探究電熱的實驗也可以這樣進行

徐少峰

焦耳定律演示實驗的改進，由演示實驗變?yōu)閷W生分組實驗，自制教具由學生直接參與焦耳定律的探究，培養(yǎng)學生探究新知識的能力，增加學生學習的積極性。演示實驗學習方法實驗改進物理學是一門以觀察和實驗為基礎的科學。課堂演示實驗是中學物理實驗教學的重要組成部分，它不僅是建立物理概念和規(guī)律、理解和掌握物理知識不可缺少的環(huán)節(jié)，還能培養(yǎng)學生的觀察能力、思維能力、探索精神以及良好的學習方法。也是變應試教育為素質(zhì)教育，提高人才科學素質(zhì)的重要手段之一。

演示實驗是教師利用課堂時間為學生演示，在操作的同時又引導學生對實驗進行觀察、思考和分析的一種物理實驗教學方式。傳統(tǒng)的課堂教學，演示實驗通常由教師演示，學生看，但是很多實驗學生根本看不清，特別是后邊的學生，不同程度地限制和阻礙了學生智能和潛能的發(fā)展，直接影響學生實驗心理素質(zhì)的提高。因此，在演示實驗中，應積極引導學生觀察、猜想、分析、歸納總結(jié)。必要時，可邀請學生共同參與。

但筆者認為，并不是所有教材上的演示實驗都是適用的，例如初中物理八年級下冊第八章電功率第四節(jié)電與熱中有一演示實驗研究焦耳定律，該演示實驗不易操作，實驗器材比較特殊，實驗現(xiàn)象不明顯，學生根本看不清，只適用多媒體進行展示。這樣只能使學生從視覺上去了解焦耳定律，不能從感官上去理解焦耳定律。

為了加強學生的感官認識，本人對實驗進行了創(chuàng)新，把它變成一分組對比試驗，由演示實驗變成學生分組探究實驗。具體改變?nèi)缦拢?/p>

實驗器材：

J1202初中學生電源、導線鱷魚夾若干、幾組鉛筆芯如圖（A、B、C長度相等，A為粗筆芯，B、C、D為細筆芯，D最長，RA

實驗設計：

1.研究電熱與電阻的關系

2.研究電熱與通電電流的關系

3.研究電熱與通電時間的關系

實驗方法：

控制變量法、分組對比。

實驗過程：

引導學生利用實驗器材設計出探究以上三個關系的電路圖以及保持不變的物理量是什么。

把學生分成五小組，第一組學生探究電熱與電阻的關系。指導學生畫出電路圖，并連接好實物（如下圖），電壓調(diào)到9伏特，通電時間30秒左右。讓學生通過觸覺感知哪個電阻發(fā)熱量大（鉛筆芯溫度不會很高），從而直觀了解在電流與通電時間相同情況下，電阻大產(chǎn)生的熱量越多。

第二、三組學生探究電熱與通電電流的關系。這兩組學生進行對比實驗。研究時要保持電阻與通電時間相同（15秒左右），每組選擇相同的電阻，調(diào)節(jié)初中學生電源電壓，一組9伏，另組1.5伏，每組電阻通電時間相同（電路圖與實物圖如下）。

同樣讓學生通過觸覺感知哪個電阻發(fā)熱量大，學生很容易得出“在電阻與通電時間相同情況下，電流大產(chǎn)生的熱量越多”的結(jié)論。

第四、五組學生探究電熱與通電時間的關系，這兩組學生也進行對比實驗，研究時保持電阻與通電電流相同，選用相同的電阻，兩組選定相同的電壓（9伏）從而保持通電電流相同，一組通電30秒，另一組通電60秒，兩組對比，學生可得出“在電阻與通電電流相同情況下，時間越長產(chǎn)生的熱量越多”的結(jié)論。

教師通過對五組學生實驗結(jié)論的綜合，得出焦耳定律。

筆者在教學過程中對兩個班進行兩種實驗教學，一個班用教科書上的演示實驗，由于我實驗器材的特殊性學校不能提供，只能用多媒體演示。學生參與性不強，探究積極性不高，對焦耳定律理解不深刻，只能死記。另一個班用以上的學生分組實驗，學生學習積極性高，勇于探索，對于焦耳定律的了解更直觀，更具體，變被動學習為主動學習。

物理學是一門以實驗為基礎的科學，物理實驗教學是物理教學的重要環(huán)節(jié)之一，是落實物理課程目標、提高學生科學素養(yǎng)、創(chuàng)新精神、實踐能力的重要途徑，也是實施物理課程改革的重要的課程資源。其中，物理演示實驗能夠化抽象為具體，化枯燥為生動，化平淡為神奇，在物理實驗教學中占據(jù)重要地位。因此，筆者認為物理演示實驗因其操作方便簡單、現(xiàn)象直觀明顯，實驗器材最好來源于我們生活中常見的物體，讓學生們恍然大悟覺得身邊就蘊涵著大量的物理知識，使他們意識到觀察生活現(xiàn)象的趣味性和重要性。

隨著自學能力的提高，學生往往會提前預習教材的內(nèi)容，包括演示實驗的結(jié)論，這樣，如果教師在過程中，不能夠多方面開發(fā)課程資源，尤其是不能夠在演示的內(nèi)容、過程上加以設計，一切教學內(nèi)容都會在學生的預料之中，學生的興趣動機就很難得到激發(fā)，甚至忽視教師的新課教學作用。面對這種情況，教師需要開發(fā)補充一些演示實驗，或?qū)⒄n本上的演示實驗重新進行改進設計，整個教學過程中，不斷地給學生前所未有的信息和刺激，引起學生出乎意料的心理矛盾和懸念，從而激發(fā)學生濃厚的學習興趣，這樣演示實驗的教學目的才能達到。