在高中物理實驗教學(xué)中滲透研究性學(xué)習(xí)課例分析

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在高中物理實驗教學(xué)中滲透研究性學(xué)習(xí)課例分析

◇甘肅張智

1“電池的研究課例”的分析及其研究

圖1

在高中物理《選修3-1》教材“恒定電流”一章中,在知識點上,有關(guān)于電源電動勢的定義和閉合電路歐姆定律的教學(xué)內(nèi)容．課本在設(shè)計中,有關(guān)于水果電池的電動勢的測定的研究．很多教師在實施教學(xué)的過程,往往會忽略這個實驗,使學(xué)生丟掉一次很好的研究性學(xué)習(xí)的機會．筆者在實施教學(xué)過程中,精心設(shè)計實驗過程,讓學(xué)生完成了如下環(huán)節(jié):

探究1電流大小與鋅片和銅片插進的深度關(guān)系.(學(xué)生通過動手實驗,發(fā)現(xiàn)電流大小與鋅片和銅片插進的深度有關(guān),深度越深電流越大.)

探究2電流大小與水果大小有無關(guān)系.(無關(guān))

探究3電流大小與水果所含的水分多少有無關(guān).(有關(guān),水分越多,電流越大.)

探究4電流與水果的pH值有無關(guān)系.(有關(guān),但并不是pH值越大,電流越大.)

探究5可能還跟電極的材料有關(guān)．

探究6可能與水果腐爛程度有關(guān).

探究7打成果汁呢?

在這個實驗探究過程中,大大激發(fā)了學(xué)生的興趣,興趣又促進學(xué)生更加深入地實驗和研究!從而更好地掌握了電池電動勢這一教學(xué)內(nèi)容,進一步為閉合電路歐姆定律打下了良好的實驗基礎(chǔ)．

2“怎樣把交流變成直流(選修3-2)”的課例及其研究

把交流轉(zhuǎn)化成直流的課題研究內(nèi)容豐富,首先讓學(xué)生借助示波器直觀感知交流和直流電,其次讓學(xué)生在學(xué)習(xí)了電阻、電容、電感、變壓器等元件之后,在實驗探究中更加深刻地感受其功能,還能讓學(xué)生對電路的設(shè)計能力和操作能力得到很好的訓(xùn)練．

2.1認識交直流示意如圖2所示.

圖2

2.2實驗方案及電路設(shè)計

1) 實現(xiàn)全波整流.

方案1橋式鏈路,如圖3所示.

圖3

方案2雙線圈全波整流電路圖,如圖4所示.

圖4

2) 實現(xiàn)濾波,如圖5所示.

圖5

這是一個綜合性極強的教學(xué)內(nèi)容,通過研究,強化了學(xué)生的動手能力及創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)．

3探究電容器的電容“實驗數(shù)據(jù)處理”課例及其研究

筆者在實施這節(jié)課的教學(xué)過程中,采用電壓和電流傳感器進行電容器的教學(xué)．描繪電容器充放電電流與時間的圖象,通過電流圖線與時間軸所圍面積,分別計算出不同充放電電壓下對應(yīng)的充放電電荷量,如圖6所示.

圖6

按照同樣的方法,得到電路中更換不同電容器時,充放電電壓和充放電電荷量,得到的數(shù)據(jù)如表1所示,并應(yīng)用Excle的數(shù)據(jù)處理、分析功能,進行數(shù)據(jù)分析,得出如圖7所示的Q-U圖象．

表1

圖7

從圖象可以看出,在誤差允許的范圍內(nèi),電容器兩極間的充放電荷量與其兩端的電勢差成正比,其比值定義為電容器的電容．在這里通過多媒體輔助手段,結(jié)合數(shù)字實驗設(shè)備,進行合理的數(shù)據(jù)分析和計算,科學(xué)探究實驗過程,很好地完成了電容器的電容這一概念教學(xué)．

物理是一門以實驗為主的科學(xué),實驗是解決物理問題的重要手段,是學(xué)習(xí)物理知識、研究物理問題的重要工具.它同時體現(xiàn)了重要的科學(xué)觀念：任何科學(xué)結(jié)論必須經(jīng)過實驗的考驗;同時實驗也是檢驗理論的最終標準．實驗是物理教學(xué)中一項重要的內(nèi)容,在具有實驗項目的教學(xué)中,教師要認真思考如何使學(xué)生理解這個實驗，如何使學(xué)生會做這個實驗等一系列問題,把實驗作為重要的教學(xué)內(nèi)容進行教學(xué)設(shè)計．在實施高中物理實驗教學(xué)的過程中,融合研究性學(xué)習(xí)的教學(xué)方法,使教學(xué)效果更好,學(xué)生能參與其中,無論從實驗設(shè)計、過程實施、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、誤差分析等方面,對學(xué)生能力的提升,都能起到綜合鍛煉的作用．

(本文系甘肅省教育科學(xué)規(guī)劃課題研究成果課題標號:GS[2014]GHBZ025)

(作者單位：甘肅省嘉峪關(guān)市一中)

研究進一步深入:該水果電池可以供電多久?繼而大家想到:一節(jié)干電池可以放電多久?一次性電池和充電電池原理有什么不同?哪些電池適合工業(yè)用?哪些適合消費性使用?電池的壽命多長?電池主要性能參數(shù)有哪些?電池種類到底有多少?……