合理創(chuàng)設(shè)情境 提高實驗教學有效性

鄔娟

摘 ? 要：本文以“多用電表的使用”一課為例，探討在實驗教學中如何有效創(chuàng)設(shè)教學情境，激發(fā)學生興趣，培養(yǎng)學生的動手能力，提升學生的思維品質(zhì)，從而提高實驗教學的有效性。

關(guān)鍵詞：多用電表;實驗教學;創(chuàng)設(shè)情境;有效性

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A ? ?文章編號：1003-6148（2015）9-0068-4

1 ? ?教材分析

本節(jié)內(nèi)容是“滬科版”高中物理基礎(chǔ)型教材第九章第三節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)教學內(nèi)容包括多用電表的外部結(jié)構(gòu)，練習使用多用電表測量電壓、電流和電阻，歐姆表測電阻的原理三個部分。是在學生學習了“簡單串、并聯(lián)電路的特點”和“閉合電路歐姆定律”后教學的，是“用電表測量電路”的應(yīng)用之一。

學習和練習使用多用電表是對電路分析的進一步提升，對培養(yǎng)學生的實驗操作能力和科學素養(yǎng)有著非常顯著的作用。同時，多用電表的使用和人們的日常生活、生產(chǎn)技術(shù)有著密切聯(lián)系。因此，學習和使用多用電表有著重要的現(xiàn)實意義。

本節(jié)內(nèi)容重在實驗操作，強調(diào)學生的自主探究能力，注重培養(yǎng)學生的動手能力，從而提升學生的科學素養(yǎng)和團隊協(xié)作精神。

2 ? ?學情分析

在學習本節(jié)內(nèi)容前，學生已學過有關(guān)串、并聯(lián)電路的基本知識和閉合電路的歐姆定律，并已經(jīng)掌握了實驗室常用的電流表和電壓表的使用方法。但是，對多用電表的歐姆檔（即歐姆表）測電阻原理的理解，學生會有些困難。主要原因有兩點：一是基礎(chǔ)型課程中對閉合電路歐姆定律不作要求，但是歐姆表中電流與電阻的對應(yīng)關(guān)系需要考慮電源的內(nèi)阻;二是對電表的滿偏、半偏的概念理解有困難。這些問題也成為本節(jié)教學設(shè)計的難點之一。

3 ? ?教學設(shè)計思路

本設(shè)計以汽車速度表入手，引出多用表。通過對多用表的外部結(jié)構(gòu)的介紹，初步了解多用表各組件的功能和使用方法。然后，由學生動手完成用多用表測小燈泡兩端電壓和電路中電流的實驗。通過例題，反映閉合電路中電流與電阻的對應(yīng)關(guān)系，并說明歐姆表就是利用這一關(guān)系制成的。通過對歐姆表進一步分析，揭示歐姆表的特點。最后，是學生練習使用歐姆表測電阻。

本設(shè)計注重知識內(nèi)容的探究過程，并且強調(diào)學生的參與。教師注重引導學生用科學的實驗方法進行探究與實驗，使學生掌握物理實驗的技能與方法，培養(yǎng)學生科學探究的能力和動手能力。

本設(shè)計的重點是：用多用電表測量電壓、電流和電阻。本設(shè)計采用學生自主實驗，在教師引導下從實驗中發(fā)現(xiàn)問題并及時解決。培養(yǎng)學生的動手能力和解決問題的能力。

本設(shè)計的難點是：歐姆表測電阻的原理。

突破的方法是：從例題引入，得出閉合電路中電流與電阻一一對應(yīng)的關(guān)系;然后，根據(jù)演示實驗，將這一一對應(yīng)關(guān)系用刻度標出來，就形成了歐姆表刻度;最后，學生通過討論發(fā)現(xiàn)歐姆表表盤刻度的特點，進行歸納。

4 ? ?教學目標

（1）知識與技能

①知道多用電表表盤的簡單構(gòu)造及各組件的作用。

②學會用多用電表測量電路中的電壓、電流和電阻大小，并正確讀數(shù)。

③理解歐姆表測電阻的原理和歐姆表刻度的特點。

（2）過程與方法

①在自主實驗活動中，運用觀察、實驗的方法，初步學會多用電表的使用方法。

②在用多用電表測電壓、電流的實驗中，體會發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的研究過程。

③通過對比歐姆表與電流表刻度的特點，體會物理學中類比的思想方法。

（3）情感、態(tài)度與價值觀

①通過實驗操作，養(yǎng)成認真、仔細、規(guī)范的科學態(tài)度。

②通過合作探究過程，增強與他人合作交流的意識。

5 ? ?教學重點與難點

教學重點：學會使用多用電表測電壓、電流和電阻。

教學難點：理解歐姆表測電阻的原理。

6 ? ?教學資源

指針式多用電表、小燈泡、開關(guān)、2節(jié)干電池、導線、滑動變阻器、電阻箱、電流表、演示用電表、課件PPT、圖片、視頻等。

7 ? ?教學過程

（一）情景引入

視頻：跑車加速起步測試，觀察視頻中的儀表盤。

師：視頻中出現(xiàn)的儀表是什么儀表？

生：速度表。

師：從這個速度表中我們可以知道汽車的瞬時速度。我們?nèi)粘Ｉ钪幸灿泻芏鄡x表，你能說說你知道有哪些儀表嗎？

生：水表、電表等。

師：在現(xiàn)代化工廠、交通工具上，有很多用電表制成的儀表，今天我們將學習一種功能更齊全、使用更方便的儀表——多用電表。

（二）導入新課

（1）多用電表的構(gòu)造

師：大家觀察一下多用電表，看看它的功能有哪些？可以測哪些物理量？

生：電壓、電流、電阻。

師：多用電表是一種集電壓、電流、電阻測量等多功能于一體的電表。

師：我們再來看看多用表的外部構(gòu)造。請同學們把書打開，翻到54頁，一邊觀察自己的多用電表，一邊閱讀教材上對各部分的介紹。

師：請同學分別介紹一下多用電表的結(jié)構(gòu)。

生：多用表外部有指針式刻度盤、旋鈕式選擇開關(guān)、調(diào)零旋鈕、測試桿插孔等。

師：說得非常好。這就是多用電表的基本構(gòu)成。

（2）用多用電表測電壓和電流

師：下面我們就來練習一下，使用多用電表來測量電壓、電流。我們的任務(wù)是測量一下同學手中的這個電路：小燈泡工作時，小燈泡兩端的電壓和電路中的電流。用多用表測電壓或者測電流，它的使用方法和我們以前學過的電壓表或電流表方法相同。等下操作的時候，一個同學負責操作，一個同學負責記錄數(shù)據(jù)。

【學生動手操作實驗】

師：剛才同學們都做得非常認真，但是由于是第一次使用，所以有些組就出現(xiàn)了一些問題。我們一起來看看有哪些問題？如何解決？

問題1：為什么測完電壓之后測電流時，指針沒有偏轉(zhuǎn)，大家?guī)退治鲆幌拢?/p>

原因：忘記把選擇開關(guān)旋到電流檔位。要注意在測量前，應(yīng)該先將轉(zhuǎn)動開關(guān)選擇在適當檔位（選檔位）。

問題2：我看到有的同學測量電壓或者電流時，指針偏轉(zhuǎn)很小或者很大，那么他們的問題出在哪里？

原因：沒有選擇合適的量程。要注意的是選量程，一定不要讓我們測量的電壓或者電流超過我們選擇的量程。比如，剛才我們測量的燈泡兩端的電壓應(yīng)該選擇多大量程呢？

生：5 V。

師：因為我們使用兩節(jié)干電池，電壓為3 V。

問題3：表指針反向偏轉(zhuǎn)了，這說明什么？

原因：表筆的正負極接反了。應(yīng)該是這樣相連（圖1、2），紅色表筆接電源正極，黑色表筆接電源負極。

師：最后要說的是讀數(shù)，我們在測電壓或者電流時，應(yīng)該讀哪一排刻度？

生：當我們測直流電流或電壓的時候就要使用這一圈均勻的刻度線?，F(xiàn)在我有一個問題，如果測電壓的時候量程是5 V，那么這一圈刻度上一大格是多少伏？（點學生回答）

生：1 V。

師：那么每一小格是多少伏？

生：0.1 V。

師：如果我選擇的是500 mA的量程，那么每一個大格又是多少毫安？每一小格又是多少毫安？

生：100 mA，每一小格是10 mA。

師：請一組同學說說你測量的讀數(shù)。

【小組代表交流測量數(shù)據(jù)】

（3）多用電表（歐姆表）測量電阻

①歐姆表測電阻原理

課前預習：如圖3所示的電路為歐姆表內(nèi)部電路圖，電源電動勢E=1.5 V，內(nèi)阻r=0.5 Ω，電流表滿偏電流Ig=10 mA，電流表電阻7.5 Ω，A、B為接線柱。

Ⅰ.用一根導線把A、B直接連起來，此時，應(yīng)把可變電阻R1調(diào)節(jié)到多少才能使電流表恰好達到滿偏電流？

Ⅱ.在將R1調(diào)至電表滿偏后，保持R1不變，在A、B間接入一個電阻R2，電流表的示數(shù)為5 mA，R2的阻值是多少？

Ⅲ.如果把任意電阻R接在A、B之間，電阻R與電流表讀數(shù)I有什么關(guān)系？

學生活動：請同學上臺展示課前預習作業(yè)，并做適當?shù)闹v解。

教師引導學生總結(jié)：接入電路中的電阻阻值不同，電路中的電流也不相同，由閉合電路歐姆定律可知，待測電阻與電路中的電流存在一一對應(yīng)關(guān)系。歐姆表就是根據(jù)這一關(guān)系制成的。

師：現(xiàn)在老師這里模擬了這樣一個電路，有電源，滑動變阻器，電流表的表頭我們遮住了（如圖4），以便我們等下可以標出相對應(yīng)的電阻值，待測電阻我們用電阻箱代替，這樣我們可以根據(jù)電阻箱的讀數(shù)確定電阻大小。

師：我們先來做第一步，將兩個表筆連接在電阻箱上，電阻箱阻值為零，電流表滿偏了嗎？

生：沒有。

師：如何使電流表滿偏？

生：當電阻箱阻值為零時，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使指針指在滿偏位置，（點同學回答）標出0 Ω。

師：下面我要請兩個同學上臺來，一個同學分別把電阻箱調(diào)到5 Ω、10 Ω、20 Ω、100 Ω、200 Ω，另一個同學將對應(yīng)的電阻值記錄在表格中，并標在刻度盤上。

【兩位學生上臺演示】

師：經(jīng)過兩位同學的演示，可以看到：當我們把兩個表筆接在任意一個待測電阻兩端，根據(jù)指針的位置，就可以直接讀出電阻值，十分方便。正是因為閉合電路中電流與電阻的一一對應(yīng)關(guān)系，我們才能制作成歐姆表。

師：請同學們再觀察一下，從剛才同學們標出的歐姆表刻度盤上，你們發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？

生：刻度不均勻，左邊是∞，右邊是0。

師：大家看看我們手中多用電表的歐姆表刻度盤，確實刻度是不均勻的，這是由于電阻箱的阻值與電流的大小不是線性關(guān)系的。

教師引導學生得出歐姆表刻度的特點：刻度不均勻，左端為∞，右端為0，左密右疏。

②歐姆表測電阻

教師引導學生根據(jù)課本58頁介紹的步驟進行實驗操作：

Ⅰ.選擇倍率;

Ⅱ.調(diào)零;

Ⅲ.測量;

Ⅳ.復位。

提示學生注意：

a. 使用歐姆表測電阻時，必須先把電阻從電路中斷開，然后進行測量;

b. 測量時既要保證表筆與電阻接觸良好，又不能使待測電阻與其他導體接觸。

（三）總結(jié)歸納

師：最后我們一起來小結(jié)一下，本節(jié)課我們了解了什么是多用表。

師生共同歸納：

（1）多用表是一種測量電壓、電流、電阻等多功能于一體的電表。

（2）多用表的結(jié)構(gòu)：刻度盤、指針定位螺絲、選擇開關(guān)、調(diào)零旋鈕、測試桿插孔。

（3）多用表測電壓、電流的步驟：選檔位、選量程、連接、讀數(shù)。

（4）歐姆表測電阻的原理——歐姆表是根據(jù)閉合電路電流與電阻相對應(yīng)的關(guān)系制成的。

（5）歐姆表刻度的特點：刻度不均勻、左邊為∞、右邊為0、左密右疏。

參考文獻：

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（欄目編輯 ? ?鄧 ? 磊）