实验为“根” 思维为“魂”——以测定电池E、r的实验教学为例.pdf

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1、1O中小学实验与装备2015年第3期第25卷实验教学研究与应用实验为“根"思维为“魂”——以测定电池E、r的实验教学为例江苏省无锡市梅村高级中学(214112)沈志斌物理学是以实验为基础的科学，科学的本质是2．2教学目标求真，求真过程即思维发展的过程。本节课的教学目标定位如下：(1)经历用电流表、电压表和滑动变阻器测定1问题提出U—J值，绘制U—J图像求E、r值。测定电池的电动势和内阻的学生实验，教材提(2)经历用电流表和电阻箱测定卜一R值，通供了3种实验方案：一是电压表、电流表、滑动变阻过坐标变换绘制i／1一R图像求E、r值。器法；二是电流表、电阻箱

2、法；三是电压表、电阻箱(3)经历用电压表和电阻箱测定—R值，通法。过坐标变换绘制1／U一]／R图像求E、r值。关于数据处理，对于第一种实验方案，教材既2．3实验器材的选配介绍了解方程组法，又介绍了图像处理法，并指出电池：R2OP／DSIZE／SUM一1／．5V高功率碱相比于解方程组，图像处理误差更小、更简便、更直性电池(旧)；观。教材提供的范例是要求学生用图像法处理。电流表：JO4O7(O—O．6-3A)双量程电流表；对第二、三种实验方案，教材没有介绍图像处理法，电压表：JO4O8(O-3—15V)双量程电压表；笔者猜测其原因是第二、三种实验方案中，电

3、流强滑动变阻器：D—HD～L20／2；度与电阻、或路端电压与电阻成非线性关系，不经电阻箱：J2362—1(0—99999n)；过变量转换，无法得到线性图像。电键、导线。学校教学的现状是，多数学校只要求学生按照2．4实验过程教材提供的第一种实验方案去做，这样的做法留有2．4．1电流表电压表滑动变阻器法后患。其一是学生缺失第二、三种方案的实验体[实验原理]实验电路图如图1所示，根据闭合验，有可能导致学生不会用电阻箱，因为学生此前电流欧姆定律U—E—，只要测出多组(U、j)数没有用过电阻箱；其二是学生缺失变量转换的思维据，如表1所示，在坐标纸上选取合适的标度

4、，画出训练。U—直线图像，轴上的截距为E值，直线的斜率的绝对值为r。2教学处理2．I学习理论根据美国学者、著名的学习专家爱德加·戴尔提出的学习金字塔理论，平均学习保持率(两周后保持的比例)与学习方式有很大关系。在听讲、阅图1实验电路图读、视听、示范、小组讨论、做中学、教别人共7种学[实验数据](数据来源于学生实验)习方式中，做中学的平均保持率为75，排7种学表1电流表、电压表、滑动变阻器法测量数据【，、J习方式的第二位，因而它是有效学习的方式。物理J／AO．060O．0800．i000．1400．1600．2000．2400．260学是以实验为基础的科

5、学，实验是物理学的“根”，U／V1．151．101．000．850．750．650．500．38学生缺乏第二、三种方法的体验，也就没有了“根”；求真过程即思维发展的过程，思维是物理学的[实验图象]“魂”，变量转换的思想就是本节课的“魂”。利用Excel作图功能绘制图如图2所示，可得第25卷中小学实验与装备2015年第3期11电动势为1．38V，内阻为3．77Q(学生数据处理时通过描点连线，利用U轴截距求电动势，利用斜率的绝对值求内阻)。图5实验电路图[实验数据](数据来源于学生实验)表3电压表、电阻箱法测量R、u数据图2U-I圈R／alO864211／

6、R(1／Q)0．100．130．170．250．501．002．4．2电流表电阻箱法U／V1．000．900．800．700．500．30[实验原理]如图3所示，根据闭合电流欧姆定1／U(1／V)l_001．111．251．432．003．33律，E=I(R+r)，变量变换{一1十r，测出[实验图象]利用Excel作图功能绘制图如图6所示，可得(÷、R)数据，如表2所示，绘制_{-一R图像，斜率电动势为E=1／o．7825—1．28V，内阻为r一3．24Q(学生数据处理时通过描点连线法)为电动势的倒数K=I／E，截距为内阻与电动势的比值r／E。0．00

7、0．200．400．600．801．001．20图6百1一1图图3实验电路图[实验数据](数据来源于学生实验)表2电流表、电阻箱法测量I数据3教学反思3．1教学知识层面J／A0．1000．1200．1400．1600．185O．2200．270教材是教学的重要参考资源，新课程指出，教1／I(1／A)10．008．337．146．255．414．553．70师要从教教材逐渐走向利用教材教，这要求教师既[实验图象]要重视教材的教学功能，又不拘泥于教材。教师通利用E-XCEL作图功能绘制图如图4所示，过教学设计，编制符合学情的学历案，聚焦教学重可得电动势为E

8、一1／0．7773—1．29V，内阻为r一点和难点，同样的一节课，学生顺利完成了3个实3．91