用整合引發(fā)生成

劉永樹

《測量小燈泡的電阻》和《測量小燈泡的電功率》分別是人教版初中物理第十七章第3節(jié)和第十八章第3節(jié)的內(nèi)容，都分為三個教學(xué)環(huán)節(jié)：實驗設(shè)計，實驗展開與數(shù)據(jù)收集、分析與討論。筆者在復(fù)習(xí)這兩節(jié)內(nèi)容時，將教材與實驗資源進(jìn)行整合，收到了較好的教學(xué)效果。

一、整合資源，引導(dǎo)生成

把課程資源整合好，能最大限度地發(fā)揮課程的應(yīng)用價值，生成新的問題情境，推動學(xué)生的認(rèn)知向更高層次發(fā)展。

師：請同學(xué)們回憶《測量小燈泡的電阻》和《測量小燈泡的電功率》兩個實驗過程，兩個實驗對應(yīng)的原理分別是什么？

生：R=[UI]和P=UI。

師：根據(jù)實驗原理，請第1，2，3，4小組畫出《測量小燈泡的電阻》的電路圖，第5，6，7，8小組畫出《測量小燈泡的電功率》電路圖。完成任務(wù)的小組推選代表將電路圖展示在黑板上。

組1：設(shè)計的電路圖如下（圖1所示）。

師：對比兩個實驗，你能發(fā)現(xiàn)兩個實驗有哪些相同點(diǎn)？

生1：實驗器材相同，兩個實驗的電路圖也相同。

生2：都要測量通過小燈泡的電流和小燈泡兩端的電壓。

生3：滑動變阻器的作用相同，用于改變電壓和電流。

生4：都要測量多次實驗數(shù)據(jù)。

生5：多次測量目的相同，都是尋找物理量的變化規(guī)律。

生6：實驗步驟相同。

師：兩個實驗有哪些不同點(diǎn)？

生7：實驗原理不同。

生8：計算值不同，《測量小燈泡的電阻》是為了計算小燈泡的電阻，《測量小燈泡的電功率》是為了計算小燈泡的實驗功率。

師：你們觀察得很仔細(xì)，思考問題很深入，很全面。正如你們所說，這兩個實驗的實驗器材、實驗電路等有許多相同之處，今天我們就將這兩個課題放在一起學(xué)習(xí)。這兩個實驗的研究對象都是小燈泡，關(guān)鍵點(diǎn)就是要改變小燈泡兩端的電壓和通過小燈泡的電流，同學(xué)們千萬不要弄錯了實驗對象。

這個環(huán)節(jié)，教師引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，將教材中相關(guān)聯(lián)的知識整合在一起，化復(fù)雜為簡單，使知識模塊化，從而提高了學(xué)習(xí)效率。

二、合作學(xué)習(xí)，厘清問題

小組合作學(xué)習(xí)為學(xué)生提供了安全、自由的環(huán)境。小組成員之間的互幫互助有利于調(diào)動全體學(xué)生主動參與的熱情。

師：請各小組推選代表在黑板上展示各處出現(xiàn)的電路故障。

組1：使用電流表時，有的同學(xué)選的量程是0到0.6A的量程，有的同學(xué)選的是0到3A的量程；使用電壓表時，有的同學(xué)選的是0到3V的量程，有的同學(xué)選的是0到15V的量程。使用電表時選什么樣的量程最好？

組2：閉合開關(guān)后，燈泡不發(fā)光，電流表指針不偏轉(zhuǎn)，這是由什么原因引起的？（經(jīng)檢查，電路中各處均接觸良好。）

組3：閉合開關(guān)后，燈泡發(fā)光，電流表、電壓表有示數(shù)，但無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器，燈泡兩端的電壓均不變，這可能是什么故障？（經(jīng)檢查，電路中各處均接觸良好。）

組4：電流表無示數(shù)，電壓表的示數(shù)接近電源電壓，這是由什么原因引起的？

組5：閉合開關(guān)后，無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器，燈泡兩端的電壓始終小于2.5V，這可能是什么故障？（經(jīng)檢查，電路中各處均接觸良好。）

組6：閉合開關(guān)后，無論怎樣調(diào)節(jié)滑動變阻器，燈泡兩端的電壓始終高于2.5V，這可能是什么故障？（經(jīng)檢查，電路中各處均接觸良好。）

愛因斯坦曾說過，“發(fā)現(xiàn)一個問題往往比解決一個問題更為重要。”學(xué)生通過實驗發(fā)現(xiàn)了許多有價值的電路故障問題。這不僅培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力，還培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和探究興趣。

三、探究學(xué)習(xí)，追本溯源

教師將學(xué)生分成8個學(xué)習(xí)小組，每個小組選擇2個故障問題并想辦法解決。為了讓問題解決得快一些，教師要求每個小組先猜想故障可能產(chǎn)生的原因，再用實驗驗證，最后用學(xué)過的知識論證。大約經(jīng)過十分鐘，各小組找出了引起電路故障的原因。

教師先讓學(xué)生組間交換意見，互換成果，再讓各小組推選代表匯報本組的成果，并將驗證實驗在視頻展示臺上展現(xiàn)出來。

組1：使用電表時，當(dāng)電表的指針偏轉(zhuǎn)角度超過量程的三分之一，說明選擇的量程合適，讀數(shù)最精確；如果選電表的小量程，指針偏轉(zhuǎn)的角度仍然沒有超過量程的三分之一時，就要調(diào)高電源的電壓或減小滑動變阻器連入電路的阻值，使指針偏轉(zhuǎn)的角度超過量程的三分之一。

組2：可能是電源電壓太低；也可能是滑動變阻器量程太大，且滑片移到最大阻值處，導(dǎo)致電路中電流太小，小燈泡實際功率太小，發(fā)出的光微弱，以致人的眼睛覺察不到燈光。

組3：如果燈泡較亮，滑動變阻器是“上上”相連；如果燈泡太暗，滑動變阻器是“下下”相連。

組4：可能是小燈泡燈絲斷了，電路中電流中斷，所以電流表示數(shù)接近0，電壓表的示數(shù)接近電源電壓。

組5：可能是電壓低于2.5V；也可能是滑動變阻器量程太大，且滑動變阻器連的是“下下”端。

組6：可能是電源電壓太高（實驗室用的電源電壓不會超過12V），最有可能是選用的滑動變阻器量程過小引起的。

（學(xué)生通過自主探究找出問題后，教師讓學(xué)生改進(jìn)實驗，獲得實驗數(shù)據(jù)，并分析、尋找物理量的變化規(guī)律。）

師：請第1，2，3，4小組做《測量小燈泡的電阻》實驗，第5，6，7，8小組做《測量小燈泡的電功率》實驗。各小組做好實驗數(shù)據(jù)記錄，分析實驗數(shù)據(jù)，并推選代表發(fā)言：發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？（注：小燈泡的額定電壓為2.5V。）

組1：我們通過調(diào)節(jié)滑動變阻器阻值，多次改變小燈泡兩端的電壓，相應(yīng)地讀取通過小燈泡燈絲的電流，表一是我們記錄的實驗數(shù)據(jù)。

以電壓為橫坐標(biāo)、電流為縱坐標(biāo)，I—U圖像如圖3所示。通過計算小燈泡的電阻，我們發(fā)現(xiàn)：小燈泡燈絲的電阻值是變化的，且隨著電壓的升高，其阻值變大。從圖像中也可以看出：溫度升高時，燈泡的阻值變大。我們認(rèn)為，多次測量小燈泡的阻值的目的是為了找電阻的阻值隨溫度變化的規(guī)律，即溫度升高，小燈泡的阻值變大。

我們發(fā)現(xiàn)：小燈泡燈絲的實際功率是變化的，且隨著電壓的升高，實際功率變大。多次測量小燈泡電功率實驗的目的是找出實際電功率隨實際電壓的變化規(guī)律，即實際電壓越高，實際電功率越大。

（作者單位：竹溪縣城關(guān)初級中學(xué)）