高中物理教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)發(fā)展與開發(fā)
——以探究電源的輸出功率為例

王召亮

(江蘇省泗陽縣實(shí)驗(yàn)高級(jí)中學(xué) 223700)

隨著時(shí)代的發(fā)展和素質(zhì)教育的推進(jìn)，現(xiàn)代高中物理教學(xué)中需要將理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)之間結(jié)合起來，讓學(xué)生既能懂得知識(shí)又能在實(shí)踐方面得以提升，最終達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量，降低理解問題的目的.由于高中物理教學(xué)中涉及到的內(nèi)容比較復(fù)雜，因此本次主要選擇了電源的輸出功率為例來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)發(fā)展與開發(fā)的研究為主題.通過理論性教學(xué)與實(shí)踐性實(shí)驗(yàn)的結(jié)合不僅能讓學(xué)生牢固掌握物理知識(shí)，更加能促進(jìn)他們的動(dòng)手能力，為日后發(fā)展創(chuàng)造條件.

一、高中物理教學(xué)中的現(xiàn)存問題

我國素質(zhì)教育開展目前處于初級(jí)階段，學(xué)校教育中仍然存在著很多傳統(tǒng)教育思想，這對教育工作的順利開展造成了影響，在物理實(shí)驗(yàn)方面不是很重視，將更多的重點(diǎn)放在了學(xué)生記憶上的強(qiáng)化，甚至認(rèn)為物理實(shí)驗(yàn)會(huì)占用過多的時(shí)間導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)操作被一些簡單的講解而代替.這樣的方式一方面會(huì)降低學(xué)生對物理知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣，另一方面也會(huì)導(dǎo)致學(xué)生的探究性受到影響，導(dǎo)致教學(xué)效果不佳.同時(shí)，在課堂教育中學(xué)生始終不能處于主導(dǎo)位置，對所學(xué)習(xí)的知識(shí)總是知其然而不知其所以然，長時(shí)間以來學(xué)生的成績會(huì)受到影響，甚至也會(huì)導(dǎo)致學(xué)生的思維發(fā)展和創(chuàng)新能力受到阻礙.教師這種對于實(shí)驗(yàn)的開發(fā)和應(yīng)用的不重視使得學(xué)生很難理解抽象的物理知識(shí)，雖然表明上已經(jīng)掌握了相關(guān)內(nèi)容，但事實(shí)上學(xué)生的接受度比較差，也很難達(dá)到預(yù)期教學(xué)效果，對此教師還需要及時(shí)的調(diào)整教學(xué)計(jì)劃，能結(jié)合學(xué)生實(shí)際以及教學(xué)內(nèi)容來科學(xué)實(shí)施教學(xué).

二、高中物理教學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)展與開發(fā)的重要作用

物理知識(shí)的學(xué)習(xí)本質(zhì)在于探究其根本奧秘，而實(shí)驗(yàn)這是能夠降低物理抽象性，提高感官體驗(yàn)的一種教學(xué)方法.通過實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用學(xué)生能感受到物理現(xiàn)象中的樂趣，并能夠?qū)⒃境橄蟮闹R(shí)更加具象化的理解，提高知識(shí)掌握性和應(yīng)用性.通過科學(xué)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)生能在教師的引導(dǎo)下逐步掌握物理知識(shí)的探究過程，通過對實(shí)驗(yàn)對象、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析來推導(dǎo)出物理現(xiàn)象的發(fā)生原理及規(guī)律，提高學(xué)生科學(xué)探究的能力，觸發(fā)他們對問題分析的主動(dòng)性和實(shí)際問題解決的能力.這對于學(xué)生未來發(fā)展將產(chǎn)生重要意義，是直接影響其一生的重要方法.

三、以探究電源的輸出功率為例研究物理實(shí)驗(yàn)的發(fā)展與開發(fā)

1.課堂導(dǎo)入實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

物理教學(xué)開展中首先教師要重視起課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)，找到適合學(xué)生并且容易引發(fā)學(xué)生興趣的課堂導(dǎo)入方式，為良好的課堂開展奠定基礎(chǔ).首先，在“電源的輸出功率”的知識(shí)授課中，首先可以利用“滑動(dòng)變阻器改變燈泡亮度”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)，讓學(xué)生更加直觀的看到實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果，提升他們整堂課的興趣和注意力集中度，為后續(xù)的教學(xué)開展創(chuàng)造好的條件.

教師要準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材：小燈泡、滑動(dòng)變阻器、單刀開關(guān)、導(dǎo)線以及干電池等.根據(jù)圖1的提示連接實(shí)驗(yàn)器材，先向最大阻值滑動(dòng)變阻器.然后找?guī)酌瑢W(xué)上講臺(tái)進(jìn)行操作，先將滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)到最大阻值，然后由另一名同學(xué)再逐漸的推動(dòng)滑動(dòng)變阻器一直到滑動(dòng)至最小阻值.在實(shí)驗(yàn)中讓學(xué)生觀察燈泡的亮度發(fā)生了什么樣的變化.并提出問題：①小燈泡的了亮度和滑動(dòng)變阻器之間的關(guān)聯(lián)性?②在什么位置上設(shè)置滑動(dòng)變阻器能讓小燈泡最亮？

然后進(jìn)入課堂討論環(huán)節(jié)，通過實(shí)驗(yàn)學(xué)生很容易就看出燈泡亮度與滑動(dòng)變阻器之間的關(guān)系，從而得到結(jié)論“燈泡的亮度是由實(shí)際功率決定的”.

2.教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在正式進(jìn)行關(guān)于電源的輸出功率的實(shí)驗(yàn)中，教師需要準(zhǔn)備教學(xué)器材：直流穩(wěn)壓電源、郎威DISLab、單刀開關(guān)、計(jì)算機(jī)、導(dǎo)線、電阻圈、導(dǎo)線、電壓傳感器等.將實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行連接如圖2所示.

在采集數(shù)據(jù)的兩個(gè)接觸口分別插入和連接電流和電壓傳感器，然后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上；電阻箱電阻大小用R表示，一般用常量表示電源電動(dòng)勢E，一般控制在6V，用1Ω設(shè)置電阻箱的初始值，促使電阻變大，讓學(xué)生觀察電流值得變化，并對各項(xiàng)變量數(shù)值進(jìn)行保留，將電阻阻值輸入到變量R一欄中.

設(shè)置各項(xiàng)公式為“P=U4*I1”“PO=E*I1”“n=P/PO”，將電源效率、輸出功率以及電源功率自動(dòng)計(jì)算出來.

(2)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

通過數(shù)據(jù)的顯示我們可以看出，如果在10Ω左右控制其外阻值，這樣就會(huì)得到最大的電源輸出功率.圖3中我們可以看出R=10Ω時(shí)P=0.9870是最大值.因此結(jié)論為：當(dāng)電源內(nèi)阻值等于外阻時(shí)電源的輸出功率為最大.

(3)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

通過對實(shí)驗(yàn)的分析教師可以讓學(xué)生利用公式來對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行二次驗(yàn)證，并在這個(gè)過程中適當(dāng)給予指導(dǎo)，并在學(xué)生驗(yàn)證以后利用學(xué)生的結(jié)論來做出總結(jié)和評(píng)價(jià).當(dāng)驗(yàn)證結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同的時(shí)候就說明了實(shí)驗(yàn)的正確性.

在本節(jié)電源的輸出功率實(shí)驗(yàn)探究課程中所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)課程直觀性比較強(qiáng)，對于學(xué)生的知識(shí)理解性提高有著一定作用.同時(shí)，實(shí)驗(yàn)過程簡單便捷，能夠摒棄傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中的一些繁瑣過程，對于提高學(xué)生注意力有著一定幫助.從本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)中可以看出，高中物理教學(xué)是需要將理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)合實(shí)施的，教師可以結(jié)合課程內(nèi)容來不斷的豐富教學(xué)實(shí)驗(yàn)，積極利用現(xiàn)代化的教學(xué)設(shè)備和方法設(shè)計(jì)出較為靈活的物理實(shí)驗(yàn)方案，增加學(xué)生對物理知識(shí)的探究主動(dòng)性和學(xué)習(xí)興趣，以便于能真正的提高學(xué)習(xí)效果，促進(jìn)學(xué)生未來發(fā)展.