●劉永樹

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用整合引發(fā)生成——以《測量小燈泡的電阻及電功率》復(fù)習(xí)課為例

●劉永樹

《測量小燈泡的電阻》和《測量小燈泡的電功率》分別是人教版初中物理第十七章第3節(jié)和第十八章第3節(jié)的內(nèi)容，都分為三個教學(xué)環(huán)節(jié)：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)展開與數(shù)據(jù)收集、分析與討論。筆者在復(fù)習(xí)這兩節(jié)內(nèi)容時，將教材與實(shí)驗(yàn)資源進(jìn)行整合，收到了較好的教學(xué)效果。

一、整合資源，引導(dǎo)生成

把課程資源整合好，能最大限度地發(fā)揮課程的應(yīng)用價(jià)值，生成新的問題情境，推動學(xué)生的認(rèn)知向更高層次發(fā)展。

師：請同學(xué)們回憶《測量小燈泡的電阻》和《測量小燈泡的電功率》兩個實(shí)驗(yàn)過程，兩個實(shí)驗(yàn)對應(yīng)的原理分別是什么？

師：根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，請第1，2，3，4小組畫出《測量小燈泡的電阻》的電路圖，第5，6，7，8小組畫出《測量小燈泡的電功率》電路圖。完成任務(wù)的小組推選代表將電路圖展示在黑板上。

組1：設(shè)計(jì)的電路圖如下（圖1所示）。

圖1

組6：設(shè)計(jì)的電路圖如下（圖2所示）。

圖2

師：對比兩個實(shí)驗(yàn)，你能發(fā)現(xiàn)兩個實(shí)驗(yàn)有哪些相同點(diǎn)？

生1：實(shí)驗(yàn)器材相同，兩個實(shí)驗(yàn)的電路圖也相同。

生2：都要測量通過小燈泡的電流和小燈泡兩端的電壓。

生3：滑動變阻器的作用相同，用于改變電壓和電流。

生4：都要測量多次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

生5：多次測量目的相同，都是尋找物理量的變化規(guī)律。

生6：實(shí)驗(yàn)步驟相同。

師：兩個實(shí)驗(yàn)有哪些不同點(diǎn)？

生7：實(shí)驗(yàn)原理不同。

生8：計(jì)算值不同，《測量小燈泡的電阻》是為了計(jì)算小燈泡的電阻，《測量小燈泡的電功率》是為了計(jì)算小燈泡的實(shí)驗(yàn)功率。

師：你們觀察得很仔細(xì)，思考問題很深入，很全面。正如你們所說，這兩個實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)電路等有許多相同之處，今天我們就將這兩個課題放在一起學(xué)習(xí)。這兩個實(shí)驗(yàn)的研究對象都是小燈泡，關(guān)鍵點(diǎn)就是要改變小燈泡兩端的電壓和通過小燈泡的電流，同學(xué)們千萬不要弄錯了實(shí)驗(yàn)對象。

這個環(huán)節(jié)，教師引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，將教材中相關(guān)聯(lián)的知識整合在一起，化復(fù)雜為簡單，使知識模塊化，從而提高了學(xué)習(xí)效率。

二、合作學(xué)習(xí)，厘清問題

小組合作學(xué)習(xí)為學(xué)生提供了安全、自由的環(huán)境。小組成員之間的互幫互助有利于調(diào)動全體學(xué)生主動參與的熱情。

師：請各小組推選代表在黑板上展示各處出現(xiàn)的電路故障。

組1：使用電流表時，有的同學(xué)選的量程是0到0.6A的量程，有的同學(xué)選的是0到3A的量程；使用電壓表時，有的同學(xué)選的是0到3V的量程，有的同學(xué)選的是0到15V的量程。使用電表時選什么樣的量程最好？

組2：閉合開關(guān)后，燈泡不發(fā)光，電流表指針不偏轉(zhuǎn)，這是由什么原因引起的？（經(jīng)檢查，電路中各處均接觸良好。）

組3：閉合開關(guān)后，燈泡發(fā)光，電流表、電壓表有示數(shù)，但無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器，燈泡兩端的電壓均不變，這可能是什么故障？（經(jīng)檢查，電路中各處均接觸良好。）

組4：電流表無示數(shù)，電壓表的示數(shù)接近電源電壓，這是由什么原因引起的？

組5：閉合開關(guān)后，無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器，燈泡兩端的電壓始終小于2.5V，這可能是什么故障？（經(jīng)檢查，電路中各處均接觸良好。）

組6：閉合開關(guān)后，無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器，燈泡兩端的電壓始終高于2.5V，這可能是什么故障？（經(jīng)檢查，電路中各處均接觸良好。）

愛因斯坦曾說過，“發(fā)現(xiàn)一個問題往往比解決一個問題更為重要?！睂W(xué)生通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了許多有價(jià)值的電路故障問題。這不僅培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力，還培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和探究興趣。

三、探究學(xué)習(xí)，追本溯源

教師將學(xué)生分成8個學(xué)習(xí)小組，每個小組選擇2個故障問題并想辦法解決。為了讓問題解決得快一些，教師要求每個小組先猜想故障可能產(chǎn)生的原因，再用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，最后用學(xué)過的知識論證。大約經(jīng)過十分鐘，各小組找出了引起電路故障的原因。

教師先讓學(xué)生組間交換意見，互換成果，再讓各小組推選代表匯報(bào)本組的成果，并將驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)在視頻展示臺上展現(xiàn)出來。

組1：使用電表時，當(dāng)電表的指針偏轉(zhuǎn)角度超過量程的三分之一，說明選擇的量程合適，讀數(shù)最精確；如果選電表的小量程，指針偏轉(zhuǎn)的角度仍然沒有超過量程的三分之一時，就要調(diào)高電源的電壓或減小滑動變阻器連入電路的阻值，使指針偏轉(zhuǎn)的角度超過量程的三分之一。

組2：可能是電源電壓太低；也可能是滑動變阻器量程太大，且滑片移到最大阻值處，導(dǎo)致電路中電流太小，小燈泡實(shí)際功率太小，發(fā)出的光微弱，以致人的眼睛覺察不到燈光。

組3：如果燈泡較亮，滑動變阻器是“上上”相連；如果燈泡太暗，滑動變阻器是“下下”相連。

組4：可能是小燈泡燈絲斷了，電路中電流中斷，所以電流表示數(shù)接近0，電壓表的示數(shù)接近電源電壓。

組5：可能是電壓低于2.5V；也可能是滑動變阻器量程太大，且滑動變阻器連的是“下下”端。

組6：可能是電源電壓太高（實(shí)驗(yàn)室用的電源電壓不會超過12V），最有可能是選用的滑動變阻器量程過小引起的。

（學(xué)生通過自主探究找出問題后，教師讓學(xué)生改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并分析、尋找物理量的變化規(guī)律。）

師：請第1，2，3，4小組做《測量小燈泡的電阻》實(shí)驗(yàn)，第5，6，7，8小組做《測量小燈泡的電功率》實(shí)驗(yàn)。各小組做好實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并推選代表發(fā)言：發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？（注：小燈泡的額定電壓為2.5V。）

組1：我們通過調(diào)節(jié)滑動變阻器阻值，多次改變小燈泡兩端的電壓，相應(yīng)地讀取通過小燈泡燈絲的電流，表一是我們記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

表一　測量小燈泡的電阻

以電壓為橫坐標(biāo)、電流為縱坐標(biāo)，I—U圖像如圖3所示。通過計(jì)算小燈泡的電阻，我們發(fā)現(xiàn)：小燈泡燈絲的電阻值是變化的，且隨著電壓的升高，其阻值變大。從圖像中也可以看出：溫度升高時，燈泡的阻值變大。我們認(rèn)為，多次測量小燈泡的阻值的目的是為了找電阻的阻值隨溫度變化的規(guī)律，即溫度升高，小燈泡的阻值變大。

組2：我們做的是《測量小燈泡的電功率》實(shí)驗(yàn)。通過調(diào)節(jié)滑動變阻器阻值，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表二所示。

表二　測量小燈泡的電功率

我們發(fā)現(xiàn)：小燈泡燈絲的實(shí)際功率是變化的，且隨著電壓的升高，實(shí)際功率變大。多次測量小燈泡電功率實(shí)驗(yàn)的目的是找出實(shí)際電功率隨實(shí)際電壓的變化規(guī)律，即實(shí)際電壓越高，實(shí)際電功率越大。

（作者單位：竹溪縣城關(guān)初級中學(xué)）

實(shí)習(xí)編輯孫愛蓉

責(zé)任編輯姜楚華