比較法在初中電學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)課中的應(yīng)用①

宋穎英

(江蘇省太倉市浮橋中學(xué)，江蘇　太倉　215434)

①本文系“江蘇省太倉市吳志明正高級(jí)教師工作室”的研究成果之一.

比較法在初中電學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)課中的應(yīng)用①

宋穎英

(江蘇省太倉市浮橋中學(xué)，江蘇太倉215434)

①本文系“江蘇省太倉市吳志明正高級(jí)教師工作室”的研究成果之一.

摘要：怎樣提高初中電學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)課的實(shí)效？“比較法”是行之有效的教學(xué)方法，學(xué)生通過比較，分析實(shí)驗(yàn)異同，理解實(shí)驗(yàn)本質(zhì).實(shí)驗(yàn)故障是電學(xué)實(shí)驗(yàn)中常見的問題，通過比較故障產(chǎn)生的原因，設(shè)計(jì)并分類做好故障實(shí)驗(yàn)，可以提高實(shí)驗(yàn)專題復(fù)習(xí)課的實(shí)效，提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)綜合能力.

關(guān)鍵詞：初中物理；比較法；電學(xué)實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)故障

所謂比較法，就是比較幾個(gè)事物之間的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)的方法，找出它們相聯(lián)系的地方.在實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)課用比較法教學(xué)可以使知識(shí)融會(huì)貫通，開拓學(xué)生的思維，并培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力.初中電學(xué)實(shí)驗(yàn)是中考的重點(diǎn)和難點(diǎn)，主要有歐姆定律、伏安法測(cè)電阻、測(cè)小燈泡電功率三個(gè)重要實(shí)驗(yàn).很多學(xué)生在這一環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)中，對(duì)實(shí)驗(yàn)探究、故障分析等具體問題，感到無從下手.因此，做好這三個(gè)實(shí)驗(yàn)，用比較法分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒒瑒?dòng)變阻器在實(shí)驗(yàn)中的作用、多次測(cè)量目的異同，能使學(xué)生更好地理解實(shí)驗(yàn)和規(guī)律.筆者結(jié)合課堂教學(xué)實(shí)踐，從以下幾方面談比較法的具體應(yīng)用.

1比較實(shí)驗(yàn)異同，理解實(shí)驗(yàn)本質(zhì)

1．1比較實(shí)驗(yàn)電路圖

圖1

初中電學(xué)實(shí)驗(yàn)專題所用的電路圖基本相同.歐姆定律、伏安法測(cè)電阻的電路圖如圖1所示.伏安法測(cè)小燈泡電阻、測(cè)小燈泡電功率實(shí)驗(yàn)則將圖1中的定值電阻R換成小燈泡.

1.2比較實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒎椒ê驮?/p>

1.3比較滑動(dòng)變阻器的作用

滑動(dòng)變阻器作為電路中的重要組成部分，在這三個(gè)實(shí)驗(yàn)中，它的作用有以下相同點(diǎn)：

(1) 實(shí)驗(yàn)前，將滑動(dòng)變阻器的滑片滑至阻值最大端，起保護(hù)電路的作用.

(2) 通過改變滑動(dòng)變阻器接入電路中電阻的大小，改變電阻(或小燈泡)兩端電壓的分配，進(jìn)而改變電路中電流的大小.

由于三個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的不同，滑動(dòng)變阻器的作用有以下不同點(diǎn)：

(1) 歐姆定律實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器的作用是通過改變電阻兩端電壓值，獲得多個(gè)與電壓值相對(duì)應(yīng)的電流值，探究電流跟電壓的關(guān)系；控制電阻兩端電壓不變，獲得多個(gè)與電阻值相對(duì)應(yīng)的電流值，探究電流跟電阻的關(guān)系.

(2) 伏安法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器的作用是改變電阻兩端電壓，改變電路中的電流，獲得多個(gè)電阻的測(cè)量值，用多次測(cè)量取平均值的辦法，測(cè)出電阻值.

(3) 測(cè)小燈泡電功率實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器的作用是改變小燈泡兩端電壓，使之在U實(shí)>U額、U實(shí)=U額、U實(shí)

1.4比較“多次實(shí)驗(yàn)”的達(dá)成目的

2比較故障原因，理解故障實(shí)質(zhì)

實(shí)驗(yàn)中發(fā)生故障是在所難免的，關(guān)鍵在于發(fā)生故障后能否分析原因，排除故障，使實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行.近年中考電學(xué)實(shí)驗(yàn)試題中的故障分析頻頻出現(xiàn)，教師在電學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)教學(xué)中，比較不同故障產(chǎn)生的原因，總結(jié)一些共性的實(shí)驗(yàn)故障問題和一些特殊的故障問題，可讓中考實(shí)驗(yàn)故障分析體現(xiàn)在平時(shí)的學(xué)習(xí)中.

2.1示數(shù)異常性故障

圖2

以這三個(gè)實(shí)驗(yàn)的基本電路圖2為例，接通電路后，經(jīng)常出現(xiàn)的相同故障有：(1) 電流表有示數(shù)，電壓表無示數(shù)；(2) 電流表無示數(shù)，電壓表有示數(shù)；(3) 電流表無示數(shù)，電壓表無示數(shù).

初中學(xué)生理論分析能力較弱，如果沒有實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，讓學(xué)生做故障分析，超越了學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，難度較大.因此，針對(duì)這三個(gè)問題，筆者在實(shí)驗(yàn)電路連接正常的情況下安排了以下三個(gè)故障實(shí)驗(yàn)：

(1) 拿去小燈泡，換接導(dǎo)線(如圖3)，即相當(dāng)于小燈泡短路.

閉合開關(guān)會(huì)發(fā)現(xiàn)：電流表有示數(shù)，小燈泡不亮，電壓表無示數(shù).引導(dǎo)學(xué)生分析：電流表與電源仍構(gòu)成回路，小燈泡因短路而不亮，電壓表相當(dāng)于在測(cè)一段導(dǎo)線兩端的電壓，由歐姆定律U=IR可知，當(dāng)導(dǎo)線的電阻約等于0時(shí)，導(dǎo)線兩端的電壓也等于0，所以電壓表沒有示數(shù).

(2) 拿去小燈泡(如圖4)，即相當(dāng)于小燈泡斷路.

閉合開關(guān)會(huì)發(fā)現(xiàn)：電流表無示數(shù)，小燈泡不亮，電壓表有示數(shù)，且約等于電源的電壓.引導(dǎo)學(xué)生分析：電壓表與電流表在同一回路中，由于電壓表的電阻很大，所以電流表幾乎無示數(shù)；小燈泡開路不亮.電壓表的“+”接線柱與電源的正極是相通的，“-”接線柱與電源的負(fù)極是相通的，此時(shí)測(cè)的是電源的電壓.

(3) 拿掉滑動(dòng)變阻器(或開關(guān)或電流表)，即相當(dāng)于滑動(dòng)變阻器(或開關(guān)或電流表)開路.

閉合開關(guān)會(huì)發(fā)現(xiàn)：電流表和電壓表均無示數(shù).引導(dǎo)學(xué)生分析：滑動(dòng)變阻器(或開關(guān)或電流表)開路，整個(gè)電路就斷開了，電流表和電壓表均無示數(shù).

2.2儀表接錯(cuò)性故障

初中學(xué)生初學(xué)電學(xué)實(shí)驗(yàn)，有時(shí)儀器接錯(cuò)卻發(fā)現(xiàn)不了，導(dǎo)致出現(xiàn)一些“奇怪”的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象無法解釋.因此，筆者在復(fù)習(xí)課中有目的地指導(dǎo)學(xué)生模擬儀器接錯(cuò)，讓學(xué)生通過錯(cuò)誤的經(jīng)歷體會(huì)故障，學(xué)會(huì)分析故障.

(1) 電壓表錯(cuò)接在滑動(dòng)變阻器的兩端

如圖5所示，閉合開關(guān)時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)：在向右調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片時(shí)，燈泡變亮了，電壓表的示數(shù)卻減小了；在向左調(diào)節(jié)滑片時(shí)，燈泡變暗了，電壓表示數(shù)卻增大了.

(2) 電流表和電壓表交換了位置

如圖6所示，閉合開關(guān)時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)：電流表無示數(shù)，燈泡不亮.電壓表的“+”、“-”接線柱仍能夠分別與電源的正極和負(fù)極相連接，相當(dāng)于在測(cè)電源的電壓，所以有讀數(shù)，且約等于電源電壓.

總之，在物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)課中運(yùn)用比較法教學(xué)，對(duì)教學(xué)重難點(diǎn)的突出，具有非常重要的作用，能使一些不容易直接從理論上理解的問題變得簡(jiǎn)單而直觀.通過這樣的比較和思考，可以加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，提升學(xué)生處理實(shí)驗(yàn)故障的能力，從而提高物理實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)的實(shí)效.

參考文獻(xiàn)：

[1] 教育部基礎(chǔ)教育司.走進(jìn)新課程[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2002.

[2] 金蘭平.淺議上好初中物理復(fù)習(xí)課的策略[J].物理之友，2014，30(2).