運(yùn)用微課程提高物理實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)效率

徐 超

(南京市雨花臺(tái)中學(xué) 江蘇 南京 210012)

(收稿日期：2016-03-10)

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運(yùn)用微課程提高物理實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)效率

徐 超

(南京市雨花臺(tái)中學(xué) 江蘇 南京 210012)

(收稿日期：2016-03-10)

微視頻是指短則30 s，長(zhǎng)則不超過(guò)20 min的視頻短片，微視頻的內(nèi)容涉及面廣泛，視頻形態(tài)多樣，制作方便.在平時(shí)教學(xué)中可以幫助我們將一些不方便現(xiàn)場(chǎng)演示的實(shí)驗(yàn)加以演示，這樣既節(jié)省了寶貴的教學(xué)時(shí)間又可以讓學(xué)生有多種感官刺激，方便知識(shí)的建構(gòu).在高三實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)課適當(dāng)?shù)刂谱魑⒁曨l在課堂中穿插使用可以起到事半功倍的效果.

微視頻 電源電動(dòng)勢(shì) 效率

近年高考越來(lái)越重視對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾?，尤其是針?duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的一些細(xì)節(jié)問(wèn)題.高三實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)課，時(shí)間緊任務(wù)重，要想在課堂上把每個(gè)細(xì)節(jié)分析清楚困難重重.雖然新授課時(shí)已經(jīng)做了實(shí)驗(yàn)，仍然有很多學(xué)生容易遺忘和難以區(qū)分的地方.有的學(xué)校采取重新做一遍實(shí)驗(yàn)的方法，可是由于課時(shí)的限制，難以實(shí)現(xiàn)，另外有一些實(shí)驗(yàn)(如水果電池)沒(méi)有辦法在課堂上完成，微視頻給我們提供了一個(gè)很好的方式解決課時(shí)不足的問(wèn)題.

下面就“測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”一課，談一下

彈，不計(jì)空氣阻力，問(wèn)炸彈扔下后在空中如何排列？

(3)一人站在輪船二層甲板上，以最大速度奔跑想跳入水中.由于一層甲板過(guò)長(zhǎng)，每次都只能跳到一層甲板邊緣而不能跳入水中.有人建議在人以最大速度奔跑過(guò)程中，讓輪船向相反方向以速度v勻速運(yùn)動(dòng).請(qǐng)問(wèn)這種情況下人能否跳入水中？

(4)在勻速向前行駛的汽車(chē)車(chē)廂內(nèi)，前后車(chē)窗上各趴有一只蜜蜂，當(dāng)兩只蜜蜂同時(shí)相對(duì)車(chē)廂以同樣的速度向?qū)Ψ杰?chē)窗飛去時(shí)，問(wèn)前車(chē)窗的蜜蜂先到達(dá)后車(chē)窗還是后車(chē)窗的蜜蜂先到達(dá)前車(chē)窗？

筆者在教學(xué)中把這4個(gè)問(wèn)題放在了課堂的最后，讓學(xué)生分小組討論，取得了很好的效果.

3.4 深度挖掘物理學(xué)史 增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

雖然上課前學(xué)生對(duì)牛頓第一定律內(nèi)容就有所了解，但他們只知道亞里士多德的觀點(diǎn)總是錯(cuò)的；只知道伽利略做了個(gè)理想實(shí)驗(yàn)就得到了牛頓第一定律；練的最多的是通過(guò)慣性程式化地解答相關(guān)的問(wèn)題[1].我們有必要給亞里士多德平反：他是古希臘哲學(xué)家中最博學(xué)的人物，是一位百科全書(shū)式的科學(xué)家，他的著作涉及邏輯學(xué)、哲學(xué)、神學(xué)、物理學(xué)、天文學(xué)、生物學(xué)、心理學(xué)、政治及文學(xué)等.亞里士多德對(duì)世界的貢獻(xiàn)無(wú)人可比.而伽利略的貢獻(xiàn)也絕不僅僅局限于一個(gè)理想斜面實(shí)驗(yàn)：真實(shí)實(shí)驗(yàn)和理想實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，經(jīng)驗(yàn)和理性(包括數(shù)學(xué)論證) 相結(jié)合的方法，是伽利略對(duì)近代科學(xué)的重大貢獻(xiàn).愛(ài)因斯坦是這樣評(píng)價(jià)的：伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的推理方法是人類(lèi)思想史上最偉大的成就之一，而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開(kāi)始；物理學(xué)發(fā)展史上幾乎所有重要的基本理論的建立，都是在理想實(shí)驗(yàn)的幫助下完成的.牛頓所做的工作也不僅僅是進(jìn)行了總結(jié)，更是從物理上賦予了明確的內(nèi)涵，這其中包括慣性和力作為科學(xué)概念的提出，以及慣性參考系等，同時(shí)明確了力和運(yùn)動(dòng)及變化之間的直接因果關(guān)系[1].

1 人民教育出版社課程教材研究所，物理課程教材研究開(kāi)發(fā)中心． 物理教師教學(xué)用書(shū)物理·必修1 ． 北京：人民教育出版社，2015.124～143

2 鄭曼瑤,張軍朋.“牛頓第一定律”教學(xué)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)．物理教學(xué)探討，2014(8)：66～68

3 劉炳昇,楊樹(shù)崤.基于轉(zhuǎn)變學(xué)生錯(cuò)誤前概念的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)．物理之友，2015(9)：9～11

4 陸星琳,邢紅軍,張婷玉.高中“牛頓第一定律”的高端備課．物理教師，2014(3)：12～14

如何使用微課程提高復(fù)習(xí)課的效率.這一實(shí)驗(yàn)有這樣幾個(gè)方面需要我們特別注意：實(shí)驗(yàn)儀器的選擇，實(shí)驗(yàn)電路的選擇及誤差分析，伏阻法及安阻法電路分析等等，每個(gè)重點(diǎn)都可以讓微視頻幫助我們排憂解難.

首先，在上課前請(qǐng)兩名學(xué)生重新做一下這個(gè)實(shí)驗(yàn)，然后錄制成微視頻，把浪費(fèi)的時(shí)間剪輯一下再配上解說(shuō)，這樣在課堂上用兩分鐘左右就可以讓學(xué)生重新溫習(xí)一下這個(gè)實(shí)驗(yàn)，同時(shí)讓其中一名學(xué)生談一下實(shí)驗(yàn)中的困惑和失誤，然后讓其他學(xué)生討論指出他們實(shí)驗(yàn)中出色完成或不足的地方，這也是很多學(xué)生不注意的地方，這樣既體現(xiàn)了合作探究，也有利于所有學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)基本原理和步驟了解清楚.

1 難點(diǎn)突破一 實(shí)驗(yàn)儀器的選擇

實(shí)驗(yàn)儀器的選擇是學(xué)生容易錯(cuò)誤的地方，電壓表還好，可以根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)來(lái)選擇，電流表及滑動(dòng)變阻器的選擇很多學(xué)生基本靠蒙.

【例1】用電流表和電壓表測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)，電路圖如圖1所示，供選用的器材有( )

A．電流表(量程0～0.6 A，RA=1 Ω)

B．電流表(量程0～5 A，RA=0.6 Ω)

C．電壓表(量程0～3 V，RV=5 kΩ)

D．電壓表(量程0～15 V，RV=10 kΩ)

E．滑動(dòng)變阻器(0～10 Ω，額定電流1.5 A)

F．滑動(dòng)變阻器(0～2 kΩ，額定電流0.2 A)

G．待測(cè)電源(一節(jié)一號(hào)干電池)、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干

圖1 測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)電路圖

(1)實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選用______，電壓表選用______，滑動(dòng)變阻器選用______.(用字母代號(hào)填寫(xiě))

(2)引起該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的主要原因是______.

以前教學(xué)過(guò)程筆者往往直接告訴學(xué)生電流表應(yīng)采用小量程，他們?cè)跈C(jī)械記憶的同時(shí)不免產(chǎn)生疑問(wèn)：為什么必須這樣，于是我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)用數(shù)字電流表測(cè)量電源電流變化的實(shí)驗(yàn)，可以看到在短期內(nèi)電流發(fā)生了很大變化，說(shuō)明電源內(nèi)阻發(fā)生了比較大的變化，用微視頻錄制并且播放給學(xué)生看，這樣學(xué)生就很容易明白測(cè)量過(guò)程中，不允許出現(xiàn)大電流，大電流會(huì)引起內(nèi)阻變化，實(shí)驗(yàn)時(shí)自然不需要采用大量程電流表，電流表的選擇困難迎刃而解.

滑動(dòng)變阻器的選擇亦是如此，到底是選擇10 Ω還是2 000 Ω的電阻，學(xué)生往往也是不知其所以然，這時(shí)筆者做了一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的微視頻，用2 000 Ω的調(diào)節(jié)，發(fā)現(xiàn)在較大的范圍內(nèi)，電流表的示數(shù)幾乎為零，而在較小的一段突然增大，而用10 Ω的滑動(dòng)變阻器電流逐漸變大.學(xué)生看完以后，頓時(shí)明白應(yīng)該選擇小電阻調(diào)節(jié).這種微視頻的效果是語(yǔ)言無(wú)法替代的.

2 難點(diǎn)突破二 電路的選擇及誤差分析

而對(duì)于電路的選擇及誤差分析，則應(yīng)該利用微視頻拓展課堂教學(xué)，誤差的分析在課堂上不可能得到充分的討論，筆者在課堂上主要利用圖像法講解兩種電路的誤差，有的學(xué)生并沒(méi)有完全接受.

(1)電流表相對(duì)于待測(cè)電阻(電源內(nèi)阻)外接

電路圖如圖2(a)所示，電壓表讀數(shù)是真實(shí)值，而電流表讀數(shù)不是通過(guò)電源內(nèi)阻電流的精確值，電壓越大誤差越大，可以得到如圖2(b)所示的圖像，進(jìn)一步分析，實(shí)測(cè)的E和r都小于真實(shí)值.

圖2 電流表相對(duì)電源內(nèi)阻外接

(2)電流表相對(duì)于待測(cè)電阻(電源內(nèi)阻)內(nèi)接

電路圖如圖3(a)所示，電流表測(cè)量是真實(shí)的，而電壓表讀數(shù)不是電源內(nèi)阻兩端電壓的精確值，電流越大誤差越大，可以得到如圖3(b)所示的圖像，進(jìn)一步分析，E測(cè)=E真，r測(cè)>r真.

圖3 電流表相對(duì)電源內(nèi)阻內(nèi)接

兩種電路都存在系統(tǒng)誤差，若電源內(nèi)阻較小時(shí)，不能采用圖3(a)中的測(cè)量電路，盡管電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值準(zhǔn)確，但內(nèi)阻的測(cè)量誤差很大，因此要選用圖2(a)所示的測(cè)量電路.

于是筆者將公式法和等效法分別錄制了兩個(gè)微視頻供不理解的學(xué)生自由觀看，拓展了課堂教學(xué)的空間，實(shí)踐證明教學(xué)效果很好.

3 難點(diǎn)突破三 對(duì)于伏阻法及安阻法電路

(1)用電流表和電阻箱測(cè)E，r(又叫安阻法)

如圖4所示，由E=IR+Ir可知，如果能得到I和R的兩組數(shù)據(jù)，也可以得到關(guān)于E和r的兩個(gè)方程，于是能夠從中解出E和r.這樣，用電流表、電阻箱也可以測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻.

圖4 安阻法電路圖

(2)用電壓表和電阻箱測(cè)E和r(又叫伏阻法)

圖5 伏阻法電路圖

4 結(jié)束語(yǔ)

從實(shí)際教學(xué)效果來(lái)看，微課程增大了課堂的容量，降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，取得了很好的教學(xué)效果，雖然教師的課前準(zhǔn)備時(shí)間會(huì)大大增加，但是對(duì)于高三復(fù)習(xí)階段提高教學(xué)效率是很有必要的.