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        可視化在初中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)二輪復(fù)習(xí)中的嘗試

        2016-02-23 02:54:54馮春超
        物理教學(xué)探討 2016年1期
        關(guān)鍵詞:可視化

        馮春超

        摘 要:本文突破傳統(tǒng)電學(xué)實(shí)驗(yàn)二輪復(fù)習(xí)中,教師“就題論題”的單一講解模式,通過(guò)將“平面實(shí)驗(yàn)立體化,電表讀數(shù)放大化,實(shí)驗(yàn)操作具體化”的方式,將題目中出現(xiàn)的現(xiàn)象和解決措施清晰地呈現(xiàn)給學(xué)生,讓學(xué)生對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)有了更加深入的認(rèn)識(shí)和理解。

        關(guān)鍵詞:立體化;具體化;可視化

        中圖分類(lèi)號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003-6148(2016)1-0034-2

        筆者于2014年5月上了一次初中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)二輪復(fù)習(xí)公開(kāi)課,也正是這樣的一次機(jī)會(huì),使得我們能夠靜下心來(lái)進(jìn)一步思考,如何通過(guò)復(fù)習(xí)架構(gòu)起學(xué)生對(duì)于電學(xué)實(shí)驗(yàn)的整體認(rèn)識(shí),加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程、數(shù)據(jù)處理及故障分析的理解。

        初中物理中有3個(gè)主要的電學(xué)實(shí)驗(yàn),即探究電流與電壓、電阻的關(guān)系,伏安法測(cè)電阻和測(cè)定小燈泡的電功率。3個(gè)實(shí)驗(yàn)既有聯(lián)系又有區(qū)別,每個(gè)實(shí)驗(yàn)都有學(xué)生不易理解的具體的操作或故障分析。

        針對(duì)這種情況,設(shè)計(jì)時(shí)筆者采用了不同以往的電學(xué)實(shí)驗(yàn)二輪復(fù)習(xí)模式,不再讓學(xué)生“就題論題”,就現(xiàn)象分析原因。我們認(rèn)為,沒(méi)有直觀的觀察,學(xué)生的感受是不深刻的。所以,將實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行了改進(jìn),并搬到了復(fù)習(xí)課的課堂上,試圖借助實(shí)驗(yàn)器材讓學(xué)生有更直接的體驗(yàn),明晰下一步實(shí)驗(yàn)操作,加深對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解。

        從效果來(lái)看,這種可視化的嘗試是非常有效的。接下來(lái),將從以下幾方面與大家分享:

        【課前準(zhǔn)備】 實(shí)驗(yàn)器材的改進(jìn)

        圖1左側(cè)是傳統(tǒng)的學(xué)生實(shí)驗(yàn)器材,右側(cè)是改進(jìn)后的演示器材。后者將平面實(shí)驗(yàn)立體化,將微小實(shí)驗(yàn)放大化,實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)器材的可視化,使學(xué)生能夠清晰地看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)操作。

        【課堂實(shí)施】

        第一、 實(shí)驗(yàn)操作類(lèi)

        題目1 在探究“電流與電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,小花設(shè)計(jì)了圖2所示的電路圖。

        (1)按電路圖連接好電路,開(kāi)關(guān)閉合后,她發(fā)現(xiàn)電壓表如圖3所示,原因是: ;

        (2)排除故障后,小花先在電路的a、b間接入5 Ω的電阻,移動(dòng)變阻器的滑片,讀出電壓表與電流表的示數(shù);記錄數(shù)據(jù)后斷開(kāi)開(kāi)關(guān),改用10 Ω的電阻替換5 Ω的電阻,閉合開(kāi)關(guān),她觀察電壓表,發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù) (填“變大”“變小”或“不變”),她應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片向 (填“左”或“右”)移,使電壓表示數(shù)為_(kāi)________,讀取電流值。

        分析 本實(shí)驗(yàn)中,在探究電流與電阻的關(guān)系時(shí),要保持電阻兩端的電壓不變,這點(diǎn)往往是學(xué)生容易忽視的。即使注意到這一點(diǎn),也往往不大清楚接入不同電阻時(shí),會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象,為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象,接下來(lái)該如何操作?這一問(wèn)題通過(guò)圖4中的實(shí)驗(yàn)器材可以很直觀地觀察到,并且可以通過(guò)演示,讓學(xué)生明確接下來(lái)該如何操作。然后,老師在這時(shí)結(jié)合串聯(lián)分壓的特點(diǎn),可以讓學(xué)生知道為什么會(huì)出現(xiàn)這一現(xiàn)象,一箭三雕。

        第二、 故障分析類(lèi)

        題目2 在“測(cè)量小燈泡的電功率”實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)小燈泡的亮度隨它兩端電壓的增大而變亮。突然,小燈泡熄滅,電流表無(wú)示數(shù),電壓表有示數(shù),且接近電源電壓,則故障原因可能是燈泡

        ______(填“短路”或“斷路”)。

        分析 學(xué)生對(duì)于電路是短路還是斷路的判斷,往往是學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。此處,可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想,利用該演示板進(jìn)行演示。如果是短路,老師可用一根導(dǎo)線(xiàn)直接接在燈泡的兩端,讓學(xué)生觀察現(xiàn)象,學(xué)生會(huì)觀察到,電流表有示數(shù),電壓表無(wú)示數(shù),不符合題意;如果是斷路,老師可以將燈泡取掉,學(xué)生會(huì)觀察到如題描述的現(xiàn)象,則證明斷路是正確的。然后,老師再引導(dǎo)學(xué)生對(duì)這兩種現(xiàn)象從理論上進(jìn)行分析和歸類(lèi),可以加深學(xué)生對(duì)這兩種故障的認(rèn)識(shí)。

        題目3 某同學(xué)在做“測(cè)定小燈泡功率”的實(shí)驗(yàn)中,連接電路后,閉合開(kāi)關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片P的過(guò)程中發(fā)現(xiàn),燈泡變亮?xí)r,電壓表示數(shù)反而減小,燈泡變暗時(shí),電壓表示數(shù)反而增大。經(jīng)檢查所用器材均完好。

        (1) 你認(rèn)為圖5中與上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相符的電路圖是________________。

        分析 可以讓學(xué)生利用圖4中相關(guān)器材連接如圖5(b)所示的情況,學(xué)生便可清晰直觀地觀察到燈泡變暗。但是電壓表示數(shù)變大,再連圖5(a)所示的情況,讓學(xué)生進(jìn)行觀察對(duì)比。在此實(shí)踐操作過(guò)程中,既鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力,又加深了學(xué)生對(duì)相關(guān)內(nèi)容的理解。

        因初三的老師與學(xué)生面臨中考的升學(xué)壓力,而學(xué)生的素質(zhì)又是參差不齊的,筆者任教的是一個(gè)基礎(chǔ)層的班級(jí)。從電學(xué)實(shí)驗(yàn)二輪復(fù)習(xí)效果來(lái)看,將實(shí)驗(yàn)器材立體化、放大化,將現(xiàn)象、操作具體化,對(duì)于基礎(chǔ)層的學(xué)生加深對(duì)電學(xué)實(shí)驗(yàn)的理解是非常有幫助的。

        通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí),學(xué)生對(duì)于3個(gè)經(jīng)典的電學(xué)實(shí)驗(yàn)有了清楚的認(rèn)識(shí),對(duì)于電學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作和故障分析有了獨(dú)立的思考和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。對(duì)于“探究電流與電阻關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,“如何保持電壓不變”這一難點(diǎn),通過(guò)這種在題目講解過(guò)程中,借用實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)操作放大化,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象、操作可視化的方式,得到了很好的突破。對(duì)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的情況,如電壓表沒(méi)有與待測(cè)電阻并聯(lián)而導(dǎo)致出現(xiàn)燈泡變亮而電壓表示數(shù)變小,借助該實(shí)驗(yàn)器材也實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)象與操作的可視化,大大減輕學(xué)生的理解負(fù)擔(dān),使得學(xué)生將理論與現(xiàn)象很好地結(jié)合起來(lái),加深了對(duì)實(shí)驗(yàn)及其操作的理解。

        可視化在電學(xué)實(shí)驗(yàn)二輪復(fù)習(xí)中的嘗試效果是非常顯著。當(dāng)然,如果在講臺(tái)上操作結(jié)束,讓學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn),加深對(duì)現(xiàn)象和操作的理解,學(xué)生的學(xué)習(xí)效果會(huì)更好。

        參考文獻(xiàn):

        [1]中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:北京師范大學(xué)出版社,2011.

        (欄目編輯 李富強(qiáng))

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