自制家庭電路演示板的應用
——以人教版“電功率”概念教學為例

湖北省武漢市光谷實驗中學(430223) 丁 萌

1 “電功率”概念教學存在問題

電功率概念抽象難懂，與生活聯系緊密，具有較強的綜合性和實用性，是初中物理的重難點內容之一。雖然學生具備一定的電學基礎，但仍無法感知實際家庭電路中電流做功情況，電功率教學涉及安全用電，學生更無法分組實驗探究，這無疑加大了教學難度。以筆者近3年9年級電功率概念引入為例：第1年，類比機械功率，理論推導引出電功率，費時費力，效果差；第2年，播放教參視頻引入新課，學生觀看視頻，老式電能表鋁盤的轉動黑點很小，學生無法清晰比較電能表鋁盤轉動快慢，電功率的概念教學還是未能突破；第3年，筆者嘗試自制家庭電路演示板，將其應用在“電功率”概念教學中，在課堂進行實驗探究，學生輕松掌握。

2 自制家庭電路演示板及其“電功率”概念教學中的運用

2.1 自制家庭電路演示板介紹

該家庭電路板由電能表、空氣開關、燈座、插座和按鈕開關組成(見圖1)。左上面兩個燈座并聯，由對應下面的按鈕開關分別控制；右上面兩個燈座串聯，由右邊的開關控制；下面的插座兩兩并聯。家庭電路演示板實物圖如圖1所示，電路簡化圖如圖2所示。

圖1 實物圖

圖2 電路圖

2.2 自制家庭電路演示板在“電功率”概念教學中的具體應用

活動一：創設情境，問題引入。

學生觀看視頻，思考樓道間電能表的指示燈閃爍快慢為何不同？目的是迅速把學生思維帶進物理課堂，激發學生學習興趣。

活動二：感知功率，提出猜想。

教師現場演示接入電吹風和浴霸兩種不同用電器，學生對比觀察電能表指示燈閃爍快慢情況。此活動操作十分簡單，學生自我感知效果非常明顯。通過此活動讓學生初步感知電流做功有快有慢，猜想快慢可能與接入的用電器有關。

活動三：定性驗證，初步建構。

電能表指示燈閃爍快慢與接入的用電器有什么關系呢？為了驗證猜想，學生現場對比觀察發現電吹風與浴霸銘牌上的功率不同，電吹風1 500 W，浴霸275 W。在活動二實驗的基礎上，學生猜想與用電器的功率有關，進一步觀察發現用電器上電功率越大，指示燈閃爍越快，知道電功率是描述電流做功快慢的物理量，初步完成電功率概念的建構。

活動四：定量計算，深化理解。

在活動三的基礎上，為了進一步深化理解電功率概念。圍繞實驗，編題計算。例題：若浴霸在20 s內電流做功5 500 J，電吹風在5 s內做功7 500 J。第一：比較浴霸和電吹風誰電流做功多？電吹風電流做功7 500 J，浴霸電流做功5 500 J，學生輕松得出電吹風電流做功多。第二，比較浴霸和電吹風誰電流做功快？浴霸在20 s內電流做功5 500 J，電吹風5 s內做功7 500 J，學生在潛移默化中掌握比值定義法，比較“浴霸”和“電吹風”電流做功快慢情況。這一活動的設計，不僅讓學生從定性認識電功率過渡到定量計算，掌握比值定義法定義電功率，還有效突破了電功和電功率概念易混淆這一知識難點。

活動五：學以致用，實驗探究。

生活中，各種不同的用電器，電功率各不相同。比如電熱水壺，如何實際測量電熱水壺的電功率，需要哪些器材？學生討論分析，自主設計實驗。學生在家庭電路演示板上，插上電熱水壺現場燒水1 min，全場學生現場數1 min電能表上指示燈閃爍的次數，用次數除以表盤上的參數，再利用公式P=W/t，現場演算得出電熱水壺實際電功率。這個環節的設計不僅突破了前面電能計算的難點，而且培養了學生用學以致用、舉一反三的能力。

3 自制家庭電路演示板在“電功率”概念教學中的效果測評

在自制家庭電路演示板的基礎上，學生理解了電功率，為了了解學生到底掌握得如何，用習題檢測。

習題1：請學生判斷：①電流做功快的物體一定做功多嗎；②用時少的物體一定做功快嗎；③功率大的物體一定做功快嗎？以往學生在判斷處理這些題目時，靠機械記憶去胡亂猜，判斷不準，能夠完全判斷正確的人不多。現在通過家庭電路演示版的演示，圍繞實驗計算判斷，學生可以很輕松理解得出電功率大小由做功多少和時間快慢共同決定，能輕松判斷出前兩個說法錯誤，后一個說法正確。

習題2：小明家的電飯煲說明書遺失，他利用家中的電能表和鐘表，測出了這個電飯煲的電功率。電能表上標有“1 600 imp/(kWh)”，測量時，小明只讓電飯煲工作，觀察到1 min內電能表轉盤轉過50轉，則他家電飯煲的電功率是多少瓦？以前學生在有關電功和電功率計算時，無從下手。現在現場演示之后，當堂檢測發現大部分學生會用電功率公式進行計算，算出電飯煲的電功率，對不懂的知識點，不再需要教師費時費力講解，只需結合演示板演示點撥即可。

4 總結和思考

(1)自制教具，可視性強。自制家庭電路演示板上的器材來源生活，制作簡單，操作簡便、現象明顯易于觀察，有助于學生體驗新知生成的過程，調動了學生學習物理的興趣和積極性。

(2)一物多用，綜合性強。此板雖然制作簡單但構思卻不簡單。除了引入電功率概念、測量用電器電功率外，還可以對比分析小燈泡亮度，引發學生認知沖突，作為測量小燈泡電功率的引入，甚至延伸拓展用于家庭電路的連接與組成，家庭電路的故障分析上。

總而言之，家庭電路演示板用法不單一，不拘泥于某個實驗固定用法，利用率高，綜合性強，可以多次循環搭配使用。當然，改進后的演示板還存在一些不足，比如沒有用電路圖的方式直觀顯示兩個燈座的串并聯情況。