運用微課程提高物理實驗復習效率

徐 超

(南京市雨花臺中學 江蘇 南京 210012)

(收稿日期：2016-03-10)

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運用微課程提高物理實驗復習效率

徐 超

(南京市雨花臺中學 江蘇 南京 210012)

(收稿日期：2016-03-10)

微視頻是指短則30 s，長則不超過20 min的視頻短片，微視頻的內容涉及面廣泛，視頻形態多樣，制作方便.在平時教學中可以幫助我們將一些不方便現場演示的實驗加以演示，這樣既節省了寶貴的教學時間又可以讓學生有多種感官刺激，方便知識的建構.在高三實驗復習課適當地制作微視頻在課堂中穿插使用可以起到事半功倍的效果.

微視頻 電源電動勢 效率

近年高考越來越重視對學生實驗能力的考查，尤其是針對實驗過程中的一些細節問題.高三實驗復習課，時間緊任務重，要想在課堂上把每個細節分析清楚困難重重.雖然新授課時已經做了實驗，仍然有很多學生容易遺忘和難以區分的地方.有的學校采取重新做一遍實驗的方法，可是由于課時的限制，難以實現，另外有一些實驗(如水果電池)沒有辦法在課堂上完成，微視頻給我們提供了一個很好的方式解決課時不足的問題.

下面就“測定電源電動勢和內阻”一課，談一下

彈，不計空氣阻力，問炸彈扔下后在空中如何排列？

(3)一人站在輪船二層甲板上，以最大速度奔跑想跳入水中.由于一層甲板過長，每次都只能跳到一層甲板邊緣而不能跳入水中.有人建議在人以最大速度奔跑過程中，讓輪船向相反方向以速度v勻速運動.請問這種情況下人能否跳入水中？

(4)在勻速向前行駛的汽車車廂內，前后車窗上各趴有一只蜜蜂，當兩只蜜蜂同時相對車廂以同樣的速度向對方車窗飛去時，問前車窗的蜜蜂先到達后車窗還是后車窗的蜜蜂先到達前車窗？

筆者在教學中把這4個問題放在了課堂的最后，讓學生分小組討論，取得了很好的效果.

3.4 深度挖掘物理學史 增加學生學習興趣

雖然上課前學生對牛頓第一定律內容就有所了解，但他們只知道亞里士多德的觀點總是錯的；只知道伽利略做了個理想實驗就得到了牛頓第一定律；練的最多的是通過慣性程式化地解答相關的問題[1].我們有必要給亞里士多德平反：他是古希臘哲學家中最博學的人物，是一位百科全書式的科學家，他的著作涉及邏輯學、哲學、神學、物理學、天文學、生物學、心理學、政治及文學等.亞里士多德對世界的貢獻無人可比.而伽利略的貢獻也絕不僅僅局限于一個理想斜面實驗：真實實驗和理想實驗相結合，經驗和理性(包括數學論證) 相結合的方法，是伽利略對近代科學的重大貢獻.愛因斯坦是這樣評價的：伽利略的發現以及他所應用的推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標志著物理學的真正開始；物理學發展史上幾乎所有重要的基本理論的建立，都是在理想實驗的幫助下完成的.牛頓所做的工作也不僅僅是進行了總結，更是從物理上賦予了明確的內涵，這其中包括慣性和力作為科學概念的提出，以及慣性參考系等，同時明確了力和運動及變化之間的直接因果關系[1].

1 人民教育出版社課程教材研究所，物理課程教材研究開發中心． 物理教師教學用書物理·必修1 ． 北京：人民教育出版社，2015.124～143

2 鄭曼瑤,張軍朋.“牛頓第一定律”教學的創新設計．物理教學探討，2014(8)：66～68

3 劉炳昇,楊樹崤.基于轉變學生錯誤前概念的課堂教學設計．物理之友，2015(9)：9～11

4 陸星琳,邢紅軍,張婷玉.高中“牛頓第一定律”的高端備課．物理教師，2014(3)：12～14

如何使用微課程提高復習課的效率.這一實驗有這樣幾個方面需要我們特別注意：實驗儀器的選擇，實驗電路的選擇及誤差分析，伏阻法及安阻法電路分析等等，每個重點都可以讓微視頻幫助我們排憂解難.

首先，在上課前請兩名學生重新做一下這個實驗，然后錄制成微視頻，把浪費的時間剪輯一下再配上解說，這樣在課堂上用兩分鐘左右就可以讓學生重新溫習一下這個實驗，同時讓其中一名學生談一下實驗中的困惑和失誤，然后讓其他學生討論指出他們實驗中出色完成或不足的地方，這也是很多學生不注意的地方，這樣既體現了合作探究，也有利于所有學生掌握實驗，對實驗基本原理和步驟了解清楚.

1 難點突破一 實驗儀器的選擇

實驗儀器的選擇是學生容易錯誤的地方，電壓表還好，可以根據電源電動勢來選擇，電流表及滑動變阻器的選擇很多學生基本靠蒙.

【例1】用電流表和電壓表測定電源的電動勢和內阻的實驗，電路圖如圖1所示，供選用的器材有( )

A．電流表(量程0～0.6 A，RA=1 Ω)

B．電流表(量程0～5 A，RA=0.6 Ω)

C．電壓表(量程0～3 V，RV=5 kΩ)

D．電壓表(量程0～15 V，RV=10 kΩ)

E．滑動變阻器(0～10 Ω，額定電流1.5 A)

F．滑動變阻器(0～2 kΩ，額定電流0.2 A)

G．待測電源(一節一號干電池)、開關、導線若干

圖1 測電源電動勢和內阻實驗電路圖

(1)實驗中電流表應選用______，電壓表選用______，滑動變阻器選用______.(用字母代號填寫)

(2)引起該實驗系統誤差的主要原因是______.

以前教學過程筆者往往直接告訴學生電流表應采用小量程，他們在機械記憶的同時不免產生疑問：為什么必須這樣，于是我們設計了一個用數字電流表測量電源電流變化的實驗，可以看到在短期內電流發生了很大變化，說明電源內阻發生了比較大的變化，用微視頻錄制并且播放給學生看，這樣學生就很容易明白測量過程中，不允許出現大電流，大電流會引起內阻變化，實驗時自然不需要采用大量程電流表，電流表的選擇困難迎刃而解.

滑動變阻器的選擇亦是如此，到底是選擇10 Ω還是2 000 Ω的電阻，學生往往也是不知其所以然，這時筆者做了一個對比實驗的微視頻，用2 000 Ω的調節，發現在較大的范圍內，電流表的示數幾乎為零，而在較小的一段突然增大，而用10 Ω的滑動變阻器電流逐漸變大.學生看完以后，頓時明白應該選擇小電阻調節.這種微視頻的效果是語言無法替代的.

2 難點突破二 電路的選擇及誤差分析

而對于電路的選擇及誤差分析，則應該利用微視頻拓展課堂教學，誤差的分析在課堂上不可能得到充分的討論，筆者在課堂上主要利用圖像法講解兩種電路的誤差，有的學生并沒有完全接受.

(1)電流表相對于待測電阻(電源內阻)外接

電路圖如圖2(a)所示，電壓表讀數是真實值，而電流表讀數不是通過電源內阻電流的精確值，電壓越大誤差越大，可以得到如圖2(b)所示的圖像，進一步分析，實測的E和r都小于真實值.

圖2 電流表相對電源內阻外接

(2)電流表相對于待測電阻(電源內阻)內接

電路圖如圖3(a)所示，電流表測量是真實的，而電壓表讀數不是電源內阻兩端電壓的精確值，電流越大誤差越大，可以得到如圖3(b)所示的圖像，進一步分析，E測=E真，r測>r真.

圖3 電流表相對電源內阻內接

兩種電路都存在系統誤差，若電源內阻較小時，不能采用圖3(a)中的測量電路，盡管電動勢的測量值準確，但內阻的測量誤差很大，因此要選用圖2(a)所示的測量電路.

于是筆者將公式法和等效法分別錄制了兩個微視頻供不理解的學生自由觀看，拓展了課堂教學的空間，實踐證明教學效果很好.

3 難點突破三 對于伏阻法及安阻法電路

(1)用電流表和電阻箱測E，r(又叫安阻法)

如圖4所示，由E=IR+Ir可知，如果能得到I和R的兩組數據，也可以得到關于E和r的兩個方程，于是能夠從中解出E和r.這樣，用電流表、電阻箱也可以測定電源的電動勢和內阻.

圖4 安阻法電路圖

(2)用電壓表和電阻箱測E和r(又叫伏阻法)

圖5 伏阻法電路圖

4 結束語

從實際教學效果來看，微課程增大了課堂的容量，降低了學生學習的難度，取得了很好的教學效果，雖然教師的課前準備時間會大大增加，但是對于高三復習階段提高教學效率是很有必要的.