關于配課探究實驗定位問題的討論

電阻定律的授課目的：要求學生通過教師運用相關儀器裝置的演示和講述，理解電阻是描述導體的性質，而電阻率描述的則是導體材料的性質，同時也知道電阻率隨溫度變化的關系，以及不同電阻率的材料的應用以及了解超導現象。

人教版新教材《物理》選修3-1第二章第六節中電阻定律的編排確實是無違初衷。為了讓學生能容易理解和掌握電阻定律，教材編置了兩個探究實驗：1. 探究導體電阻與其影響因素的定量關系；2. 探究導體電阻與材料的關系。兩個探究以第一個為主要，它得出的數據正確并準確時，定律的架構就已經在學生的頭腦中搭建并確立起來；再通過探究實驗2的測量比較得出表達式中的比例常數，從而導出電阻定律及表達式。

由于配課實驗欠缺科學性，誤導了任課教師，致使新課材使用以來，該節課時上課的效果欠佳。究其原因應為：探究實驗1的定位欠缺科學依據，也就是說單純用電壓表不可能直測導體電阻；用比較的方法也不可能比出電阻與其影響因素的定量關系。因此，課堂上想用配課實驗提供的裝置，按照實驗的定位完成電阻與影響其因素的定量關系是不可能的；只能用直測電壓比較量值來引導學生從定性方面認識和掌握導體電阻與長度及截面的比例關系。或者，從另一角度來看，能按示圖裝置多個電阻線串聯的大規模裝置，設定按歐姆定律定量解釋——整個串聯外電路的電流強度相等，由于電源的不穩定性等系統原因，也不可能得到電阻與影響其因素的定量關系。再者，按《教師用書》中提供的方案，讓學生參與，達到探究的目標，由于儀表內阻的因素及其他人為的原因，也不能實現定量分析（以下是相關實驗過程及實測數值）。

實驗（1），按下圖，以電阻定律演示器（T2359），演示電表（T0401）1臺，低壓電源（T1201或1201-1）1臺，滑動變阻器（T2354-1.50Ω，1A）一個，連接電路（說明： A、B、C為同規格的鎳鉻絲，D為同規格的鐵絲），完成演示實驗。

1. 導體的電阻和長度的關系。

（1）測量取值：電源是直流2伏檔，調節滑動變阻器，使A～D的兩端接近2伏，改變鎳鉻絲的長度，取值。

（2）列表

（3）作圖

從圖像出現的偏差可以看出：測量過程中，電壓出現波動不可預知，也不可能調整使其始終保持一定量值不變，所以出現測量值的誤差。

2. 導體的電阻與截面的關系。

用連接片把其中兩條鎳鉻絲并接起來，保持原來的串聯電路。此時，長度同樣1m，截面面積是原來的兩倍。再進行測量，結果由于儀表內阻標準的問題，加上表頭的最小量值為1伏，表針滿度偏轉，得不到測量數據。

結論：只能理論解釋。

幾年來，由于教材是新課程配備的教本，其權威效應可想而知；每到課期，任課教師都要求按照教材提供規格準備實驗裝置，并期望以定量方式來完成電阻定律的授課過程，結果總是事與愿違。

本人認為，該節課時的配課實驗的定位存在一定的問題，可以不予以采用。可以另選用《高中物理實驗大全》推介的間接測量法——“伏安法測電阻”來完成引導教學過程。其效果眾所周知，并且此演示實驗真正實現定量確立定律的不同物理量之間的關系，既簡潔又明了，也不乏學生參與探究的環節。

實驗（2），器材：電阻定律演示器（T2359），演示電表（J0401）2臺，低壓電源（J120或J1201-1）1臺，滑動變阻器（J2354-4，50Ω，3A）1個，單刀開關等。

方法:

1. 導體電阻跟長度的關系（鎳鉻絲），始終保持電壓為2伏不變，改變長度，測得：

明確立論：證明R與L成正比。

作圖（如下圖）

2. 跟截面面積的關系。

用連接片把鎳鉻絲并聯起來接入電路，長為1m，截面面積為原來的兩倍，保持電壓2伏不變。

測得：

比較并明確立論：R與S成反比。

3. 金屬導體的電阻跟材料的關系。

方法同上（注意：銅線的良導性能），A用0～5A，電壓要求小于0.45V。測出量值，列表如下：

明確立論：長度及截面面積均相同的金屬導體，因材料不同，其電阻也不相同。

至此，金屬導體電阻定律的概貌已在上表明確呈現，教師只須引導學生留意比較量值并總結，用文字表述出來，加以肯定就成了。

探究實驗的選定，是獲得良好教學效果的關鍵，而且直測低值電阻阻值除了專用儀表之外，就只能用惠斯通電橋或開耳芬雙電橋；實驗室測電阻（高中階段）采用伏安法測量也應該無可厚非。況且，該課時是在初中電學知識基礎上來量化電阻定律，采用間接測量法測量既可以鞏固部分電路歐姆定律知識的應用，又能真正定量導出電阻定律及其表達式，這起到了一舉兩得的效果。

責任編輯羅峰