初中物理“特殊方法測(cè)量電阻”的教學(xué)案例

1、初中物理“特殊方法測(cè)量電阻”的教學(xué)案例湖北省廣水市應(yīng)辦中心中學(xué)：邢大義電話QQ：605348436關(guān)鍵字：特殊法 測(cè)量電阻 案例本節(jié)課是在學(xué)完歐姆定律和電阻的測(cè)量后的加入的內(nèi)容。教材中沒有這節(jié)知識(shí)，但在學(xué)生的今后學(xué)習(xí)中會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)，成為了學(xué)生后面學(xué)習(xí)的障礙，教學(xué)中必需要解決好這個(gè)問題，為后續(xù)的學(xué)習(xí)掃清障礙。設(shè)置這節(jié)課，我反復(fù)查看了很多有關(guān)電阻的測(cè)量方法，最后確定上課的內(nèi)容要是有一定的代表性，并能打開學(xué)生思路的兩種方法，其它的方法都可以在此基礎(chǔ)上得到解答，這也正是我們現(xiàn)在進(jìn)行的“初中物理立體教學(xué)法”研究的內(nèi)容，從多角度來解決電阻測(cè)量這個(gè)同一問題，使學(xué)生對(duì)測(cè)量電阻的知識(shí)有個(gè)

2、全面系統(tǒng)的理解的掌握?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】1會(huì)用“伏阻法”、“安阻法”測(cè)量導(dǎo)體的電阻。2知道“伏阻法”、“安阻法”測(cè)量電阻，是在基本電學(xué)實(shí)驗(yàn)“伏安法”的基礎(chǔ)上進(jìn)行的；熟悉實(shí)驗(yàn)相關(guān)的電路分析、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，用到的物理方法和原理?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】如何引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思維遷移，怎樣改變實(shí)驗(yàn)器材后仍能完成實(shí)驗(yàn)。分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)物理規(guī)律找出解決問題方法?！窘虒W(xué)準(zhǔn)備】教師用：多媒體教學(xué)設(shè)備、多媒體課件。學(xué)生用：干電池、電壓表、電流表、已知阻值的定值電阻R0、開關(guān)、待測(cè)阻值的電阻RX、導(dǎo)線若干等。【教學(xué)中的現(xiàn)象、原因及對(duì)策】一、復(fù)習(xí)上節(jié)課所學(xué)的知識(shí)時(shí)，提出了以下三個(gè)問題歐姆定律的內(nèi)容是什么？伏安法測(cè)量電阻的原理是什么？怎

3、樣理解公式：？伏安法測(cè)量電阻的器材有哪些？電路圖怎樣？現(xiàn)象：學(xué)生回答歐姆定律的內(nèi)容時(shí)，九(2)班和九(7)班兩個(gè)班的學(xué)生都還能回答出來，少數(shù)學(xué)生要看書后才能答對(duì)。伏安法測(cè)量電阻的原理是，部分學(xué)生能回答出來，但對(duì)公式的理解很少有學(xué)生能回答對(duì)，大多數(shù)學(xué)生錯(cuò)誤說成“導(dǎo)體的電阻與電壓成正比，與電流成反比”。伏安法測(cè)量電阻的器材，很多學(xué)生說不全面，最容易說掉的是滑動(dòng)變阻器，電路圖只有三分之一的學(xué)生能畫出來。原因：學(xué)生回答歐姆定律的內(nèi)容時(shí)，九(2)班和九(7)班兩個(gè)班的學(xué)生都還能回答出來，少數(shù)學(xué)生要看書后才能答對(duì)。說明學(xué)生對(duì)一些定義，總結(jié)的結(jié)論性的內(nèi)容通過強(qiáng)記還能記住。伏安法測(cè)量電阻的原理是，部分學(xué)生能回

4、答出來，這也是學(xué)生強(qiáng)記的結(jié)果。但對(duì)公式的理解很少有學(xué)生能回答對(duì)，這說明學(xué)生對(duì)物理概念內(nèi)在的聯(lián)系理解還很欠缺，不知道電阻是導(dǎo)體本身的一種屬性。伏安法測(cè)量電阻的器材，很多學(xué)生說不全面，容易說掉的是滑動(dòng)變阻器，是因?yàn)閷?duì)滑動(dòng)變阻器在此實(shí)驗(yàn)中的作用不是很清楚，導(dǎo)致說漏。電路圖只有三分之一的學(xué)生能畫出來，說明學(xué)生對(duì)伏安法測(cè)量電阻的過程和方法還不是很理解。對(duì)策：教學(xué)中要將電阻的實(shí)質(zhì)講清楚，電阻只與導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積和溫度有關(guān)與電壓和電流無關(guān)。在伏安法測(cè)量電阻的實(shí)驗(yàn)中，滑動(dòng)變阻器的作用有：保護(hù)電路，開始閉合開關(guān)滑動(dòng)變阻器滑到阻值最大的位置；移動(dòng)滑動(dòng)變阻器能測(cè)量多組數(shù)據(jù)，電阻求平伏安法測(cè)量電阻圖形均值減

5、小誤差。學(xué)生知道了滑動(dòng)變阻器的重要作用，說的時(shí)候就不會(huì)漏掉。伏安法測(cè)量電阻的電路圖是初中電學(xué)中的重要圖形(如圖所示)，對(duì)照?qǐng)D形記憶實(shí)驗(yàn)器材，理解各器件的作用，加深對(duì)伏安法測(cè)量電阻的全過程的理解。二、“伏阻法”測(cè)量電阻學(xué)生進(jìn)行分組討論：1、沒有電流表，還有哪些計(jì)算電阻的方法？2、如果要測(cè)量待測(cè)電阻的阻值，必須要知道電流的大小，有什么方法來解決？3、需要的器材有哪些？4、實(shí)驗(yàn)原理是什么？5、要用到什么物理原理？6、怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)量？現(xiàn)象：1、沒有電流表，還有哪些計(jì)算電阻的方法？學(xué)生的討論中只有很少的學(xué)生能想到用間接測(cè)量的方法來進(jìn)行，但都沒有準(zhǔn)確的方法計(jì)算出電阻。2、如果要測(cè)量待測(cè)電阻的阻值，必

6、須要知道電流的大小，有什么方法來解決？這里有少數(shù)學(xué)生平時(shí)注意了，能說出用串聯(lián)電流相等的方法，間接得出待測(cè)電阻的電流。3、需要的器材有哪些？還要加其它的器材，已知阻值的電阻、滑動(dòng)變阻器等，也只少數(shù)的學(xué)生說了。4、實(shí)驗(yàn)原理是什么？有的學(xué)生說是歐姆定律，大多數(shù)學(xué)生不知道是什么原理。5、要用到什么物理原理？學(xué)生都不會(huì)，沒有學(xué)生能回答對(duì)。6、怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)量？學(xué)生不知道，只是老師來引導(dǎo)學(xué)生，完成實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)測(cè)量。原因：這是一個(gè)探究新實(shí)驗(yàn)方法的過程，要求學(xué)生對(duì)基本的測(cè)量電阻的方法非常熟悉，學(xué)生對(duì)條件發(fā)生改變后，前后的知識(shí)銜接還不是很會(huì)變通，物理知識(shí)學(xué)得不活。如第2個(gè)問題，只有少數(shù)學(xué)生能說出用串聯(lián)電流相等

7、的方法，間接得出待測(cè)電阻的電流。第3個(gè)問題，需要的器材有哪些,這就要和“伏安法”測(cè)量電阻的器材作對(duì)比，少了電流表，肯定還要增加器材，也只少數(shù)的學(xué)生說，還要加已知阻值的電阻或滑動(dòng)變阻器等。這是平時(shí)教學(xué)中沒有注意的一些方法，學(xué)生不能融會(huì)貫通。對(duì)策：平時(shí)沒有注意的較難內(nèi)容，教師進(jìn)行教學(xué)時(shí)可以事先提醒學(xué)生，降低學(xué)生思考的難度，提高學(xué)生的興趣，得到較好的效果。學(xué)生討論中的有些錯(cuò)誤，或者不全面的地方進(jìn)行完善，給予更正和引導(dǎo)，為下面的探究打好基礎(chǔ)。學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，教師提示并講解：教師提示：測(cè)量電阻時(shí)可根據(jù)公式：進(jìn)行,必須要知道電流的大小和電壓的大小，電壓有電壓表能直接測(cè)量待測(cè)電阻的電壓。沒有電流表，能否根

8、據(jù)串聯(lián)電路中電流處處相等，測(cè)量出一個(gè)已知的電阻的電壓，根據(jù)公式：計(jì)算出電流，間接得到待測(cè)阻值的電流。然后用公式進(jìn)行計(jì)算，得出待測(cè)電阻的阻值?，F(xiàn)象：圖2圖1學(xué)生分組討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，選擇實(shí)驗(yàn)器材(干電池、電壓表、已知阻值的定值電阻R0、開關(guān)、待測(cè)阻值的電阻Rx、導(dǎo)線若干)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)。只有部分學(xué)生能畫出電路圖(如圖1所示)，也有少數(shù)組的學(xué)生畫的是圖2的電路圖，這兩種方法其實(shí)都可以。特別對(duì)一塊電壓表測(cè)量?jī)蓚€(gè)電阻的電壓不知怎樣解決。根據(jù)電路圖正確連接電路還有部分學(xué)生沒有掌握，連接電路有錯(cuò)誤，有時(shí)是開關(guān)沒有處于斷開狀態(tài)，電壓表的正負(fù)接線柱接反等。數(shù)據(jù)處理還不會(huì)，需要老師的指導(dǎo)才能完成。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

9、表格：R0的阻值/R0兩端的電壓/VRx兩端的電壓/VRx的阻值/原因：這是一個(gè)探究新實(shí)驗(yàn)方法的過程，學(xué)生平常沒有用到這些方法，電路圖不知道怎樣處理是可以理解的。根據(jù)電路圖正確連接電路還有部分學(xué)生沒有掌握，連接電路有錯(cuò)誤，有時(shí)是開關(guān)沒有處于斷開狀態(tài)，電壓表的正負(fù)接線柱接反等。這是因?yàn)槠綍r(shí)訓(xùn)練少的結(jié)果，電路連接的方法：首先要斷開開關(guān)連接電路，有電表的要注意正負(fù)接線柱接，有滑動(dòng)變阻器的要根據(jù)要求“一上一下”連接等。數(shù)據(jù)處理還不會(huì)，需要老師的指導(dǎo)才能完成。說明學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)還不能非常熟練應(yīng)用，從理解到應(yīng)用的過程還不夠。對(duì)策：物理學(xué)中的實(shí)驗(yàn)，除了基本的實(shí)驗(yàn)外，對(duì)缺少器材的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練還要加強(qiáng)，這些對(duì)于物

10、理基礎(chǔ)較好的學(xué)生是一個(gè)很好的煅練。根據(jù)電路圖正確連接電路，這些內(nèi)容是物理實(shí)驗(yàn)的基本環(huán)節(jié)，應(yīng)加強(qiáng)訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。學(xué)生的數(shù)據(jù)處理還不會(huì)，老師可根據(jù)實(shí)際的情況，指導(dǎo)或提示學(xué)生完成，特別是具體方法的講解使學(xué)生下次能解決類似的問題。學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)處理感覺較難，教師應(yīng)提示并講解數(shù)據(jù)處理的過程和原理，讓學(xué)生今后能按相關(guān)的思路來解決類似的問題：1、串聯(lián)電路中各處的電流是相等的:I=I1=I2=In 2、因?yàn)镽x和R0串聯(lián)得到：； 3、由：得：根據(jù)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行拓展，還可以根據(jù)串聯(lián)分壓得：，計(jì)算出RX的值，結(jié)果相同。如果用的是第二個(gè)圖，則表達(dá)式為：。三、“安阻法”測(cè)量電阻學(xué)生進(jìn)行分組討論：圖4圖31、沒有電壓表

11、，如果要測(cè)量待測(cè)電阻的阻值，必須要知道電壓的大小，有什么方法來解決？2、需要的器材有哪些？3、實(shí)驗(yàn)原理是什么？4、要用到什么物理原理？5、怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)量？現(xiàn)象：通過上面的“伏阻法”測(cè)量電阻的分析和實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)于“安阻法”測(cè)量電阻的過程比上面要好得多，知道所要選取的器材有：干電池、電流表、已知阻值的定值電阻R0、開關(guān)、待測(cè)阻值的電阻Rx、導(dǎo)線若干等。學(xué)生畫的電路圖(如圖3所示)，少數(shù)組有畫成圖4的。電路圖應(yīng)接成并聯(lián)，要根據(jù)并聯(lián)電路中各支路的電壓相等進(jìn)行原理分析。連接電路也比上面要好，沒有出現(xiàn)錯(cuò)誤。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格和處理也做得較好。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格：R0的阻值/通過R0的電流/A通過Rx的電流/AR

12、x的阻值/原因：學(xué)生的模仿能力還是較強(qiáng)的，只有給予了有關(guān)的訓(xùn)練內(nèi)容，在接下來的對(duì)應(yīng)學(xué)習(xí)中會(huì)有較好的效果。成績(jī)好的學(xué)生在這方面表現(xiàn)更進(jìn)一步，成績(jī)差的學(xué)生也能有所提高，但還是要老師的再次指導(dǎo)，這跟學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成很有關(guān)系，他們的遷移能力還不夠。對(duì)策：在今后的教學(xué)中，對(duì)于新的知識(shí)老師一定要先有指導(dǎo)，讓學(xué)生熟悉后再進(jìn)行拓展和延伸，開始就讓學(xué)生探究新知識(shí)，效果不一定好，成績(jī)不好的學(xué)生更是會(huì)失去學(xué)習(xí)的興趣。根據(jù)前面的提示及方法，學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，教師提示過程和原理共同完：1、并聯(lián)電路中各支路的電壓都是相等的:U=U1=U2=Un 2、因?yàn)镽x和R0是并聯(lián)的得到：； 3、由：得：還可以根據(jù)并聯(lián)分流得：，計(jì)算

13、出RX的值，結(jié)果相同。如果用的是圖4，則表達(dá)式為：。四、“伏阻法”和“安阻法”測(cè)電阻的實(shí)質(zhì)此內(nèi)容是“伏阻法”和“安阻法”測(cè)電阻的拓展，只是老師來引導(dǎo)學(xué)生注意選擇這樣實(shí)驗(yàn)的原因和方法，也是高中學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，對(duì)學(xué)生不作要求。少數(shù)學(xué)生對(duì)物理有興趣也可以自己探究，老師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生的探索精神。“伏阻法”測(cè)量電阻的實(shí)質(zhì)：這里的R0和電壓表V組成的電路圖，相當(dāng)于電流表。如圖所示：,通過已知阻值的定值電阻和測(cè)得的電壓值，應(yīng)用公式,得到該電路中的電流值。 “安阻法”測(cè)量電阻的實(shí)質(zhì)：這里的R0和電流表A組成的電路圖，相當(dāng)于電壓表。如圖所示：,通過已知阻值的定值電阻R0和測(cè)得的電流值I0，應(yīng)用公式,得到該電路中的電壓值

14、。（五）例題分析：例1圖例1 如圖所示，已知I=4.5 A，I2=0.9 A，電源電壓為36 V，那么燈L1的電阻R1多大？ 解析: 因?yàn)闊鬖1和燈L2并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路中干路電流等于支路電流之和得：I=I1+I2，即有：I1=I-I2=4.5A-0.9A=3.6A；并聯(lián)電路中各支路的電壓相等得：U1=U2=U=36V；則有：。例2圖例2 如圖所示，R1=20，滑動(dòng)變阻器R2最大阻值為80，電路接在電壓為6 V電路中，當(dāng)滑片P由最左端滑到最右端時(shí)，電壓表示數(shù)由6V變化為1.2 V，則電流表示數(shù)變化范圍是多少？當(dāng)滑片P在最右端時(shí)串聯(lián)電路的電阻多大？解：（1）滑片P在最左端時(shí)，電路簡(jiǎn)化為：則有：U

15、1=U =6V，由歐姆定律得：（2）滑片P在最右端時(shí)，電路簡(jiǎn)化為：則有：，。現(xiàn)象：例題投影出來后讓學(xué)生在小組討論，試著解答有關(guān)的內(nèi)容。在九(7)班和九(2)班兩個(gè)班的學(xué)生中，九(7)班的有十幾個(gè)成績(jī)好的學(xué)生能夠解決，九(2)班的有幾個(gè)學(xué)生在老師的提示下獨(dú)立完成，還有很大的一部分學(xué)生只是在老師的指導(dǎo)下才能完成。原因：九(2)班和九(7)班兩個(gè)班的學(xué)生基礎(chǔ)有些差別，導(dǎo)致了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果也不同。學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成是一個(gè)長(zhǎng)期的過程，基礎(chǔ)較差不是短期形成的，教學(xué)過程中不進(jìn)行有關(guān)知識(shí)的補(bǔ)充，基礎(chǔ)的學(xué)生會(huì)失去學(xué)習(xí)的興趣。對(duì)策：在今后的教學(xué)中要做到“因材施教”，針對(duì)學(xué)生的基礎(chǔ)不同提出不同的要求。對(duì)學(xué)習(xí)困難的學(xué)生可

16、以先提示指導(dǎo)，幫助他們樹立學(xué)好物理的信心，可以將容易點(diǎn)的內(nèi)容讓這部分學(xué)生去解答?；A(chǔ)較好的學(xué)生，可以鼓勵(lì)他們獨(dú)立完成難度比較大的物理內(nèi)容，讓他們獲得戰(zhàn)勝困難的快樂，并使他們能長(zhǎng)期保持探索未知世界的興趣。（六）評(píng)估交流： 學(xué)生討論：在你的實(shí)驗(yàn)過程中，出現(xiàn)了哪些故障，你是怎么解決的？ 老師提示：實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的故障主要有： 1實(shí)驗(yàn)中電流表或電壓表的指針反向偏轉(zhuǎn)； 2電流表或電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角度很小； 3電流表或電壓表指針超過最大值；4閉合開關(guān)，電流表或電壓表沒有示數(shù)，如果要進(jìn)一步判斷是什么原因，你能想出什么辦法？現(xiàn)象：學(xué)生對(duì)前三個(gè)問題都能回答出來，第四個(gè)問題很多學(xué)生有不同回答，學(xué)生回答情況有：電流

17、表或電壓表損壞；電源沒有電；開關(guān)接觸不良；被測(cè)量電阻斷路；被測(cè)量電阻短路等。這些情況看起來都有道理，但仔細(xì)想想會(huì)發(fā)現(xiàn)有些答案是不全面的。如：被測(cè)量電阻斷路時(shí)，電流表沒有示數(shù)還行，電壓表沒有示數(shù)就不對(duì)了，電壓表與實(shí)測(cè)量電阻是并聯(lián)的。被測(cè)量電阻短路時(shí)，電壓表沒有示數(shù)是對(duì)的，但電流表有示數(shù)。原因：學(xué)生對(duì)具體問題回答較好，因?yàn)檫@些內(nèi)容是記憶性質(zhì)的知識(shí)，只在了解后就能夠說對(duì)。第四個(gè)問題是發(fā)散性質(zhì)的知識(shí)，學(xué)生回答這類題時(shí)，需要將所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行重組再造，有時(shí)只想到一個(gè)方面，不能全面考慮，這是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。對(duì)策：今后的教學(xué)中對(duì)于具體問題要注意全面的總結(jié)歸納，如果歸納不到的內(nèi)容學(xué)生就會(huì)出錯(cuò)，只要都注意到了，

18、就不用花費(fèi)很多的時(shí)間在這些知識(shí)上。對(duì)于發(fā)散性質(zhì)的知識(shí)，需要綜合考慮的知識(shí)，這些是今后教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，要注意引導(dǎo)學(xué)生用物理的思維，全面綜合考慮問題，同時(shí)也要避免學(xué)生鉆牛角尖?！窘虒W(xué)反思】設(shè)計(jì)意圖：電學(xué)實(shí)驗(yàn)操作常規(guī)，不是在實(shí)驗(yàn)前由教師授予；而是在學(xué)生實(shí)驗(yàn)后由學(xué)生自己反思分析得出；無論是操作正確或是錯(cuò)誤的同學(xué)都會(huì)留下深刻的印象；培養(yǎng)學(xué)生自我批判、自我反思的能力。在進(jìn)行特殊方法測(cè)量電阻時(shí)，由于難度比較大，所以要適當(dāng)進(jìn)行引導(dǎo)，通過這兩種特殊的測(cè)量方法，鍛煉學(xué)生思維，進(jìn)一步理解歐姆定律的應(yīng)用，體會(huì)用“替換”的方法解決缺少器材的實(shí)驗(yàn)。教學(xué)中的得：以往的教學(xué)中，教師講的多，學(xué)生聽得煩、聽得累，課堂效率并不高

19、，而且學(xué)生一遇到新題型，就有些應(yīng)付不來，面對(duì)這種情況，這節(jié)課用實(shí)驗(yàn)探究的方法，將電阻的特殊測(cè)量方法進(jìn)行歸類探究，學(xué)生取得了明顯的效果，對(duì)探究性質(zhì)的物理有更深刻的印象。在缺少電流表或電壓表的情況下，給出幾組實(shí)驗(yàn)器材，各小組同學(xué)自主選擇，討論交流設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖并用多媒體展示。我將各實(shí)驗(yàn)方案分別起了形象的名字，如“伏阻法”、“安阻法”等，通過這些具體形象的命名，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生的思路和解決問題的方法。各小組的同學(xué)展示本組的研究成果，既給學(xué)生一次鍛煉自己的機(jī)會(huì)，又增強(qiáng)了學(xué)生的自信心，讓他們體會(huì)到成功的喜悅，激發(fā)求知的欲望。在這一環(huán)節(jié)中學(xué)生總體表現(xiàn)得十分出色。選擇了有代表性的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，對(duì)電阻的特殊測(cè)量方法進(jìn)行探究的同時(shí)，對(duì)其它的測(cè)量電阻方法也有一定的啟示作用，如：“安滑法”，“伏滑法”，“等效替代法”等，都有一定的幫助。為后面學(xué)習(xí)電功率的特殊測(cè)量打下好的基礎(chǔ)，后來在電功率教學(xué)中有這樣類似的問題，很多學(xué)生都能快速解決，說明這節(jié)課還是很有用處的。教學(xué)中注意發(fā)揮學(xué)生的主體作用，教師只是引導(dǎo)幫助學(xué)生解決疑難問題，不進(jìn)行大包大攬，學(xué)生的積極性得到發(fā)揮。例題的設(shè)計(jì)針對(duì)性強(qiáng)，讓學(xué)生能將實(shí)踐和理論相結(jié)合，使實(shí)驗(yàn)的知識(shí)得到鞏固