【初中物理自助式电学实验案例】初中物理电学知识点

  物理学实验是人类认识世界的一种重要活动,是进行科学研究的基础.初中物理课程目标之一即是“使学生具有创新意识,能独立思考,勇于有根据地怀疑,养成尊重事实、大胆想像的科学态度和科学精神” .初中物理实验教学中,通过组成相对稳定的实验小组,让小组同学则根据老师安排的实验内容或自己选择喜欢的课题经过自主设计实验方案,自己调控实验过程,自助解决实验问题,完成整个实验步骤,分析得出实验结论.这种自助式实验教学可以最大限度的满足学生主体学习的需要,学生通过自主学习,不断提高发展.
  1 以问题引领的自助实验
  在初中电学的教学中,我们发现初中生会提出许多在老师看来非常浅显、非常幼稚的问题,但这的确是学生在认识过程中所产生的问题.这种情况下,老师再多的解释,也许都不如让学生亲自到实验室动手去做一做效果好.我们收集学生在课堂教学中所遇到的问题,设计成探究性的实验问题,然后组织学生用实验的办法解决.例如在初中电学刚入门时,学生对于电路连接、电路故障、动态电路的分析等等问题感到特别困难.我们将学生学习中遇到的困难设计成实验小课题,让他们到实验室连接电路、观察现象,或者自己设计实验来验证自己提出的问题.
  在刚学习电路时,初中学生对于电路出现短路特别不理解,为什么用导线将灯泡两端连接起来后灯泡不亮呢?明明这根导线要长一些,为什么还叫短路?我们设计如图1所示电路,让学生闭合开关后,用导线连接在L1两端,观察L1、L2的发光情况.当学生不是在纸上看电路图,而是在桌子上看见实物的连线,并亲自动手连接了灯泡的两端,即使用较长的导线,也确实看见灯泡不亮了,这时他会表现出特别的兴奋和乐于接受.
  同样,学生在学习电压表来判断电路故障时,很不理解为什么灯泡明明断开了,而它两端的电压表还有读数,而且读数还是电源电压?我们让学生按照如图2所示电路,连接实物后,观察两灯的亮度及电压表示数,然后将L2拧松,人为造成断路,观察电压表的示数变化.学生们观察到实验现象,轻轻地发出“哦”的惊叹,原来如此!学生们自己做了,看到了,才真切地相信了.当然,问题的真正理解还需要深入地分析.
  当学生在感受到可以用实验的办法解决疑难问题后,兴趣大增,他们动手的愿望更强,观察也更加仔细,在实验过程也会提出更多的问题.例如:他们会把老师拉到他们连好的电路旁说:“用干电池做电源时,两只灯泡并联,断开一只灯泡,另一只灯泡亮度应该不变,但你看这个实验中灯泡的亮度发生变化了,这是怎么回事?”;他们也会将其它小组的器材拿来起用,“如图3左所示连接电路,那么电路中的电压是多少呢?或者如图3右图所示连接,电压又是多少呢?”
  听到这样的问题,作为老师都会感受兴奋和为难,这些问题并不是这些刚开始学习电学的初中学生所能解决的,但是他们能观察到,能想到,并能大胆地提出来,这种可贵的精神实在是值得好好保护和发扬.可惜的是,我们只能说,“也许等一段时间,我们能用实验的办法来解答.”
  2 课外拓展的自助实验探究
  经过一段时间多次实验训练之后,学生的动手实践能力和思维能力都有一定的提高.我们建议有兴趣的同学可以自愿组成实验小组,将他们在学习或思考过程中遇到的问题提出来,写出一个实验申请单,上面注明想探究的问题、所需的实验器材、简要的实验步骤等等,交由老师检查后,为他们准备器材.同学们则可利用课余时间来完成实验任务.这种方式可以更灵活,学生可以不仅仅完成课本上的实验,也可以就自己“异想天开”的事情进行一些实验,时间也可以更灵活,讨论的问题也可以更加深入.
  例如,提出图3问题的同学,后来就做了这个实验并完成了一个简单的实验报告.
  他们“探究的问题:不同电压的电源并联后的相关规律.
  探究步骤:
  (1)测出三节干电池各自的电压;
  (2)将其中两节串联后再与第三节电池并联;
  (3)接入电阻;
  (4)分别测出各电源接入电路后电压和电阻电压;
  (5)测出各支路电流.”
  三个同学在完成这个实验过程中,我就再一旁观察,只要他们不提出问题,我就不主动回答或给出什么建议,除非有明显的操作错误.三个同学积极地做,并热烈地讨论,他们很快发现,两组电池单独测出的电压和接入电阻后电压有明显地不同.讨论没有一致意见时,我提醒他们干电池内部也会存在电阻,可以把干电池看做一个电源与一个小电阻串联.(当然,这个知识已经超出初学生的知识范围)多次测量后,实验结果也比较好了,他们甚至可以用欧姆定律来计算出电池的内阻.
  但问题很快又出现了.当用电流表测量各支路电流时,将电流表放在只有一节干电池这条支路时,明明电流表的正接线柱靠近这节电池的正极,却发现电流表的指针反转,说明电流方向不是从这节干电池的正极出来的.他们讨论后认为,应该是另一条支路上,电流从两节干电池的正极流出,“反冲”(学生发明的这个词很有意思)一节干电池本应流出的电流,所以造成这个实验现象,并得出一个结论:电流应是从电势高处流向电势低处(“电势”这个词不是初中物理出现的概念,最多在讲电压时类比过水位的高低).学生们真的是非常聪明!他们根据实验现象,可以建立模型来解释他们遇到的困难,并能提出新的概念.对他们来讲,这无疑是一个伟大的发现.
  学生的反思精神也是可敬的.在实验报告最后他们写道:“实验需要事先做好构想,实验时对实验的步骤要结合所学知识进行检查.对未学知识思考后寻求老师点拨,对实验结果分析时要符合事实.实验需要毅力!” 也许学生的认识不够全面,也许还有许多不足之处,但他们能够将好奇转化为科学的探究,在探究中体现了较好的科学方法和科学精神.这才是他们在此时所学的最重要的东西.

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