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高中物理实验如何导学

2014-10-17沈惠清

理科考试研究·高中 2014年8期
关键词:电路图电动势灯泡

沈惠清

实验是高中物理知识形成和发展的基础,实验课是高中物理重要的课型,也是最具探究味的物理课型,如何充分发挥学生在高中物理实验学习中的主观能动性,发展学生的思维呢?笔者认为还需要教师主导性作用的发挥,教师的主导性作用的发挥在于引,而不在于灌,本文就实验课如何导学结合实践谈几点笔者的看法,望能有助于教学实践.

一、导学案如何设计

有序的设计能够促进学生思维更好地发展,为了更好地导学,笔者认为要有导学案,导学案要有一定结构,不能是简单的知识或问题排列,笔者在实验导学案的设计上基本上都按照如图1所示的框架.

借助于导学案引导学生自主分析物理实验,摒弃传统的老师想讲实验,最后学生简单走个过程的灌输式实验教学.学生从实验的目的出发,从大脑中搜索原有知识和实验方法,从自己的知识和经验出发设计方案,接着按照自己的方案进行实验操作,当然这里面还涉及到实验方案是否可行,可行不可行做就知道,如果结果与实验目的偏离太远,说明自己的方案出现问题,可以猜想问题出现在哪里,带动思维的进一步发展,提高规律发现的主动性.本文重点从引导学生预习这个视角进行实验导学案作用的分析.

二、设疑式地导入,激发学生兴趣

兴趣是最好的老师!物理实验导学案的开始也要有能够吸引学生注意力的地方,把学生的心悬起来.

例如,“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验,笔者设计导学案时,设置真实的情境.初中都学习过伏安法测电阻,改变电压,通过电阻的电流也随之改变,但是电压与电流的比值不变,如果以电流I为纵轴,[JP2]以电压U为横轴,作出I-U图象为一条过原点倾斜直线.最近高二物理备课组教师在实验室用伏安法测灯泡的电压和电流时,最后用描点法得得到的小灯泡的I-U图象却是一条过原点的曲线,为什么是这样呢?请同学们解释这个现象.借助于这个情景制造认知冲突,激发学生想知道其中的原因,自然很想去了解,做这个实验用什么电路图?如何处理的?现象说明什么问题?等一系列问题.带着问题顺着导学案的内容进行预习,提高预习的效果.[JP]

三、引导学生预习的内容设置

从图1的实验导学案框架来看,有两个部分内容.

1.学习目标

每节课都应该有明确的学习目标,对于物理实验课亦不例外,设计导学案时,要借助于简练易懂的文字描述让学生知道这节课有哪些学习目标,确保探究活动有的放矢.

例如“测量电源电动势和内阻”实验,笔者设置如下4个学习目标.

①自主设计实验,分析并总结出测量电源电动势和内阻的实验室方法,熟悉量化测量的实验步骤.

②理解该实验的实验原理,从闭合电路欧姆定律出发,学会用公式法和图象法处理实验数据,并比较、总结出图象法的优越性.

③从误差分析得角度,了解教材中各个实验电路图在实验时的系统误差来源,分析不同电路图测量得出E和r与真实值的比较.

④仔细观察实验,真实记录并处理数据,养成良好的实验习惯,提升科学素养.

给学生体现出学习目标,在于让学生一开始就对实验有一个整体性认识,了解学习目标继而思考自己应该要怎样努力才能达到这样的目标.

2.引导学生读课本

提出学习目标后,如何实现呢?借助于具体的问题引导学生回归课本,带着问题,在解决具体问题的过程中实现原有知识的应用和新问题的生成.

还以“测量电源电动势和内阻”这个实验为例,笔者在引导学生读课本这个环节上设置了如下几个具体的导学情境.

思考题:如图2所示电路图,两节型号和牌子都相同的干电池:电池1和电池2,在实验中发现,当开关分别接1和接2时,小灯泡的亮度存在着明显的差异,开关接2时的亮度要比接1暗很多,请结合生活经验猜一猜,出现这种现象的可能原因有哪些?

这个问题学生有生活经验,很多的学生会认为电池1和电池2的电动势不同,电池2用久了,电动势明显减少了.

问题1:如何测电池的电动势?引导学生想到用电压表直接接电源两端去测量,很多学生跃跃欲试,想去证明自己想法.这个时候可以提供电压表让学生自己去尝试,尝试的结果,电池1和电池2的电动势差不多都是1.5V,电池2电动势稍微小点,但不是明显小.这样一来,学生的疑问自然生成.

问题2:如果不是电动势差异明显,又是什么原因导致了灯泡亮度明显的差异呢?

学生在思考这个问题时,很自然地用到了闭合电路欧姆定律,经过思考肯定是电路中的电阻不同,由于是同一个灯泡,所以是2个电池的内阻存在着明显的差异.

问题3:如何测量电源的电动势及内阻?教材中给了哪几种方法?

引导学生带着这个问题阅读课本.当然学生的自主阅读肯定是有问题的,这恰是进一步交流的重要材料.在教材自主学习的引导上要注意条理性.

根据教材中的几种做法,设置导学案如下(以教材中的方案一为例,方案二、方案三的导学案设计基本一样略):

[HT6][JB({]1.方案一中用到的实验器材有:.

2.除电源、电键外,方案一中所选器材都起到了怎样的作用?

3.列出方程并求解方程:

解得:[CD#5][JB)][HT]

为了鼓励学优生自主创新,还设置了留白项.

问题4:除了教材中的3种方案,你还能想到哪些实验方案,并画出电路图?

设计导学案的主要目的,是让同学通过对课本上所给出方案分析,了解实验中所要用到的实验器材,了解各实验器材在实验中起到的重要作用,从而,对自己所设计的实验方案有所反思和改进.实践中笔者和学生交流后发现,相当大一部分学生能够自主比较三种方案,发现三种方案所用实验器材虽然不同而实质是一样的.

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