沈 超

(江蘇省常州市第二十四中學天寧分校，江蘇 常州 213000)

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·實驗研究·

基于磁吸式教具運用的教學設計
——對電功演示實驗的改進

沈 超

(江蘇省常州市第二十四中學天寧分校，江蘇 常州 213000)

本文運用磁吸式教具，對“影響電功因素”的教學進行了設計，并分析了該教學設計的特點，可幫助學生更好地認識物理規(guī)律，提高課堂學習效率.

電功；磁吸式教具；演示實驗

由于常規(guī)實驗器材尺寸的約束，電學演示實驗可視化效果較差，教學效果不理想.本文以“電能表與電功”的教學設計為例，運用磁吸式教具增強演示實驗的可視性，幫助學生更好的認識物理規(guī)律，提高課堂學習效率.

1 影響“電功因素”的教學設計

蘇科版“電能表與電功”中探究影響電功大小的因素是一個驗證性實驗，教材直接給出影響電功大小的因素：用電器兩端的電壓、通過的電流和通電的時間.在實際教學過程中有學生提出另外一個影響因素：用電器的電阻.這個時候教師就很難在課堂上把這個問題解釋清楚，往往一帶而過，不了了之.利用磁吸式教具，通過演示實驗可解決此問題.

師：請同學們觀察黑板上的甲、乙兩盞燈(如圖1)，哪盞燈較亮?

圖1

生：甲燈.

師：甲燈亮說明電流對甲燈做功多，請同學們思考影響電流做功大小的因素有哪些？

兩盞燈串聯(lián)，電流相等，通電時間也相等，所以，學生很自然地會想到用電器兩端的電壓和用電器的電阻.

生：加在用電器兩端的電壓、用電器的電阻.

此時教師只需把學生的猜想寫在黑板上，不需要加以評論，接下來把甲、乙兩盞燈改接成并聯(lián).

師：請同學們再觀察黑板上的甲、乙兩盞燈(如圖2)，哪盞燈較亮?

圖2

生：乙燈.

師：乙燈亮說明電流對乙燈做功多，請同學們思考影響電流做功大小的因素有哪些？

兩盞燈并聯(lián)，用電器兩端的電壓相等，通電時間也相等，所以學生會想到通過用電器的電流和用電器的電阻.

生：通過用電器的電流和用電器的電阻.

師：串聯(lián)時候甲燈亮，并聯(lián)時候乙燈亮.影響電流做功大小的因素是否與用電器的電阻有關？

串聯(lián)時，電阻大的用電器電流做功多，并聯(lián)時，電阻小的用電器電流做功多.

生：無關.

師：影響電流做功的因素有哪些？

生：用電器兩端的電壓、通過的電流和通電的時間(通電時間這一影響因素根據(jù)生活經(jīng)驗判斷).

運用磁吸式教具由學生自己觀察物理現(xiàn)象，從而提出影響電功大小的因素，一方面使學生對于電功影響因素認識更加深刻，另一方面還能很好說明用電器的電阻不是電功的影響因素.

2 探究影響電功因素的教學設計

師：電功大小與用電器兩端的電壓、通過的電流和通電的時間有關.他們之間有怎樣的關系？如何探究？

生：運用控制變量法.

師：串聯(lián)時候甲燈亮，說明電流做功與用電器兩端的電壓有什么關系？如何探究?

生：把甲、乙兩燈兩端的電壓測量出來.

師：請同學們根據(jù)黑板上的電路，完成分組實驗.

圖3

如圖3所示，將兩個不同阻值的電燈連接成電路，并進行實驗，該實驗的目的是探究電流做功與電壓有關.教師引導學生設計實驗記錄表1，并演示實驗(如圖4).

表1

圖4

結論：通過用電器的電流和通電的時間一定時，用電器兩端的電壓越大，電流做功越多.

師：并聯(lián)時候乙燈亮，說明電流做功與通過用電器的電流有什么關系？如何探究?

生：把通過甲、乙兩燈的電流測量出來.

師：請同學們根據(jù)黑板上的電路，完成分組實驗.

如圖5所示，將兩個不同阻值的電燈連接成電路，并進行實驗，該實驗的目的是探究電流做功與電流有關.教師引導學生設計實驗記錄表2，并演示實驗(如圖5).

表2

圖5

結論：用電器兩端的電壓和通電的時間一定時，通過用電器的電流越大，電流做功越多.

3 教學設計的特點

以上電功演示實驗的教學設計有以下特點.

(1) 通過演示實驗，引導和啟發(fā)學生進行猜想與假設猜想與假設是對實驗結果的預測，在科學探究中的重要作用在于它是科學結論的先導，能幫助探究者明確探究的內(nèi)容和方向，為制定探究計劃、設計實驗方案奠定必要的基礎，因此猜想與假設是科學探究不可或缺的一環(huán).

如果是結合已有知識和生活經(jīng)驗進行猜想的話，學生不可避免地會猜測電壓、電流、電阻和時間4個影響因素，不利于制定探究計劃、設計實驗方案的展開.利用磁吸式教具，通過演示實驗較好地解決了以上問題.

(2) 演示實驗的可視性強

物理是一門以實驗為基礎的自然科學，實驗是課堂教學的重點.俗話說：百聞不如一見，物理教學要重視學生“見”的作用.物理實驗教學中的“見”就是觀察，要讓每個學生觀察到實驗現(xiàn)象，初中物理教學要想方設法增加演示實驗的可視性，利用磁吸式教具充分體現(xiàn)了這一要求，激發(fā)了學生學習物理的興趣，可幫助學生形成物理概念，獲取物理知識，提高實驗技能.

[1] 中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準(2011年版)[M].北京：北京師范大學出版社，2012.

[2] 劉炳昇,李容.義務教育教科書物理9年級下冊[M].南京：江蘇科學技術出版社,2013.