基于磁吸式教具運(yùn)用的教學(xué)設(shè)計(jì)——對(duì)電功演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

沈 超

(江蘇省常州市第二十四中學(xué)天寧分校，江蘇 常州 213000)

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·實(shí)驗(yàn)研究·

基于磁吸式教具運(yùn)用的教學(xué)設(shè)計(jì)
——對(duì)電功演示實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

沈 超

(江蘇省常州市第二十四中學(xué)天寧分校，江蘇 常州 213000)

本文運(yùn)用磁吸式教具，對(duì)“影響電功因素”的教學(xué)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并分析了該教學(xué)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，可幫助學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)物理規(guī)律，提高課堂學(xué)習(xí)效率.

電功；磁吸式教具；演示實(shí)驗(yàn)

由于常規(guī)實(shí)驗(yàn)器材尺寸的約束，電學(xué)演示實(shí)驗(yàn)可視化效果較差，教學(xué)效果不理想.本文以“電能表與電功”的教學(xué)設(shè)計(jì)為例，運(yùn)用磁吸式教具增強(qiáng)演示實(shí)驗(yàn)的可視性，幫助學(xué)生更好的認(rèn)識(shí)物理規(guī)律，提高課堂學(xué)習(xí)效率.

1 影響“電功因素”的教學(xué)設(shè)計(jì)

蘇科版“電能表與電功”中探究影響電功大小的因素是一個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，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(guò)的電流和通電的時(shí)間.在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中有學(xué)生提出另外一個(gè)影響因素：用電器的電阻.這個(gè)時(shí)候教師就很難在課堂上把這個(gè)問(wèn)題解釋清楚，往往一帶而過(guò)，不了了之.利用磁吸式教具，通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)可解決此問(wèn)題.

師：請(qǐng)同學(xué)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(shuō)明電流對(duì)甲燈做功多，請(qǐng)同學(xué)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(shí)間也相等，所以，學(xué)生很自然地會(huì)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(shí)教師只需把學(xué)生的猜想寫(xiě)在黑板上，不需要加以評(píng)論，接下來(lái)把甲、乙兩盞燈改接成并聯(lián).

師：請(qǐng)同學(xué)們?cè)儆^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(shuō)明電流對(duì)乙燈做功多，請(qǐng)同學(xué)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(shí)間也相等，所以學(xué)生會(huì)想到通過(guò)用電器的電流和用電器的電阻.

生：通過(guò)用電器的電流和用電器的電阻.

師：串聯(lián)時(shí)候甲燈亮，并聯(lián)時(shí)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(guān)？

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

生：無(wú)關(guān).

師：影響電流做功的因素有哪些？

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

運(yùn)用磁吸式教具由學(xué)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(xué)生對(duì)于電功影響因素認(rèn)識(shí)更加深刻，另一方面還能很好說(shuō)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(xué)設(shè)計(jì)

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

生：運(yùn)用控制變量法.

師：串聯(lián)時(shí)候甲燈亮，說(shuō)明電流做功與用電器兩端的電壓有什么關(guān)系？如何探究?

生：把甲、乙兩燈兩端的電壓測(cè)量出來(lái).

師：請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)黑板上的電路，完成分組實(shí)驗(yàn).

圖3

如圖3所示，將兩個(gè)不同阻值的電燈連接成電路，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)的目的是探究電流做功與電壓有關(guān).教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表1，并演示實(shí)驗(yàn)(如圖4).

表1

圖4

結(jié)論：通過(guò)用電器的電流和通電的時(shí)間一定時(shí)，用電器兩端的電壓越大，電流做功越多.

師：并聯(lián)時(shí)候乙燈亮，說(shuō)明電流做功與通過(guò)用電器的電流有什么關(guān)系？如何探究?

生：把通過(guò)甲、乙兩燈的電流測(cè)量出來(lái).

師：請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)黑板上的電路，完成分組實(shí)驗(yàn).

如圖5所示，將兩個(gè)不同阻值的電燈連接成電路，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)的目的是探究電流做功與電流有關(guān).教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表2，并演示實(shí)驗(yàn)(如圖5).

表2

圖5

結(jié)論：用電器兩端的電壓和通電的時(shí)間一定時(shí)，通過(guò)用電器的電流越大，電流做功越多.

3 教學(xué)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

以上電功演示實(shí)驗(yàn)的教學(xué)設(shè)計(jì)有以下特點(diǎn).

(1) 通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行猜想與假設(shè)猜想與假設(shè)是對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)，在科學(xué)探究中的重要作用在于它是科學(xué)結(jié)論的先導(dǎo)，能幫助探究者明確探究的內(nèi)容和方向，為制定探究計(jì)劃、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案奠定必要的基礎(chǔ)，因此猜想與假設(shè)是科學(xué)探究不可或缺的一環(huán).

如果是結(jié)合已有知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行猜想的話，學(xué)生不可避免地會(huì)猜測(cè)電壓、電流、電阻和時(shí)間4個(gè)影響因素，不利于制定探究計(jì)劃、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的展開(kāi).利用磁吸式教具，通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)較好地解決了以上問(wèn)題.

(2) 演示實(shí)驗(yàn)的可視性強(qiáng)

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，實(shí)驗(yàn)是課堂教學(xué)的重點(diǎn).俗話說(shuō)：百聞不如一見(jiàn)，物理教學(xué)要重視學(xué)生“見(jiàn)”的作用.物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的“見(jiàn)”就是觀察，要讓每個(gè)學(xué)生觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，初中物理教學(xué)要想方設(shè)法增加演示實(shí)驗(yàn)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(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，可幫助學(xué)生形成物理概念，獲取物理知識(shí)，提高實(shí)驗(yàn)技能.

[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)(2011年版)[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012.

[2] 劉炳昇,李容.義務(wù)教育教科書(shū)物理9年級(jí)下冊(cè)[M].南京：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社,2013.