關于《測量小燈泡的額定功率》的深度學習

張 玲

(湖北省武漢外國語學校 430056)

“深度學習”指的是在教師的引領下，根據學生的“最近發展區”來確定學習內容，讓學生思維積極地參與學習，經歷知識構建的過程，核心素養獲得發展的有意義的學習過程.學生的深度學習是建立在教師對學生的心理特點、學困原因、課程標準、考試說明等學情準確的把握基礎之上的，通過教師專業的教學引導，讓學生經歷有思維互動、有認知漸進、有批判質疑、有素養提升的學習過程.

通過對學生進行問卷調查，同學們在《測量小燈泡的額定功率》中的疑惑點主要來自兩方面：(1)用伏安法測量小燈泡的額定功率有哪些需要注意的實驗細節；(2)常見其他測量小燈泡額定功率的方法有哪些.針對同學們的疑惑，在課堂中筆者通過實驗再現的方式引導學生對這個實驗進行深度學習，現整理如下：

一、伏安法測量小燈泡的額定功率

(1)實驗原理：P=UI

(2)實物圖：如圖1

圖1

(3)電路圖，如圖2

圖2

(4)元器件規格的選擇依據：

①電源的電壓要大于小燈泡的額定電壓；

②電流表的量程要大于小燈泡的額定電流；

③電壓表的量程要大于小燈泡的額定電壓；

④滑動變阻器允許通過的最大電流要大于小燈泡的額定電流，并且避免滑動變阻器處于阻值最大時，燈泡的實際電壓大于其額定電壓，以免燒壞燈泡.

(5)連接電路時的需注意：

①連接實物電路時，開關必須斷開，以免出現短路燒壞電表或損壞電源；

②電流表要串聯，電流要“正進負出”，要根據燈泡的額定電流選擇量程；

③電壓表要并聯，電流要“正進負出”，要根據燈泡的額定電壓選擇量程；

④滑動變阻器要串聯，要“一上一下”接入電路，閉合開關前要把滑片移到阻值最大處，以保護電路.

(6)滑動變阻器的作用：

①保護電路；

②改變小燈泡兩端的電壓，使它正常發光.

(7)實驗操作：

②調節滑片使電壓表的示數大于額定電壓(1.2倍的額定電壓)，記下電流表的示數；

③調節滑片使電壓表的示數小于額定電壓(0.8倍的額定電壓)，記下電流表的示數.

(8)分析數據后得出實驗結論:

當U實=U額時，P實=P額;小燈泡正常發光；

當U實>U額時，P實>P額；小燈泡發光較亮；

當U實

我校現行的教學內容與課程體系不同程度地存在著與應用型人才培養不相適應的方面，除了課程門類和門數偏多、理論教學時數過多等外，最為嚴重的問題是傳統的以知識傳授為主的“學科導向型課程體系”依然起著主導地位，而能主動適應地方經濟社會發展對人才培養的要求、以培養學生扎實的專業知識和較強的應用能力為目標的“專業導向型課程體系”尚未真正確立。因而，要破解此處難題，根本的途徑是要沖破傳統“精英教育”和“學術型”人才培養的學科教學內容體系，改學科知識體系為專業教學體系，做到“面向實際”：即面向專業需要實際、面向教學需要實際、面向學生需要實際。

小燈泡的亮度是由它的實際電功率決定的.

(9)處理數據時需注意：

①不能采用多次測量取平均值的方法計算小燈泡的額定功率，因為燈泡的額定功率必須是在額定電壓下測出的功率，不在額定電壓下測出的，不是額定功率.

②小燈泡的額定功率只有唯一的一個，但小燈泡的實際功率卻有很多個.

二、常見其他方法測量小燈泡的額定功率

1.伏阻法

請根據以下器材測量小燈泡的額定功率：額定電壓為U額的小燈泡、電源(電壓未知)、一個阻值R的定值電阻、一個滑動變阻器、一個電壓表、兩個單刀單擲開關和若干導線.請你設計出實驗的電路圖并寫出實驗的主要步驟及小燈泡額定功率的表達式.

解電路圖如圖3.

圖3

實驗步驟：

①閉合S2，移動滑片P，使電壓表的示數為U額.

②斷開S2，再閉合S1，保持滑片不動，記下電壓表的示數U；

小燈泡額定功率的表達式：

2.安阻法

請根據以下器材測量小燈泡的額定功率：額定電壓為U額的小燈泡、電源(電壓未知)、一個阻值R的定值電阻、一個滑動變阻器、一個電流表、兩個單刀單擲開關和若干導線.請你設計出實驗的電路圖并寫出實驗的主要步驟及小燈泡額定功率的表達式.

解電路圖如圖4.

圖4

實驗步驟：

②斷開S1，再閉合S2，保持滑片不動，記下電流表的示數I；

小燈泡額定功率的表達式：

3.等效替代法

請根據以下器材測量小燈泡的額定功率：額定電壓為U額的小燈泡、電源(電壓未知)、一個電阻箱、一個滑動變阻器、一個電壓表、三個單刀單擲開關和若干導線.請你設計出實驗的電路圖并寫出實驗的主要步驟及小燈泡額定功率的表達式.

解電路圖如圖5.

圖5

實驗步驟：

①閉合S1和S2，調節R1的滑片使電壓表示數為U額；

②斷開S2，閉合S1和S3，R1滑片位置不變，調節電阻箱R2，使電壓表示數為U額；

②讀出此時電阻箱的阻值R，則R與小燈泡正常發光的電阻相等.

拓展練習：請根據以下器材測量小燈泡的額定功率：額定電流為I額的小燈泡、電源(電壓已知為U)、一個滑動變阻器、一個電流表、兩個單刀單擲開關和若干導線.請你設計出實驗的電路圖并寫出實驗的主要步驟及小燈泡額定功率的表達式.

圖6

解電路圖如圖6.

實驗步驟：

①閉合S1，斷開S2，調節滑片使電流表示數為I額；

實踐證明，這種以“提升思維為核心 發展素養為目的”的深度學習深受學生們的喜歡，學生們在考試時答題的得分率明顯提高，很多學生在完成這個實驗時可以做到“一分不丟”，在提高分數的同時使學生葆有學習的興趣，真正達到了復習課“溫故知新”的目的.