歐姆定律實驗在物理實驗教學中的意義

張森茂

【關鍵詞】 物理教學；歐姆定律實驗；意義

【中圖分類號】 G633.7 【文獻標識碼】 A

【文章編號】 1004—0463（2017）15—0066—01

物理實驗教學的目的就是為了培養學生觀察和發現自然界中、生活中以及實驗中的各種物理現象，探究物理現象產生的原因以及引起變化的條件，歸納總結物理規律。物理實驗教學是培養學生物理學習興趣和學生科學能力的重要手段和方法，它對于學生的觀察能力、動手能力以及理性思維能力、學習科學方法、科學態度的培養具有十分重要的意義。所以，重視實驗教學，就是重視學生科學素質和科學精神的培養。中學物理中歐姆定律的實驗教學在培養學生實驗能力和邏輯分析能力方面具有不可替代的作用，代表意義十分突出。

一、歐姆定律實驗中，影響電流大小因素的實驗猜想的邏輯推理及意義

實驗猜想是探究實驗的重要方面。在實驗教學中，教師可以引導學生通過已有的知識，通過對物理現象的觀察、猜想物理現象發生的原因以及物理變量之間的關系，激發學生學習探究的欲望。科學的猜想是探究實驗的動力，它是基于人們對事物的認識，應用思維遞推其中各因素存在的邏輯關聯，從而得出的假設結果。歐姆定律的實驗邏輯性非常嚴密，而實驗猜想是邏輯遞推的結果。因此，教學中應通過復習電壓、電阻的物理意義，啟發學生得出影響電路中電流的因素，從而得出有意義的猜想。舉例如下：

1. 復習電壓和電阻的物理意義

電壓：是形成電流的原因，它使導體中的自由電荷進行定向移動，從而形成電流。

電阻：是導體對電流阻礙作用的大小。

2. 問題的提出與猜想

問題：電流與電壓有什么關系？猜想：電壓越大電流越大

問題：電流與電阻有什么關系？

猜想：電阻越大電流越小。

遞推：電路中的電流與電壓和電阻有關。

二、 歐姆定律實驗中的變量關系及數學模型的邏輯關系

在研究物理規律時，我們要確定主要變量之間的關系，就要排除其他變量的影響。在等同條件下研究一個變量與另一個變量的數理關系，從而建立對應的數學模型，使物理問題變得簡潔而明了，這就是物理公式的意義。

在歐姆定理的實驗教學中，要研究電流（I）與電壓（U）的關系，就必須令電阻（R）不變。根據猜想，電流（I）與電壓（U）的關系應該適合數模 y=f（x）=kx的形式；要研究電流（I）與電阻（R）的關系，必令電壓（U）為常數，根據猜想，電流（I）與電阻（R）的關系應適合數模 y=f（x）=k/x的形式，所以在教學中明白應變量與自變量的關系是建立歐姆定律I=U/R的關鍵。

三、 通過歐姆定律實驗，提高學生的實驗思維能力

通過實驗取得實驗數據，建立數據間的函數模型及圖象對于理解物理規律十分明確，也十分直觀。歐姆定律實驗對數據的處理具有非常典型的代表意義。可以用“比率”的實驗進行分析。如，測量密度實驗，研究影響壓強因素的實驗等等。在實驗分析中，利用數模邏輯建立系統分析的方法，可以提高學生的實驗設計能力和對數據的處理能力，從而提升學生的科學實驗能力。

四、歐姆定律實驗對中學物理實驗的典型示范意義

歐姆定律是一個實驗定律，它的成立應在一定的條件約束之內。歐姆定律只適應于最簡單的純電阻電路，且要盡量是溫度對電阻的影響足夠小，在穩恒低壓的條件下歐姆定理的電流（I）與電壓（U）的線性關系才能成立。這是因為導體的電阻會隨溫度的變化而變化，而電流流過導體會產生熱效應。

任何科學實驗中變量的控制都有一定的范圍和條件，作為教師應該了解這一點。因此，在實驗教學中，教師應給學生點明定律成立的條件。

歐姆定律實驗的典型示范意義在于它的探究過程的完整性。從問題的提出到猜想的邏輯推理。從實驗設計、實驗過程、數據處理以及自主探索，環環相扣，體現了知識的關聯性和啟發性。因此，對中學實驗教學具有典型的指導意義。

實驗教學是物理教學的靈魂。現在物理實驗教學中普遍存在應付實驗的現象，把物理實驗“白板化”、“課件化”。許多教師在電子白板上回放實驗課件替代學生做實驗，或者有的教師讓學生依照課件的步驟重復實驗的過程。這樣教學會使學生在不知不覺中失去自主思考的過程，慢慢失去了對實驗探究的興趣，當然也就失去了科學實驗的本來意義。因此，教師必須轉變觀念，認識到實驗的重要性，并鼓勵學生自己動手做實驗。

編輯：謝穎麗