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关于学生实验,课程标准已经提出:义务教育物理课程应让学生通过观察、操作、体验等方式,经历科学探究过程,认识物理概念和规律,学习科学方法,树立正确的世界观,应充分利用已有的实验器材,努力开发适合本校情况的实验课程资源,尽可能让学生自己动手多做实验,为了便于教学和评估,初中阶段学生必做20个实验。 在标准中,科学探究既是学生学习目标,又是重要的学习方式,将科学探究列入“课程内容”,旨在让学生经历与科学工作者进行的相似的探究过程,主动获取知识,领悟科学探究方法,发展科学探究能力,体验科学探究的乐趣,养成实事求是的科学态度和勇于创新的科学精神。《测量小灯泡的电功率》是学生必做的分组实验,《测量小灯泡的电功率》既是探究性实验又是定量实验,笔者以《测量小灯泡的电功率》例谈如何做好初中学生实验科学分析与有效实施,旨在抛砖引玉。
《测量小灯泡的电功率》是人教版八年级下册第八章第三节内容,本课是在学习了《电功率》的教学,学生对公式P=UI已有初步认识后安排的一节实验课。本节实验是电学中第二个同时使用电流表、电压表、滑动变阻器进行定量测量的实验,是电学知识的综合运用。通过本节实验探究既可以巩固有关电功率的知识,熟练仪器的使用;又能让学生从操作中更清楚地了解电压对电功率的制约关系,学会区分额定电功率和实际电功率。本节的教学设计从生活中自制教具演示实验灯泡的亮度变化引入课题,利用学生认识上的冲突,让学生带着疑问来进行实验探究。 在实验环节的设计上,结合学生之前做过的测量小灯泡的电阻的实验,通过对比两个实验的异同点,明确了这两个实验的测量量相同,实验器材、电路相同,实验方法有所不同,让学生运用旧知来解决新问题,从而降低了本实验的难度。考虑到所授课的学校是乡镇中学,学生的动手能力较差,在“测量小灯泡的电阻”的实验基础上,引导学生自行设计“测量小灯泡的电功率”的实验方案,培养学生自主学习的能力。指导学生进行实验,在体验“设计、操作、分析、得出结论”的过程中,使学生了解认真、严谨的科学态度和感受到成功的喜悦。学会处理实验中遇到的实际问题,既培养学生分析解决问题的能力,又促进学生之间的交流,进一步培养学生的科学素养和合作精神。在电路连接时设计了引导学生观看《测量小灯泡电阻》的接线操作录像(3分钟),请指出操作错误,再用多媒体课件先演示电路的连接,再让学生动手操作,使得小组都能顺利测出实验数据。在实验评估环节,设计用课件重现了学生实验中出现的各种问题,通过学生阐述他们是如何排除实验中遇到问题的,来提高学生解决问题的能力。最后联系生活现象,引导学生分析当电路中的电压过低或过高时用电器会怎样工作?用电器在使用时要注意什么?从而将所学知识融入生活现象中去延伸解决一些生活问题,这样的设计将本课单一的实验测量结合在灯泡这一生活用电器中,通过实验探究让学生对灯泡的亮度与实际电功率的联系有了更深的认识。从生活现象中学习物理知识又将物理知识运用在生活中,来解决生活中的问题,达到学以致用的目的。体现了“从生活走向物理,从物理走向生活”的教学理念。
本节课的重点
会利用电功率计算公式作为实验原理,用伏安法测量小灯泡不同电压下的实际功率与额定功率的方法和步骤,区分额定功率和实际功率以及讨论实验中发现的新问题。本节课的难点:要求学生自己设计出符合实验目的的实验方案、实验步骤并得出实验结论。
[HJ1。35mm]教学目标
(1)知识与技能:进一步加深对电功率的理解,巩固电流表和电压表的操作技能,学会区分额定功率和实际功率;
(2)过程与方法:培养学生依据实验原理设计实验电路的能力,进一步熟练电流表、电压表和滑动变阻器的使用操作技能,提高学生实验素质,通过探究,体验小灯泡的电功率随它两端电压的改变而改变,并发现其变化的规律;进一步体会额定功率和实际功率的区别;
(3)情感态度与价值观:通过讨论和交流,培养合作学习的意识和态度。通过实验,培养学生的观察、实验能力及分析、概括能力, 认识用电器正常工作和不正常工作对用电器的影响,培养学生科学使用用电器的意识以及节约用电的意识。
教学方法启发、探究、讨论。
教学准备电源(电池组)、电压表、电流表、滑动变阻器、小灯泡(2。5 V)、开关、导线若干、多媒体设备、发光二极管。
[TP5CW28。TIF,Y#]
教学过程温故知新
1。每个学生观察“PZ220 -60”回答:220、60表示的物理意义?2。引导学生观看《测量小灯泡电阻》的接线操作录像(三分钟),请指出操作错误。如图1所示。
[TP5CW29。TIF,Y#]
创设情境,引入新课:将“PZ220 -60”的灯泡接入自制教具如图2所示家庭电路中,通过调压器调节灯泡两端的电压分别等于额定电压、低于额定电压和略高于额定电压时,同时观察灯泡的发光情况和灯泡实际电压值,如图2所示。根据初中学生好奇的心理特点,设计这一实验引入,为学生创设问题情景,巧设悬念,激发兴趣,为探究实验做好铺垫。明确这节课我们就用小灯泡代替灯泡做测量电功率实验,如何测量灯泡在不同电压下工作时的电功率?从学生认识冲突中引出本课课题。
实验目的:测量小灯泡的电功率。
实验任务:阅读了解,明确实验的目的,分别测量以下三种情况下的实际功率:(1)使小灯泡两端电压低于额定电压时,测出其功率,并观察小灯泡的亮度;(2)使小灯泡两端电压等于额定电压时,测出其功率,并观察小灯泡的亮度;(3)使小灯泡两端电压是额定电压的1。2倍时,测出其功率,并观察小灯泡的亮度。
设计实验启发引导学生完成实验设计思考:要改变小灯泡两端的电压,该在电路中连入一个什么器材?
师生讨论、学生回答。
实验报告要求:(1)实验原理;(2)设计的电路图;(3)选择的器材;(4)设计的实验步骤;(5)设计的实验数据记录表格。利[TP5CW30。TIF,YX#]用实物投影仪展示几组学生设计的实验电路图(图3)和实验记录表格,进行交流。投影展示是为了让学生有机会向大家展示自己的设计效果并加强交流,学生评价,不足之处教师引导学生再作补充。老师推荐实验电路图(图3)和实验表格(多媒体展示),给设计能力弱的学生提供帮助,帮助动手能力弱的学生完成实验,体现老师对全体学生的关注。培养学生的动手操作能力,更好地完成实验任务。 [BHDFG3,WK6,K5,K5,K6,K4W][HJ*4]
小灯泡两端的电压[]电压U/V[]电流I/A[]电功率P=UI/W[]亮度
[BHDG2]U实 [BH]U实=U额
[BH]U实>U额[HJ3mm][BG)F][HJ1。45mm]
进行实验:实验前注意事项的温馨提示: (1)电池盒选用“-”和“6”两个接线柱;(2)请同学们观察你手中的小灯泡上的额定电压值;(3)估计电路中电压、电流的最大值,选择电压表、电流表合适的量程,并注意正负接线柱的连接要正确;(4)灯泡两端的电压不能超过额定电压太多,否则会将灯泡烧坏;(5)请小组同学互相合作,共同完成实验;(6)实验完毕,请断开开关,整理好实验器材。
要求学生对注意事项进行补充完整,此外提醒学生在实验中可能遇到的疑难问题,让学生带着问题进行实验。
学生进行实验时,教师巡视观察指导:(1)解决同学们在实验中遇到的疑难问题;(2)指导学生掌握正确的操作方法和实验技能;(3)教师帮助或调动已经完成实验的小组去帮助动手能力弱的小组。
为了帮助学生培养学生的节电意识,利用此器材增加让学生测一测亮度与小灯泡相当的发光二极管的电功率实验,并与小灯泡的电功率相比。学生一般知道LED手电筒耐用,但不知道为什么。这个实验解决了这个问题,是因为同样亮度下,发光二极管消耗的电功率很低。例举电脑、电视机的待机问题具有代表性的浪费电的事例,一台电视机、电脑待机所浪费的电能是有限的,而千家万户都因图省事而让电视机、电脑待机所消耗的电能,却是一个很大的数字,因此,在日常生活和学习中,应该克服浪费电的不良习惯,进一步认识节能的重要性,逐步形成节能的习惯。分析与论证:实验结束,选择1~2组同学利用投影和大家交流。(要求同学配合投影上台讲解)通过分析实验数据和灯泡亮度的比较,得出结论,目的培养学生分析实验数据,归纳结论能力和学生语言表达能力。
评估与交流:实验过程中容易出现哪些错误或故障,你是怎么判断和解决互相借鉴实验中可取的地方,对自己的实验过程进行反思。互相讨论解决实验中遇到的新问题培养评估和听取反馈意见的意识。
应用拓展:为了让学生对所学知识能进一步巩固,同时做到学以致用,阅读“三江都市报”的一则新闻报道:
电压太高百余住户电器烧坏
本报讯(记者 陈建),一家电力公司在恢复金口河区一故障线路操作过程中,导致电压急剧升高,造成附近百余住户家560件的电器都不同程度被烧坏,造成居民经济损失共计18。5万元。
思考:为什么电压太高,用电器容易被烧坏?通过联系生活实例的进一步分析,让学生享受到学习知识所带来的乐趣,感受到应用物理知识解释生活现象的成就感,体验“从生活走向物理、从物理走向社会”的教学理念。学生课后活动:上网查阅用电能表和钟表测家用电器的电功率的方法。
知识延伸。让学生带着问题走进教室,又带着问题走出教室,形成余音缭绕之势。
【海南省教育科学“十二五”规划2014年度专项课题:新课标下初中物理课堂教学低效无效的排查与对策研究,课题编号:QHJ12514034)】
《测量小灯泡的电功率》是人教版八年级下册第八章第三节内容,本课是在学习了《电功率》的教学,学生对公式P=UI已有初步认识后安排的一节实验课。本节实验是电学中第二个同时使用电流表、电压表、滑动变阻器进行定量测量的实验,是电学知识的综合运用。通过本节实验探究既可以巩固有关电功率的知识,熟练仪器的使用;又能让学生从操作中更清楚地了解电压对电功率的制约关系,学会区分额定电功率和实际电功率。本节的教学设计从生活中自制教具演示实验灯泡的亮度变化引入课题,利用学生认识上的冲突,让学生带着疑问来进行实验探究。 在实验环节的设计上,结合学生之前做过的测量小灯泡的电阻的实验,通过对比两个实验的异同点,明确了这两个实验的测量量相同,实验器材、电路相同,实验方法有所不同,让学生运用旧知来解决新问题,从而降低了本实验的难度。考虑到所授课的学校是乡镇中学,学生的动手能力较差,在“测量小灯泡的电阻”的实验基础上,引导学生自行设计“测量小灯泡的电功率”的实验方案,培养学生自主学习的能力。指导学生进行实验,在体验“设计、操作、分析、得出结论”的过程中,使学生了解认真、严谨的科学态度和感受到成功的喜悦。学会处理实验中遇到的实际问题,既培养学生分析解决问题的能力,又促进学生之间的交流,进一步培养学生的科学素养和合作精神。在电路连接时设计了引导学生观看《测量小灯泡电阻》的接线操作录像(3分钟),请指出操作错误,再用多媒体课件先演示电路的连接,再让学生动手操作,使得小组都能顺利测出实验数据。在实验评估环节,设计用课件重现了学生实验中出现的各种问题,通过学生阐述他们是如何排除实验中遇到问题的,来提高学生解决问题的能力。最后联系生活现象,引导学生分析当电路中的电压过低或过高时用电器会怎样工作?用电器在使用时要注意什么?从而将所学知识融入生活现象中去延伸解决一些生活问题,这样的设计将本课单一的实验测量结合在灯泡这一生活用电器中,通过实验探究让学生对灯泡的亮度与实际电功率的联系有了更深的认识。从生活现象中学习物理知识又将物理知识运用在生活中,来解决生活中的问题,达到学以致用的目的。体现了“从生活走向物理,从物理走向生活”的教学理念。
本节课的重点
会利用电功率计算公式作为实验原理,用伏安法测量小灯泡不同电压下的实际功率与额定功率的方法和步骤,区分额定功率和实际功率以及讨论实验中发现的新问题。本节课的难点:要求学生自己设计出符合实验目的的实验方案、实验步骤并得出实验结论。
[HJ1。35mm]教学目标
(1)知识与技能:进一步加深对电功率的理解,巩固电流表和电压表的操作技能,学会区分额定功率和实际功率;
(2)过程与方法:培养学生依据实验原理设计实验电路的能力,进一步熟练电流表、电压表和滑动变阻器的使用操作技能,提高学生实验素质,通过探究,体验小灯泡的电功率随它两端电压的改变而改变,并发现其变化的规律;进一步体会额定功率和实际功率的区别;
(3)情感态度与价值观:通过讨论和交流,培养合作学习的意识和态度。通过实验,培养学生的观察、实验能力及分析、概括能力, 认识用电器正常工作和不正常工作对用电器的影响,培养学生科学使用用电器的意识以及节约用电的意识。
教学方法启发、探究、讨论。
教学准备电源(电池组)、电压表、电流表、滑动变阻器、小灯泡(2。5 V)、开关、导线若干、多媒体设备、发光二极管。
[TP5CW28。TIF,Y#]
教学过程温故知新
1。每个学生观察“PZ220 -60”回答:220、60表示的物理意义?2。引导学生观看《测量小灯泡电阻》的接线操作录像(三分钟),请指出操作错误。如图1所示。
[TP5CW29。TIF,Y#]
创设情境,引入新课:将“PZ220 -60”的灯泡接入自制教具如图2所示家庭电路中,通过调压器调节灯泡两端的电压分别等于额定电压、低于额定电压和略高于额定电压时,同时观察灯泡的发光情况和灯泡实际电压值,如图2所示。根据初中学生好奇的心理特点,设计这一实验引入,为学生创设问题情景,巧设悬念,激发兴趣,为探究实验做好铺垫。明确这节课我们就用小灯泡代替灯泡做测量电功率实验,如何测量灯泡在不同电压下工作时的电功率?从学生认识冲突中引出本课课题。
实验目的:测量小灯泡的电功率。
实验任务:阅读了解,明确实验的目的,分别测量以下三种情况下的实际功率:(1)使小灯泡两端电压低于额定电压时,测出其功率,并观察小灯泡的亮度;(2)使小灯泡两端电压等于额定电压时,测出其功率,并观察小灯泡的亮度;(3)使小灯泡两端电压是额定电压的1。2倍时,测出其功率,并观察小灯泡的亮度。
设计实验启发引导学生完成实验设计思考:要改变小灯泡两端的电压,该在电路中连入一个什么器材?
师生讨论、学生回答。
实验报告要求:(1)实验原理;(2)设计的电路图;(3)选择的器材;(4)设计的实验步骤;(5)设计的实验数据记录表格。利[TP5CW30。TIF,YX#]用实物投影仪展示几组学生设计的实验电路图(图3)和实验记录表格,进行交流。投影展示是为了让学生有机会向大家展示自己的设计效果并加强交流,学生评价,不足之处教师引导学生再作补充。老师推荐实验电路图(图3)和实验表格(多媒体展示),给设计能力弱的学生提供帮助,帮助动手能力弱的学生完成实验,体现老师对全体学生的关注。培养学生的动手操作能力,更好地完成实验任务。 [BHDFG3,WK6,K5,K5,K6,K4W][HJ*4]
小灯泡两端的电压[]电压U/V[]电流I/A[]电功率P=UI/W[]亮度
[BHDG2]U实 [BH]U实=U额
[BH]U实>U额[HJ3mm][BG)F][HJ1。45mm]
进行实验:实验前注意事项的温馨提示: (1)电池盒选用“-”和“6”两个接线柱;(2)请同学们观察你手中的小灯泡上的额定电压值;(3)估计电路中电压、电流的最大值,选择电压表、电流表合适的量程,并注意正负接线柱的连接要正确;(4)灯泡两端的电压不能超过额定电压太多,否则会将灯泡烧坏;(5)请小组同学互相合作,共同完成实验;(6)实验完毕,请断开开关,整理好实验器材。
要求学生对注意事项进行补充完整,此外提醒学生在实验中可能遇到的疑难问题,让学生带着问题进行实验。
学生进行实验时,教师巡视观察指导:(1)解决同学们在实验中遇到的疑难问题;(2)指导学生掌握正确的操作方法和实验技能;(3)教师帮助或调动已经完成实验的小组去帮助动手能力弱的小组。
为了帮助学生培养学生的节电意识,利用此器材增加让学生测一测亮度与小灯泡相当的发光二极管的电功率实验,并与小灯泡的电功率相比。学生一般知道LED手电筒耐用,但不知道为什么。这个实验解决了这个问题,是因为同样亮度下,发光二极管消耗的电功率很低。例举电脑、电视机的待机问题具有代表性的浪费电的事例,一台电视机、电脑待机所浪费的电能是有限的,而千家万户都因图省事而让电视机、电脑待机所消耗的电能,却是一个很大的数字,因此,在日常生活和学习中,应该克服浪费电的不良习惯,进一步认识节能的重要性,逐步形成节能的习惯。分析与论证:实验结束,选择1~2组同学利用投影和大家交流。(要求同学配合投影上台讲解)通过分析实验数据和灯泡亮度的比较,得出结论,目的培养学生分析实验数据,归纳结论能力和学生语言表达能力。
评估与交流:实验过程中容易出现哪些错误或故障,你是怎么判断和解决互相借鉴实验中可取的地方,对自己的实验过程进行反思。互相讨论解决实验中遇到的新问题培养评估和听取反馈意见的意识。
应用拓展:为了让学生对所学知识能进一步巩固,同时做到学以致用,阅读“三江都市报”的一则新闻报道:
电压太高百余住户电器烧坏
本报讯(记者 陈建),一家电力公司在恢复金口河区一故障线路操作过程中,导致电压急剧升高,造成附近百余住户家560件的电器都不同程度被烧坏,造成居民经济损失共计18。5万元。
思考:为什么电压太高,用电器容易被烧坏?通过联系生活实例的进一步分析,让学生享受到学习知识所带来的乐趣,感受到应用物理知识解释生活现象的成就感,体验“从生活走向物理、从物理走向社会”的教学理念。学生课后活动:上网查阅用电能表和钟表测家用电器的电功率的方法。
知识延伸。让学生带着问题走进教室,又带着问题走出教室,形成余音缭绕之势。
【海南省教育科学“十二五”规划2014年度专项课题:新课标下初中物理课堂教学低效无效的排查与对策研究,课题编号:QHJ12514034)】