论文部分内容阅读
摘 要：“电功率”是电学教学中的“重中之重”，初中学生思维大多停留在感性认识上，如何让学生理解本节内容，则需要重新优化教学设计，以学生为主体，主动大胆地探索、搭建学生思维的台阶。
关键词：苏科版；电功率；案例
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2017）8-0078-3
“电功率”是苏科版九年级下册第十五章第二节的内容，是电学教学中的难点，也是重点。它“承上”联系着“电路初探、欧姆定律、电功”；“启下”又为后面的“电热、安全用电”作铺垫，可谓电学教学中的“重中之重”。而电功率又是比较抽象的物理量，初中学生思维大多停留在感性认识上，如何让学生理解本节内容，则需要重新优化教学设计，以学生为主体，主动大胆地探索、搭建学生思维的台阶。
1 概念构建，搭建学生思维的台阶
【教学流程之一】
师：通过上节课的学习，我们知道了电流对用电器所做的功，叫做电功，公式为W=UIt。而电流做了多少功，电路中就消耗了多少电能，而消耗的电能，我们可以用电能表测出。
展示图片：电子式电能表，上面标有3200 imp/（kW·h），表示电路中每消耗1 kW·h的电能，指示灯闪烁3200次。
展示自制器材（如图1所示）：在一块木板的左右两侧各放一个电能表，将电水壶接入甲电能表电路中，将吹风机接入乙电能表电路中。
师：现在我闭合开关，指示灯会闪烁，请1、2两组同学观看屏幕中甲电能表的指示灯，大声数出在30秒内指示灯的闪烁次数；3、4两组同学观看屏幕中乙电能表的指示灯，大声数出在30秒内指示灯的闪烁次数。
（总开关按下的同时，计时开始）
生：电水壶消耗的电能更多。
师：哪一个用电器电流做的功更快呢？你的理由是什么？
生：电水壶，在30秒内，闪烁的次数多，消耗的电能多，电流做功也多。
师：你是通过相同时间比较电功的方法来比较电流做功快慢的。
生：除此之外，我们还有什么其他的方法来比较呢？
师：相同电功比时间。
生：由此可知，电流做功不仅有多少之分，还有快慢之分，在物理学中，我们就用“电功率”来表示电流做功的快慢，符号是“P”。
师：我们再来看比较电功快慢的两种方法，如果时间不同，电功也不同，能否比较电流做功快慢？
生：能。用电流所做的功与通电时间的比值来比较。
师：我们就把电流所做的功与时间的比值称为电功率。
生：用公式P=W/t表示。
师：推导公式：P=W/t=UIt/t=UI
师：为了纪念英国物理学家瓦特，我们用瓦特的名字来表示电功率的单位。电功率的国际单位：瓦特（W），常用单位：kW，mW，换算关系：1 kW=1000 W，1 W=1000 mW。
【评析】 教师从上节电功概念公式引入，从不同用电器消耗电能的不同，得到电流做功的不同，用“相同时间比电功”方法来比较电流做功快慢，再顺势比较“相同电功比时间”，得到“电功不仅有多少之分，还有快慢之分”引出“电功”与“电功率”的不同，学生意识到原来“多少”和“快慢”是不一样的。教师再说“若时间、电功不同”如何比较？学生马上联想到前面所学的“速度”“机械功率”等教学内容，知识迁移到此处，自然得出“电功与时间的比值”比较做功快慢。到此，电功率概念得出，一气呵成，水到渠成。
2 辨别实际功率与额定功率的区别，搭建学生理解的台阶
该部分内容又分为两块：一是实验设计部分；二是实验数据分析部分。
【教学流程之二】
（过渡）师：我这有一个灯泡，请告诉我它铭牌上的信息。
生：220 V——灯泡的额定电压为220 V；
60 W——灯泡的额定功率为60 W。
师：如果灯泡在低于或高于这个额定电压下工作，灯泡的功率还会是60 W吗？
生：不会。
师：要回答这个问题，最好的办法是什么？
生：實验。
师：带着这个问题，下面我们将研究“不同电压下灯泡的功率”。
实验设计部分：
生1：需要测量灯泡两端电压U和流过灯泡的电流I，器材分别是电压表和电流表。
师：我们利用P=UI作为本实验的原理。
生2：还需要滑动变阻器。
师：现在老师给大家提供额定电压为2.5 V的小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线及学生电源。
师：现在请根据我们所给的器材设计电路图。
学生设计电路图，教师展示（如图2所示）。
师：现在请根据电路图，连接实物。实验过程中，通过调节滑动变阻器，在表格中记录出灯泡分别在0.5 V、1 V、1.5 V、2 V、2.5 V、3 V、4 V、
5 V、6 V等不同电压下的电功率，并注意观察灯泡的亮度和流过灯泡的电流，计算出灯泡的电功率。 学生实验，及时把数据填写在表2中。
【评析】该部分内容与其他常见的教学设计相比，有很大的不同之处且更大胆。
大胆之一：在一般情况下，讲完电功率概念后，会讲到实际功率、实际电压的定义，以及实际功率与额定功率和实际电压与额定电压在概念上的不同，但是通过以往的教学实践发现，事倍功半，效果并不理想。如果优化教学设计，大胆地将实际电压、额定电压、实际功率、额定功率的名词解释放到数据处理部分再讲，则会事半功倍。在此，只简单提到这些概念而不作更深讲解，让学生在后面的实验中，自己去思考，搭建台阶。
大胆之二：要测的数据共9组，从0.5 V到6 V不等，而小灯泡的额定电压为2.5 V，这样做的后果必然是灯泡烧坏，这与我们之前反复强调“不允许”“必须”等限定性词语不符，教师的目的其实是想让学生充分体验，当灯泡烧坏的那一瞬间，学生将铭记于心。 【教学流程之三】
实验数据分析部分：
师：从数据中，我们发现灯泡从开始的不亮到微亮，这些都是不正常工作的情况，后面亮得刺眼到最后烧掉也是不正常工作的情况。那么，在什么时候会正常工作呢？
生：在2.5 V电压下会正常工作。
师：这个正常工作的电压不是你我规定的，也不是灯泡亮度决定的，而是灯泡在生产时设计好的。那么，我们就把该灯泡电压为2.5 V时的状态确定为灯泡的正常工作状态，把这个生产时就规定的电压叫做额定电压，把在额定电压下工作时的功率叫做额定功率。即当实际电压U■=额定电压U■，实际功率P■=额定功率P■，灯泡正常发光。
师：灯泡在不正常工作时，从数据上你还可以发现什么？
生：当实际电压U■<额定电压U■，实际功率P■<额定功率P■，灯泡亮度较暗。
当实际电压U■>额定电压U■，实际功率P■>额定功率P■，灯泡亮度较亮。
师：你能否知道该灯泡的额定功率是多少？
生： 0.7 W。
师：你能否通过上面的数据，判断灯泡的亮度是由什么因素决定的？
学生讨论：
生1：由电压决定，电压越大，灯泡亮度越亮。
生2：由电流决定，电流越大，灯泡亮度越亮。
师：从数据中，我们发现灯泡的亮度不仅与电压有关，还有电流有关。电压越大，电流越大，灯泡的实际功率也越大，所以灯泡的亮度越大。所以，我们知道灯泡的亮度是由灯泡的 决定的。
生：实际功率。
师：刚才的实验过程中，我们发现灯泡两端电压逐渐变大后，灯逐渐变亮，最后怎么了？
生：燈丝烧断了。
师：请思考——为什么灯丝会烧坏？
生：电压变大，电流变大，灯泡的实际功率也越大。
师：所以，我们在使用用电器时，加在其两端的电压一般不能超过额定电压，否则会造成用电器的实际功率超过额定功率，导致用电器因为过热而烧毁。
【评析】
数据的处理要解决两个问题：辨别不正常工作状态和正常工作状态。从数据上看，当电压、电流过低或过高时，都不能使灯泡正常工作。什么时候才能认为是正常工作？在厂家规定的电压下，灯泡才能正常发光。而厂家设计时的电压为2.5 V，学生在数据中找到电压2.5 V时，功率为0.7 W，得到这种情况下灯泡是正常发光。而其他情况都不是正常工作，也就不属于正常发光，教师并不是要把任何知识点都要讲到位，而是要学生能主动在实验中感受到。从数据中也可以看出，额定电压其实也是实际电压，只是正常工作时的实际电压而已；同样，额定功率其实也是实际功率，只是正常工作时的实际功率而已。所做的9组数据除了为本次实验所用，还可以为下一节课所用，如“灯泡的伏安特性曲线”“研究灯泡在第一组时为什么不亮”等问题。
通过实践，将一些概念放在数据处理时讲是可行的，学生理解的台阶一步一步地建成，教师只有在教学中针对老问题，创设新办法，优化教学设计，做教学中的有心人，才能培养学生的自主学习和主动探究的能力。
参考文献：
[1]左振军.自制教具在探究凸透镜成像规律的有效性研究[J].中学物理教学参考，2014，43（12）：66-67.
[2]汤守平，谢玉荣.物理教学如何体现教师的教学活力[J].物理教学探讨，2015，33（6）：19-21.
（栏目编辑 邓 磊）
关键词：苏科版；电功率；案例
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2017）8-0078-3
“电功率”是苏科版九年级下册第十五章第二节的内容，是电学教学中的难点，也是重点。它“承上”联系着“电路初探、欧姆定律、电功”；“启下”又为后面的“电热、安全用电”作铺垫，可谓电学教学中的“重中之重”。而电功率又是比较抽象的物理量，初中学生思维大多停留在感性认识上，如何让学生理解本节内容，则需要重新优化教学设计，以学生为主体，主动大胆地探索、搭建学生思维的台阶。
1 概念构建，搭建学生思维的台阶
【教学流程之一】
师：通过上节课的学习，我们知道了电流对用电器所做的功，叫做电功，公式为W=UIt。而电流做了多少功，电路中就消耗了多少电能，而消耗的电能，我们可以用电能表测出。
展示图片：电子式电能表，上面标有3200 imp/（kW·h），表示电路中每消耗1 kW·h的电能，指示灯闪烁3200次。
展示自制器材（如图1所示）：在一块木板的左右两侧各放一个电能表，将电水壶接入甲电能表电路中，将吹风机接入乙电能表电路中。
师：现在我闭合开关，指示灯会闪烁，请1、2两组同学观看屏幕中甲电能表的指示灯，大声数出在30秒内指示灯的闪烁次数；3、4两组同学观看屏幕中乙电能表的指示灯，大声数出在30秒内指示灯的闪烁次数。
（总开关按下的同时，计时开始）
生：电水壶消耗的电能更多。
师：哪一个用电器电流做的功更快呢？你的理由是什么？
生：电水壶，在30秒内，闪烁的次数多，消耗的电能多，电流做功也多。
师：你是通过相同时间比较电功的方法来比较电流做功快慢的。
生：除此之外，我们还有什么其他的方法来比较呢？
师：相同电功比时间。
生：由此可知，电流做功不仅有多少之分，还有快慢之分，在物理学中，我们就用“电功率”来表示电流做功的快慢，符号是“P”。
师：我们再来看比较电功快慢的两种方法，如果时间不同，电功也不同，能否比较电流做功快慢？
生：能。用电流所做的功与通电时间的比值来比较。
师：我们就把电流所做的功与时间的比值称为电功率。
生：用公式P=W/t表示。
师：推导公式：P=W/t=UIt/t=UI
师：为了纪念英国物理学家瓦特，我们用瓦特的名字来表示电功率的单位。电功率的国际单位：瓦特（W），常用单位：kW，mW，换算关系：1 kW=1000 W，1 W=1000 mW。
【评析】 教师从上节电功概念公式引入，从不同用电器消耗电能的不同，得到电流做功的不同，用“相同时间比电功”方法来比较电流做功快慢，再顺势比较“相同电功比时间”，得到“电功不仅有多少之分，还有快慢之分”引出“电功”与“电功率”的不同，学生意识到原来“多少”和“快慢”是不一样的。教师再说“若时间、电功不同”如何比较？学生马上联想到前面所学的“速度”“机械功率”等教学内容，知识迁移到此处，自然得出“电功与时间的比值”比较做功快慢。到此，电功率概念得出，一气呵成，水到渠成。
2 辨别实际功率与额定功率的区别，搭建学生理解的台阶
该部分内容又分为两块：一是实验设计部分；二是实验数据分析部分。
【教学流程之二】
（过渡）师：我这有一个灯泡，请告诉我它铭牌上的信息。
生：220 V——灯泡的额定电压为220 V；
60 W——灯泡的额定功率为60 W。
师：如果灯泡在低于或高于这个额定电压下工作，灯泡的功率还会是60 W吗？
生：不会。
师：要回答这个问题，最好的办法是什么？
生：實验。
师：带着这个问题，下面我们将研究“不同电压下灯泡的功率”。
实验设计部分：
生1：需要测量灯泡两端电压U和流过灯泡的电流I，器材分别是电压表和电流表。
师：我们利用P=UI作为本实验的原理。
生2：还需要滑动变阻器。
师：现在老师给大家提供额定电压为2.5 V的小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、开关和导线及学生电源。
师：现在请根据我们所给的器材设计电路图。
学生设计电路图，教师展示（如图2所示）。
师：现在请根据电路图，连接实物。实验过程中，通过调节滑动变阻器，在表格中记录出灯泡分别在0.5 V、1 V、1.5 V、2 V、2.5 V、3 V、4 V、
5 V、6 V等不同电压下的电功率，并注意观察灯泡的亮度和流过灯泡的电流，计算出灯泡的电功率。 学生实验，及时把数据填写在表2中。
【评析】该部分内容与其他常见的教学设计相比，有很大的不同之处且更大胆。
大胆之一：在一般情况下，讲完电功率概念后，会讲到实际功率、实际电压的定义，以及实际功率与额定功率和实际电压与额定电压在概念上的不同，但是通过以往的教学实践发现，事倍功半，效果并不理想。如果优化教学设计，大胆地将实际电压、额定电压、实际功率、额定功率的名词解释放到数据处理部分再讲，则会事半功倍。在此，只简单提到这些概念而不作更深讲解，让学生在后面的实验中，自己去思考，搭建台阶。
大胆之二：要测的数据共9组，从0.5 V到6 V不等，而小灯泡的额定电压为2.5 V，这样做的后果必然是灯泡烧坏，这与我们之前反复强调“不允许”“必须”等限定性词语不符，教师的目的其实是想让学生充分体验，当灯泡烧坏的那一瞬间，学生将铭记于心。 【教学流程之三】
实验数据分析部分：
师：从数据中，我们发现灯泡从开始的不亮到微亮，这些都是不正常工作的情况，后面亮得刺眼到最后烧掉也是不正常工作的情况。那么，在什么时候会正常工作呢？
生：在2.5 V电压下会正常工作。
师：这个正常工作的电压不是你我规定的，也不是灯泡亮度决定的，而是灯泡在生产时设计好的。那么，我们就把该灯泡电压为2.5 V时的状态确定为灯泡的正常工作状态，把这个生产时就规定的电压叫做额定电压，把在额定电压下工作时的功率叫做额定功率。即当实际电压U■=额定电压U■，实际功率P■=额定功率P■，灯泡正常发光。
师：灯泡在不正常工作时，从数据上你还可以发现什么？
生：当实际电压U■<额定电压U■，实际功率P■<额定功率P■，灯泡亮度较暗。
当实际电压U■>额定电压U■，实际功率P■>额定功率P■，灯泡亮度较亮。
师：你能否知道该灯泡的额定功率是多少？
生： 0.7 W。
师：你能否通过上面的数据，判断灯泡的亮度是由什么因素决定的？
学生讨论：
生1：由电压决定，电压越大，灯泡亮度越亮。
生2：由电流决定，电流越大，灯泡亮度越亮。
师：从数据中，我们发现灯泡的亮度不仅与电压有关，还有电流有关。电压越大，电流越大，灯泡的实际功率也越大，所以灯泡的亮度越大。所以，我们知道灯泡的亮度是由灯泡的 决定的。
生：实际功率。
师：刚才的实验过程中，我们发现灯泡两端电压逐渐变大后，灯逐渐变亮，最后怎么了？
生：燈丝烧断了。
师：请思考——为什么灯丝会烧坏？
生：电压变大，电流变大，灯泡的实际功率也越大。
师：所以，我们在使用用电器时，加在其两端的电压一般不能超过额定电压，否则会造成用电器的实际功率超过额定功率，导致用电器因为过热而烧毁。
【评析】
数据的处理要解决两个问题：辨别不正常工作状态和正常工作状态。从数据上看，当电压、电流过低或过高时，都不能使灯泡正常工作。什么时候才能认为是正常工作？在厂家规定的电压下，灯泡才能正常发光。而厂家设计时的电压为2.5 V，学生在数据中找到电压2.5 V时，功率为0.7 W，得到这种情况下灯泡是正常发光。而其他情况都不是正常工作，也就不属于正常发光，教师并不是要把任何知识点都要讲到位，而是要学生能主动在实验中感受到。从数据中也可以看出，额定电压其实也是实际电压，只是正常工作时的实际电压而已；同样，额定功率其实也是实际功率，只是正常工作时的实际功率而已。所做的9组数据除了为本次实验所用，还可以为下一节课所用，如“灯泡的伏安特性曲线”“研究灯泡在第一组时为什么不亮”等问题。
通过实践，将一些概念放在数据处理时讲是可行的，学生理解的台阶一步一步地建成，教师只有在教学中针对老问题，创设新办法，优化教学设计，做教学中的有心人，才能培养学生的自主学习和主动探究的能力。
参考文献：
[1]左振军.自制教具在探究凸透镜成像规律的有效性研究[J].中学物理教学参考，2014，43（12）：66-67.
[2]汤守平，谢玉荣.物理教学如何体现教师的教学活力[J].物理教学探讨，2015，33（6）：19-21.
（栏目编辑 邓 磊）