(福建省泉州第十一中學,福建 泉州 362011)

當前中學物理課程改革不斷推進,對教學提出了新的要求。在新修訂的初中物理教科書中,增加了多個探究實驗,在此背景下,創(chuàng)新初中物理實驗教學尤為重要,這就要求教師改進傳統(tǒng)物理實驗。筆者以“電阻和變阻器”一節(jié)中的“變阻器”為例,對實驗教學創(chuàng)新進行探討。

1 挖掘生活素材，開發(fā)實驗器具

初中生以形象思維為主,卻又不乏想象力,在實驗教學中既要開拓學生的探究能力與思維能力,又要將實驗與生活相結(jié)合,拓展實驗教學資源。例如關(guān)于“變阻器”的教學,傳統(tǒng)教學中很多老師對變阻器的原理及滑動變阻器的構(gòu)造與接法都是采用講解、演示，讓學生觀察、體驗來進行授課,教學效果不佳，學生往往是一知半解,在應(yīng)用中常常出現(xiàn)學生對滑動變阻器原理不清楚、連接實物圖時將導線接在支架上等情況,倘若授課中能利用生活中的水管、合金金屬絲、鐵夾等物品讓學生自制變阻器，并進行實驗探究,則他們可以在體驗中感受物理實驗的樂趣,自主獲取知識，進而培養(yǎng)其科學實踐能力與創(chuàng)新精神。

2 突出學生探究,注重能力培養(yǎng)

在實驗教學中老師要引導學生自主學習、主動學習，在提出問題后,讓學生自己設(shè)計實驗,并通過一系列的教學活動,如實驗探索、記錄實驗現(xiàn)象、比較歸納、討論交流等來展示物理學科的特點和魅力。此外,學生在動手操作中將體驗到科學研究的樂趣和艱辛,獲得各種能力的提升。

3 問題層層遞進,突破教學重難點

“滑動變阻器”是初中物理電學實驗中重要器材之一,是電阻知識的延伸和實際應(yīng)用?！白冏杵鳌钡挠行Ы虒W可以為進一步研究“歐姆定律”奠定良好基礎(chǔ),也為后續(xù)的電學實驗研究做必要的準備。由于變阻器中有許多部件和接線柱,在使用時又處于動態(tài)變化中,所以學生在理解上會出現(xiàn)困難。為了減少坡度,分散教學難點,在實際教學中，教師提出的問題層層遞進，讓學生去猜測、設(shè)計實驗驗證,并與其他同學討論和交流。學生在自評、交流、實驗體驗中,會加深對知識的理解。

4 教學設(shè)計

4.1 教學目標

(1) 從長度、粗細、材料等方面進行變阻器的設(shè)計,了解滑動變阻器的原理。

(2) 通過學生的實驗探究,明白改變電阻絲的長度可以改變導體的電阻。

(3) 知道滑動變阻器的構(gòu)造及接法,會分析滑片運動引起的電路變化。

4.2 教學重難點

重點:滑動變阻器的原理及接法。

難點:滑動變阻器接線、滑片的移動引起電阻和電流的變化。

4.3 教學方法

實驗法、討論法、比較法、歸納法等。

4.4 教學設(shè)備

臺燈、小音響、滑動變阻器、電流表、小燈泡、電源、電線、開關(guān)、電阻箱、電阻絲、鐵夾、水管等。

4.5 教學過程

4.5.1 導入新課

教師展示可以調(diào)節(jié)亮暗的臺燈(如圖1),并提供如圖2所示的電路圖。

圖1

圖2

師:根據(jù)你對生活中可調(diào)節(jié)亮暗臺燈的了解,圖2是否為臺燈的電路原理圖？為什么？

生:演示中臺燈的不同亮度表明電流大小不同,所以不能用該電路圖表示。

師：那什么原因?qū)е铝藷襞蓦娏靼l(fā)生變化？

生：可能是電阻。

復習回顧影響電阻的因素：長短、粗細、材料、溫度。

4.5.2 新課教學

(1) 探究變阻器

實驗初探:怎樣才能便捷地改變電阻的大??？

結(jié)合成本、操作方便等得出改變電阻絲的長度較為便捷。

實驗演示:通過改變連接到電路中電阻絲長度來改變燈泡的亮度，學生觀察思考。

問題1:如何讓電阻調(diào)節(jié)范圍更大？

方法一:選擇鎳鉻合金線

引導學生查閱書本中“幾種金屬導線的電阻值”，讓學生充分討論。最后得出結(jié)論:長度和橫截面積相同時鎳鉻合金線的電阻較大。

方法二:把導線繞成線圈

要使導線的電阻較大，其長度也較長，學生提出將電線纏繞成線圈。實驗中為了縮短學生操作時間,提供鎳鎘合金絲的長度大概為1-3米。

問題2:如何解決制成的線圈易分散的問題？

電阻絲較為柔軟,制成的線圈易分散,學生們提出了很多方案,如利用硬紙管、圓棒、塑料棒等，把電阻絲繞在其上。

問題3:如何改變接入電路中的鎳鉻合金線長度？

引導學生回憶剛剛完成的實驗,提出讓導線一端在電阻絲上滑動,教師演示用金屬夾來替代，使學生想到通過加滑片來改變接入電路中的鎳鉻合金線長度。

問題4:如何解決線圈短路問題？

緊密纏繞的鎳鉻合金線圈在橫向上會導電，想到的解決方案是涂上油漆，以保持絕緣。

教師展示自制的滑動變阻器模型(如圖3),安排學生觀察,自主學習滑動變阻器的結(jié)構(gòu)。

圖3

圖4

(2) 結(jié)構(gòu)示意圖和符號

(3) 觀察滑動變阻器銘牌含義

滑動變阻器與所有電氣設(shè)備一樣，都具有一定的規(guī)格,銘牌上標注了最大電阻和允許通過的最大電流。

(4) 使用滑動變阻器

步驟一：學生分組實驗,按圖連好電路,練習使用滑動變阻器。

從實驗可以看出滑動變阻器的滑片位置不同,接入電路中的阻值也不同,為了防止因電流過大而燒壞元件,要求閉合開關(guān)前滑動變阻要將滑片置于阻值最大的位置，即離下端接線柱最遠的位置。

步驟二：教師提出問題：如何把變阻器接入電路才能起到改變電流的目的？

學生練習并實驗操作,師生一起討論交流。

總結(jié):將滑動變阻器串聯(lián)在待控制的電路中,為保護電路,開關(guān)閉合前,滑片置于阻值最大的位置；要將“一上一下”兩個接線柱接入電路。

(5) 變阻器的應(yīng)用

學生舉例說明變阻器在生活中的應(yīng)用：調(diào)光臺燈、調(diào)溫電熨斗、調(diào)速器等。

5 結(jié)語

物理教師在日常教學中要注意發(fā)現(xiàn)、收集身邊低成本、開發(fā)簡易的課程資源,在課堂中進行演示,并運用多媒體技術(shù)把實驗過程通過視頻及時分享,讓學生在動手實驗的過程中獲得知識和能力的提升,提高課堂效率。