讀教材上對各部分的介紹。

        師:請同學(xué)分別介紹一下多用電表的結(jié)構(gòu)。

        生:多用表外部有指針式刻度盤、旋鈕式選擇開關(guān)、調(diào)零旋鈕、測試桿插孔等。

        師:說得非常好。這就是多用電表的基本構(gòu)成。

        (2)用多用電表測電壓和電流

        師:下面我們就來練習(xí)一下,使用多用電表來測量電壓、電流。我們的任務(wù)是測量一下同學(xué)手中的這個電路:小燈泡工作時,小燈泡兩端的電壓和電路中的電流。用多用表測電壓或者測電流,它的使用方法和我們以前學(xué)過的電壓表或電流表方法相同。等下操作的時候,一個同學(xué)負(fù)責(zé)操作,一個同學(xué)負(fù)責(zé)記錄數(shù)據(jù)。

        【學(xué)生動手操作實驗】

        師:剛才同學(xué)們都做得非常認(rèn)真,但是由于是第一次使用,所以有些組就出現(xiàn)了一些問題。我們一起來看看有哪些問題?如何解決?

        問題1:為什么測完電壓之后測電流時,指針沒有偏轉(zhuǎn),大家?guī)退治鲆幌拢?/p>

        原因:忘記把選擇開關(guān)旋到電流檔位。要注意在測量前,應(yīng)該先將轉(zhuǎn)動開關(guān)選擇在適當(dāng)檔位(選檔位)。

        問題2:我看到有的同學(xué)測量電壓或者電流時,指針偏轉(zhuǎn)很小或者很大,那么他們的問題出在哪里?

        原因:沒有選擇合適的量程。要注意的是選量程,一定不要讓我們測量的電壓或者電流超過我們選擇的量程。比如,剛才我們測量的燈泡兩端的電壓應(yīng)該選擇多大量程呢?

        生:5 V。

        師:因為我們使用兩節(jié)干電池,電壓為3 V。

        問題3:表指針反向偏轉(zhuǎn)了,這說明什么?

        原因:表筆的正負(fù)極接反了。應(yīng)該是這樣相連(圖1、2),紅色表筆接電源正極,黑色表筆接電源負(fù)極。

        師:最后要說的是讀數(shù),我們在測電壓或者電流時,應(yīng)該讀哪一排刻度?

        生:當(dāng)我們測直流電流或電壓的時候就要使用這一圈均勻的刻度線?,F(xiàn)在我有一個問題,如果測電壓的時候量程是5 V,那么這一圈刻度上一大格是多少伏?(點學(xué)生回答)

        生:1 V。

        師:那么每一小格是多少伏?

        生:0.1 V。

        師:如果我選擇的是500 mA的量程,那么每一個大格又是多少毫安?每一小格又是多少毫安?

        生:100 mA,每一小格是10 mA。

        師:請一組同學(xué)說說你測量的讀數(shù)。

        【小組代表交流測量數(shù)據(jù)】

        (3)多用電表(歐姆表)測量電阻

        ①歐姆表測電阻原理

        課前預(yù)習(xí):如圖3所示的電路為歐姆表內(nèi)部電路圖,電源電動勢E=1.5 V,內(nèi)阻r=0.5 Ω,電流表滿偏電流Ig=10 mA,電流表電阻7.5 Ω,A、B為接線柱。

        Ⅰ.用一根導(dǎo)線把A、B直接連起來,此時,應(yīng)把可變電阻R1調(diào)節(jié)到多少才能使電流表恰好達(dá)到滿偏電流?

        Ⅱ.在將R1調(diào)至電表滿偏后,保持R1不變,在A、B間接入一個電阻R2,電流表的示數(shù)為5 mA,R2的阻值是多少?

        Ⅲ.如果把任意電阻R接在A、B之間,電阻R與電流表讀數(shù)I有什么關(guān)系?

        學(xué)生活動:請同學(xué)上臺展示課前預(yù)習(xí)作業(yè),并做適當(dāng)?shù)闹v解。

        教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié):接入電路中的電阻阻值不同,電路中的電流也不相同,由閉合電路歐姆定律可知,待測電阻與電路中的電流存在一一對應(yīng)關(guān)系。歐姆表就是根據(jù)這一關(guān)系制成的。

        師:現(xiàn)在老師這里模擬了這樣一個電路,有電源,滑動變阻器,電流表的表頭我們遮住了(如圖4),以便我們等下可以標(biāo)出相對應(yīng)的電阻值,待測電阻我們用電阻箱代替,這樣我們可以根據(jù)電阻箱的讀數(shù)確定電阻大小。

        師:我們先來做第一步,將兩個表筆連接在電阻箱上,電阻箱阻值為零,電流表滿偏了嗎?

        生:沒有。

        師:如何使電流表滿偏?

        生:當(dāng)電阻箱阻值為零時,調(diào)節(jié)滑動變阻器,使指針指在滿偏位置,(點同學(xué)回答)標(biāo)出0 Ω。

        師:下面我要請兩個同學(xué)上臺來,一個同學(xué)分別把電阻箱調(diào)到5 Ω、10 Ω、20 Ω、100 Ω、200 Ω,另一個同學(xué)將對應(yīng)的電阻值記錄在表格中,并標(biāo)在刻度盤上。

        【兩位學(xué)生上臺演示】

        師:經(jīng)過兩位同學(xué)的演示,可以看到:當(dāng)我們把兩個表筆接在任意一個待測電阻兩端,根據(jù)指針的位置,就可以直接讀出電阻值,十分方便。正是因為閉合電路中電流與電阻的一一對應(yīng)關(guān)系,我們才能制作成歐姆表。

        師:請同學(xué)們再觀察一下,從剛才同學(xué)們標(biāo)出的歐姆表刻度盤上,你們發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律?

        生:刻度不均勻,左邊是∞,右邊是0。

        師:大家看看我們手中多用電表的歐姆表刻度盤,確實刻度是不均勻的,這是由于電阻箱的阻值與電流的大小不是線性關(guān)系的。

        教師引導(dǎo)學(xué)生得出歐姆表刻度的特點:刻度不均勻,左端為∞,右端為0,左密右疏。

        ②歐姆表測電阻

        教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)課本58頁介紹的步驟進行實驗操作:

        Ⅰ.選擇倍率;

        Ⅱ.調(diào)零;

        Ⅲ.測量;

        Ⅳ.復(fù)位。

        提示學(xué)生注意:

        a. 使用歐姆表測電阻時,必須先把電阻從電路中斷開,然后進行測量;

        b. 測量時既要保證表筆與電阻接觸良好,又不能使待測電阻與其他導(dǎo)體接觸。

        (三)總結(jié)歸納

        師:最后我們一起來小結(jié)一下,本節(jié)課我們了解了什么是多用表。

        師生共同歸納:

        (1)多用表是一種測量電壓、電流、電阻等多功能于一體的電表。

        (2)多用表的結(jié)構(gòu):刻度盤、指針定位螺絲、選擇開關(guān)、調(diào)零旋鈕、測試桿插孔。

        (3)多用表測電壓、電流的步驟:選檔位、選量程、連接、讀數(shù)。

        (4)歐姆表測電阻的原理——歐姆表是根據(jù)閉合電路電流與電阻相對應(yīng)的關(guān)系制成的。

        (5)歐姆表刻度的特點:刻度不均勻、左邊為∞、右邊為0、左密右疏。

        參考文獻(xiàn):

        [1]上海市教委.上海市中學(xué)物理課程標(biāo)準(zhǔn)(試行稿)[S].上海:上海教育出版社,2004.

        [2]沈文炳,李育軍,左金輝,王繼原. 基于SOLO分類理論的多用表復(fù)習(xí)[J].物理教學(xué)探討,2014,32(8):16—18.

        [3]江秀梅,劉大明.歐姆表內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)和換擋原理的分析[J].物理教學(xué)探討,2013,31(8):62—63.

        (欄目編輯 ? ?鄧 ? 磊)

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