淺談對初中物理教材的二次開發——以蘇科版“探究串、并聯電路電流的特點”為例

祁廣春

(江蘇省揚州市生態科技新城杭集中學，江蘇　揚州　225111)

淺談對初中物理教材的二次開發——以蘇科版“探究串、并聯電路電流的特點”為例

祁廣春

(江蘇省揚州市生態科技新城杭集中學，江蘇揚州225111)

摘要：在初中物理實驗教學中，把靜態、穩定的教材內容轉變為開放、動態的教學內容是教師對教材的“二次開發”，它有助于引導學生開展自主性學習，有助于學生通過實驗直觀地發現實驗規律，同時也有助于培養學生的科學精神.

關鍵詞：實驗教學；電流的特點；二次開發

新課程改革倡導教師轉變教材觀，對教材的二次開發是教師依據課標的精神和要求，從學生的實際出發，對教材進行再加工、再創造，從而使之更好地適應具體的教學情境和學生的實際需求.筆者結合教學實際，對蘇科版初中物理教材中“探究串、并聯電路電流的特點”實驗教學進行了二次開發的嘗試，收到了較好的教學效果.

1教材內容再現

在蘇科版九年級物理上冊第十三章第三節《電流和電流表的使用》的學生實驗“探究串、并聯電路電流的特點”中，教材首先安排了串聯電路實驗，給出了電路圖、實驗步驟和實驗數據記錄表格.然后讓學生對并聯電路進行探究，并提出設計實驗步驟和數據表格的要求.具體操作如圖1、圖2所示：

1.1　串聯電路

圖1

(1) 按圖1所示的電路圖連接好電路.猜一猜，閉合開關后，通過電路中A、B、C三點的電流IA、IB、IC間有什么關系？

(2) 把電流表串聯在電路中的A處，測出A處的電流.然后，再用同樣的方法測出B、C兩處的電流，將測得數據填入表格中.

(3) 更換不同的燈泡，再次測量A、B、C三處的電流，將測得的數據填入表1.

表1

(4) 比較測得的數據，可以發現什么規律？

1.2　并聯電路

圖2

(1) 猜一猜，如圖2所示的電路中，干路電流IA和支路電流IB、IC有什么關系？

(2) 設計實驗步驟和數據表格，進行實驗并收集證據.

(3) 分析實驗數據，可以得到的實驗結論是什么？

2對教材的二次開發

筆者對教材中的實驗表格、串聯實驗電路和并聯實驗電路進行了二次開發，情況如下。

2.1　對實驗數據表格設計的二次開發

(1) 在教材實驗表格中兩組實驗數據上增加一組數據要求，變為三組數據(如表2).這樣通過多組數據的分析，學生能更好地總結出實驗規律.同時，筆者選用了3種規格的燈泡：a為2.5V0.3A，b為3.8V0.3A，c為6.0V0.3A，把教材中“更換不同的燈泡再次測量A、B、C三處的電流”的要求明確為：a和b、a和c、b和c連接三個組別，這樣使得學生實驗的過程更具目的性，避免了實驗的隨意性，解決了學生在具體操作中手忙腳亂的問題，更加明確了不同的實驗電路狀態.

表2

(2) 在教材實驗表格中增加一項“電流關系”.本實驗是通過串、并聯電路中電流大小的數量關系的比較，讓學生分析出串、并聯電路的電流特點，在數據表格中給出“電流關系”這項內容更能凸顯教學的實驗目的，使實驗表格更具有效性和針對性.

(3) 改變了電流I的三個小的注腳.變三次電流IA、IB、IC為I、I1、I2，這樣一者讓學生知道是電路中不同的三處電流，二者明確是通過“整個電路”、“燈L1”和“燈L2”這三個研究對象的電流，為實驗結論的數學表達式做好鋪墊.

2.2　對串聯實驗電路的二次開發

圖3

如圖3所示，實驗電路圖改一個電流表為三個電流表，同時連接在電路對應的A、B、C三處，并表明三個電流表的小注腳，對應于數據表格中的I、I1、I2.筆者長期教學中發現，學生在實驗中，把電流表串聯在電路中分別測量A、B、C三處的電流時，三次電流值有一定的差異，很難直觀地通過實驗數據得到串聯電路的電流特點.分析原因，主要由于學生在拆卸電路時，接線柱連接線松緊造成接觸電阻大小不等，還有三次讀數的相對誤差的原因.通過對教材實驗電路的二次開發，一是對學生的電路連接實驗提出更高的要求；二是實驗中讓學生將三只電表并排放在實驗桌上，讀數時減小了相對誤差，也避免了重復卸裝電路的過程；三是避免了學生在拆卸電路改變電流表位置的同時變換燈泡，導致三處電流相差較大，造成實驗錯誤，從而無法通過實驗數據得到串聯電路的電流特點.

2.3　對并聯實驗電路的二次開發

圖4

如圖4所示，實驗電路圖中也改一個電流表為三個電流表.筆者在學生實驗中，發現學生把電流表分別連接在干路和兩條支路中，根據測出的三次電流IA、IB、IC的數值，很難得到并聯電路的電流特點.分析原因，主要原因是把電流表分別連接在干路和兩條支路中，由于電源和電流表存在內阻，而這個內阻對實驗的影響，導致三種情況下的電路狀態發生了變化，三次電流IA、IB、IC的數值不再是同一電路狀態下的并聯電路的電流值，故根據它們的數量關系也就很難直觀地得到并聯電路的電流特點.通過對并聯實驗電路的二次開發，測出的每一組電流值I、I1、I2就不會因為電源和電流表的內阻而出現教材實驗中系統誤差過大的問題，同樣在讀數時也減小了讀數的相對誤差，通過每組數據的分析，學生就能直觀地得到并聯電路的電流關系.

3教學反思

筆者在教學中對教材中實驗進行二次開發，一者能通過實驗更直觀地得出實驗結論；二者解決了學生實驗中常出現的矛盾；三者也激發一部分學生對該實驗結論的好奇心和求知欲.

同時在實驗中，也出現這樣的現象：兩只不同規格的燈泡串聯時，一只燈泡較亮，另一只燈泡較暗.細心的學生進一步發現，串聯中兩只燈泡改為并聯時，那只較暗的燈泡比亮的燈泡更亮！實驗后學生們討論發現：燈泡亮說明有電流通過該燈泡，而通過兩只串聯燈泡的電流是相等的，說明電流不是燈泡亮暗的主要因素，從而給學生留下探索的課題.

總之，物理探究實驗的迷人之處是多方面的，神奇的現象令我們大開眼界，成功的結果使我們心滿意足，然而最具有魅力的恐怕首推實驗的設計構思.我們要不斷地挖掘實驗中的巧妙構思，引導學生在科學探索的實踐中不斷發展.

參考文獻：

劉炳昇，李容.義務教育教科書物理九年級上冊[M].南京：江蘇科學技術出版社，2014.