郭曉春

【摘 要】初中電學(xué)復(fù)習(xí)中，電阻的測量是重點也是學(xué)生遇到的難點。電阻測量的基本方法伏安法是其他測量方法的前提。把握這點，熟練使用歐姆定律及串并聯(lián)電路電流、電壓的特點就能輕松解決。而處理問題的過程也能很好地提升學(xué)生解決一系列歐姆定律的電學(xué)問題的能力。

【關(guān)鍵詞】電阻；電壓表；電流表；伏安法

初中物理電學(xué)復(fù)習(xí)中，有一個重要的實驗就是電阻的測量。復(fù)習(xí)時掌握了這個實驗的設(shè)計思路以及表達(dá)式的獲得過程，就基本對初中物理電學(xué)知識及計算的應(yīng)用熟練了。下面我們就來談?wù)勥@個實驗的設(shè)計以及獲得表達(dá)式的過程。

基本方法：伏安法。（如圖）原理：R=U/I

這是課本中測量定值電阻的基本方法。利用電壓表、電流表測量待測電阻兩端的電壓和通過的電流，滑動變阻器完成保護(hù)電路和多次測量求平均值的任務(wù)。而在此基礎(chǔ)上的變化才是考察學(xué)生對電路計算的掌握程度。

一、雙伏法

1.器材：符合要求的電源（電壓未知）、R（阻值已知）、R（待測電阻）、開關(guān)一個、兩塊電壓表、導(dǎo)線若干；請用以上器材測出Rx的阻值。2.分析：原理仍然是R=U/I。但因沒給電流表，不能直接測出電流。所以要想辦法測出通過Rx的電流是解決問題的關(guān)鍵。而解決問題的思路是：串聯(lián)電路中各處電流相等。所以將兩電阻串聯(lián)，分別測得各自的電壓就解決了問題。3.電路圖如下

由圖1得出的表達(dá)式：R=，公式中的就是電路中的電流。圖2得出的表達(dá)式為R，圖3表達(dá)式略。

二、雙安法

1.器材：符合要求的電源（電壓未知）、R（阻值已知）、R（待測電阻）、開關(guān)一個、兩塊電流表、導(dǎo)線若干。請用以上器材測出R的阻值。

2.分析：原理同上。與雙伏法不同，沒有電壓表，不能測出電壓，想辦法測出電壓是解決問題的關(guān)鍵。思路：并聯(lián)電路兩端電壓相等。所以將兩電阻并聯(lián)，分別測得流經(jīng)各自電阻的電流即可。電路圖如下：

或

由圖4得出的表達(dá)式：R=，公式中IR的就是電路兩端的電壓。圖5得出的表達(dá)式為R，圖6表達(dá)式略。

在雙伏法和雙安法的基礎(chǔ)上，如果增加一個開關(guān)，則通過開關(guān)的通斷，改變電壓表和電流表的測量關(guān)系，也能很輕松地完成未知電阻的測量。電路圖如下：

根據(jù)電路圖，在圖7中，閉合開關(guān)S斷開S，測得R與R的總電壓；閉合S斷開S，測得R端電壓。圖8與圖7相同。表達(dá)式同雙伏法中的圖2與圖3完全相同。但是這兩個電路圖中要注意的是不能將圖中的電壓表與開關(guān)S換位，否則會導(dǎo)致電壓表測量時又一次出現(xiàn)正負(fù)接線柱接反的錯誤。

或

同樣在圖9中，閉合S、S測得電路總電流I，斷開S閉合S測得流經(jīng)R的支路電流I。表達(dá)式同雙安法中的圖5相同。而圖10中分別閉合S、S測得各支路電流，表達(dá)式同圖4的相同。在以上的電路圖中均可在干路上添加滑動變阻器以達(dá)到保護(hù)電路和多次測量的目的。

三、利用電路圖完成未知電阻阻值的測量

同時在已知滑動變阻器最大阻值為R'或R的情況下，還可以利用下面的兩個電路圖完成未知電阻阻值的測量。

測量時，均采用將滑動變阻器的阻值調(diào)到最大讀出電表示數(shù)U、I，將變阻器阻值調(diào)為零讀出電表示數(shù)U、I的方法。其中實質(zhì)上U、I分別為電路中兩電阻串聯(lián)時的總電壓與總電流，且電路中電源電壓保持不變。圖11中由=寫出的表達(dá)式為：R=R'；而圖12中由I（R+R）=IR寫出的表達(dá)式為R=。

四、等效替代法

除了以上利用歐姆定律和串并聯(lián)電路電流、電壓特點求 核心素養(yǎng)是指通過學(xué)習(xí)一門知識所掌握的知識、技能、思維、情感、態(tài)度方面的基本素養(yǎng)，核心素養(yǎng)是學(xué)生將知識內(nèi)化成素質(zhì)的表現(xiàn)，也是在學(xué)習(xí)中所能達(dá)到的理想境界。物理核心素養(yǎng)是指學(xué)生通過基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)、實驗探究、自主思考所獲得的科學(xué)思維方法、推理及論證能力、探究意識，將物理核心素養(yǎng)融入初中物理教學(xué)，能夠促進(jìn)學(xué)生探究能力的培養(yǎng)，讓學(xué)生以物理角度科學(xué)地看待世界，因此，教師應(yīng)重視物理教學(xué)的核心素養(yǎng)建設(shè)，提高學(xué)生探究能力，讓學(xué)生領(lǐng)悟物理世界的魅力。

一、重視課本教學(xué)，奠定理論基礎(chǔ)

在新課標(biāo)的倡導(dǎo)下，物理教學(xué)越來越重視對學(xué)生探究能力的培養(yǎng)，注重讓學(xué)生在自主探究、合作交流、實驗操作中獲取物理知識，教師也應(yīng)意識到，物理教學(xué)不應(yīng)矯枉過正。讓學(xué)生自主探究、大膽實踐的目的是好的，但自主探究的開展需建立在對所授知識掌握純熟、物理理論爛熟于心、深諳理論與實踐的基礎(chǔ)之上，自主探究是為了讓學(xué)生在課標(biāo)要求基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展發(fā)揮，是為了讓學(xué)生獲得更全面、更深刻的知識，而不是無意義、無理論依據(jù)、缺乏目標(biāo)及計劃的盲目試探。因此，為使學(xué)生精準(zhǔn)理解物理學(xué)科基本素養(yǎng)，教師在進(jìn)行物理教學(xué)時，應(yīng)首先帶領(lǐng)學(xué)生熟識課本知識、掌握基礎(chǔ)理論，引導(dǎo)學(xué)生在前人的基礎(chǔ)上驗證并拓展，讓學(xué)生明白物理探究是建立在理論基礎(chǔ)之上的。例如：教師在進(jìn)行《壓強(qiáng)》的教學(xué)時，教師在鼓勵學(xué)生探究影響壓力作用效果的因素之前先讓學(xué)生從課本知識中掌握壓強(qiáng)的物理釋義，通過“人走在沙灘上為什么會留下腳??？”等生活實際現(xiàn)象帶領(lǐng)學(xué)生了解壓力即“垂直作用在物體表面的力”，壓強(qiáng)即“物體在單位面積上承受的力?！苯處煈?yīng)根據(jù)課本所給出的定義帶領(lǐng)學(xué)生深入剖析物理原理定義的嚴(yán)謹(jǐn)性，壓力是“垂直作用的力”而不是任何形式的力，壓強(qiáng)是物體在“單位面積”承受的力而不是全部面積，教師應(yīng)認(rèn)識到，細(xì)致剖析理論能夠加強(qiáng)學(xué)生的理解，讓學(xué)生真正掌握理論才能在理論的基礎(chǔ)上探究而不犯錯誤。課本知識教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探索的同時幫助學(xué)生樹立尊重客觀事實、重視理論權(quán)威、實事求是的態(tài)度，促進(jìn)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

二、情境教學(xué)，營造探究氛圍

物理的學(xué)科性質(zhì)決定了物理教學(xué)絕不是簡單的知識、理論背誦及理解，探究是學(xué)生必須要具備的意識及技能，初中物理教學(xué)是學(xué)生對物理認(rèn)識的形成階段，學(xué)生剛剛接觸物理學(xué)習(xí)，還不能了解物理學(xué)習(xí)與其他科目學(xué)習(xí)的差別，更遑論物理學(xué)所謂的探究為何物，教師在物理教學(xué)中的首要任務(wù)就是讓學(xué)生摘掉“門外漢”的帽子，帶領(lǐng)學(xué)生了解物理探究的意義，從物理探究中了解物理對人類世界發(fā)展所做出的貢獻(xiàn)。了解的過程不能是山崩地裂式地思想推翻及建立，教師應(yīng)讓學(xué)生在潛移默化的知識融入及情感滲透中樹立物理探究意識，情境教學(xué)法以溫和教學(xué)著稱，教師有目的地進(jìn)行教學(xué)情境設(shè)計，學(xué)生不自覺地融入其中、自然而然地接受意識及情感滲透，久而久之，學(xué)生對物理的認(rèn)識及探究意識根深蒂固，教學(xué)目標(biāo)達(dá)成。例如：教師在進(jìn)行《顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡》的教學(xué)時，通過情境代入法讓學(xué)生熟悉課堂目標(biāo)，教師通過多媒體圖片向?qū)W生展示細(xì)菌、雪花及宇宙天體，接著教師通過提問引發(fā)學(xué)生探究的欲望，“同學(xué)們在日常生活中能看到這么精確的現(xiàn)象嗎？那么這些圖片中的現(xiàn)象是如何被觀察到的呢？”對于這種簡單易懂的問題，學(xué)生往往十分踴躍，對課堂不感興趣的同學(xué)也會忍不住加入討論，學(xué)生通過交流，得到“這些圖片通過顯微鏡與望遠(yuǎn)鏡向我們展示”的結(jié)論，教師再讓學(xué)生思考“顯微鏡與望遠(yuǎn)鏡能讓我們視野中的圖像產(chǎn)生什么變化呢？”情境引入在教師的多媒體展示及深入式提問中完成，學(xué)生也在情境教學(xué)中融入課堂環(huán)境。情境教學(xué)激發(fā)學(xué)生探究意識，讓學(xué)生認(rèn)識到物理進(jìn)步帶動科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)而拓寬人類視野、促進(jìn)社會進(jìn)步，物理核心素養(yǎng)的情感滲透也在情境教學(xué)中得以完成。

三、合作學(xué)習(xí)，在交流中探究

合作學(xué)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生物理探究能力的一個重要環(huán)節(jié)，在實際教學(xué)過程中，由于學(xué)生存在個體差異，學(xué)生認(rèn)知世界的角度和能力會有不同，若能將學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的理解和方法集合起來，做到集思廣益，將會很大程度上增強(qiáng)物理學(xué)習(xí)的互動性，方便學(xué)生對物理知識進(jìn)行深入理解，因此，在教學(xué)的過程中，應(yīng)充分發(fā)揮合作學(xué)習(xí)的最大效能，讓學(xué)生在合作交流中開拓眼界，培養(yǎng)學(xué)生的物理素養(yǎng)。例如：在進(jìn)行《機(jī)械運動》的教學(xué)時，由于該章大部分內(nèi)容都需要兩人合作才能完成，因此，教師應(yīng)為學(xué)生劃分學(xué)習(xí)小組，借助小組進(jìn)行合作學(xué)習(xí)。如：在測量長度、重量、平均速度及描述運動的快慢時，采取兩人合作的方式，將實驗操作與實驗結(jié)果記錄相結(jié)合，一人主導(dǎo)實驗角色，另外一人進(jìn)行輔助和補充，同時兩人輪流互換角色，以減少動手學(xué)習(xí)過程中的錯誤率，做到人人探究、高效實驗。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)習(xí)能力不同，對知識的理解存在著偏差，因此，教師應(yīng)采取多人合作討論的方式糾正學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中存在的偏差。針對本章學(xué)習(xí)的內(nèi)容，選定某一課題，如：測量平均速度的注意點，讓小組成員輪流發(fā)表意見并進(jìn)行討論，在這個過程中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生思想中的誤區(qū)并進(jìn)行糾正。合作學(xué)習(xí)在交流與討論中促進(jìn)學(xué)生整體物理水平的提高，學(xué)生在合作學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)物理學(xué)習(xí)的樂趣，激發(fā)學(xué)生探究動力。

四、實驗教學(xué)，在實踐中探究

物理是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，實驗貫穿初中物理的全部教學(xué)過程，實驗探究促進(jìn)學(xué)生對物理原理的理解，培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)、增強(qiáng)探究能力，也應(yīng)當(dāng)以實驗教學(xué)為載體，將物理實驗主題的確立、過程的設(shè)計、結(jié)果的得出等過程結(jié)合起來，培養(yǎng)學(xué)生在處理問題過程中的整體意識與局部意識。在教學(xué)的過程中，教師要注意盡量將課堂的主動權(quán)交給學(xué)生，學(xué)生在完成規(guī)定的學(xué)習(xí)內(nèi)容后自主進(jìn)行其他內(nèi)容的探究，提高學(xué)生的動手實踐探究能力，培養(yǎng)其對物理學(xué)習(xí)的主動性。例如：教師在進(jìn)行《電流和電路》的教學(xué)時，應(yīng)當(dāng)將講解、動手、課外拓展結(jié)合起來。首先為學(xué)生進(jìn)行實驗演示，講解串聯(lián)和并聯(lián)、電流的測量、串并聯(lián)電路的電流規(guī)律的相關(guān)注意點，讓學(xué)生對實驗過程有大體的了解。教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會看圖、用圖，讓學(xué)生了解在測量電流的過程中需要注意的地方；其次，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生自主進(jìn)行實驗探究，完成實驗流程設(shè)計以及最終實驗結(jié)果的獲取，將課本內(nèi)容與具體的物理實驗結(jié)合起來，方便學(xué)生對基礎(chǔ)知識進(jìn)行復(fù)習(xí)和深度學(xué)習(xí)；最后，在完成規(guī)定教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，教師應(yīng)將課堂主動權(quán)交給學(xué)生，讓學(xué)生對日常學(xué)習(xí)中的猜想進(jìn)行實驗探究，以確定猜想的正確與否，鼓勵學(xué)生對物理知識進(jìn)行深度探究。實驗探究能夠促進(jìn)學(xué)生動手探究能力的提升，學(xué)生思維拓展及解決問題的能力也會在實驗探究中得到鍛煉，從而促進(jìn)學(xué)生物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

結(jié)語

物理教學(xué)是探究性的學(xué)習(xí)過程，學(xué)生探究能力是在日常學(xué)習(xí)中逐漸培養(yǎng)起來的，教師應(yīng)注重在物理核心素養(yǎng)下不斷探索科學(xué)理論及有效的教學(xué)方法，讓學(xué)生在探究中形成科學(xué)思維及實事求是的學(xué)習(xí)習(xí)慣，促進(jìn)學(xué)生探究能力的不斷提高。

【參考文獻(xiàn)】

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