問題導(dǎo)學(xué)法在“伏安法測定值電阻”實驗復(fù)習(xí)探究教學(xué)中的運用

楊麗紅

[摘 要]本文以“伏安法測定值電阻的實驗設(shè)計”復(fù)習(xí)為例，運用問題導(dǎo)學(xué)法實施探究教學(xué)，筆者以為高中物理電學(xué)實驗復(fù)習(xí)應(yīng)讓學(xué)生經(jīng)歷探究過程，領(lǐng)悟科學(xué)探究思想，提高探究和實驗?zāi)芰?。而問題導(dǎo)學(xué)法的運用，能有效激發(fā)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的欲望，提高探究學(xué)習(xí)效率。

[關(guān)鍵詞]探究教學(xué) 問題導(dǎo)學(xué) 實驗設(shè)計

[中圖分類號] G633.7 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 16746058（2015）080059

探究教學(xué)是高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)要求的一種教學(xué)形式，在教學(xué)過程中，應(yīng)讓學(xué)生經(jīng)歷探究的過程，學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法，領(lǐng)悟科學(xué)探究思想，不斷提高探究能力。

高考電學(xué)實驗設(shè)計類考題主要考查學(xué)生運用所學(xué)知識與技能進行分析、論證的能力，考查學(xué)生對實驗方案和實驗方法合理性的評估能力，是高考物理中考查學(xué)生科學(xué)探究和實驗?zāi)芰Φ囊环N重要形式，在高考實驗題中占較大比分，也是學(xué)生普遍感覺困難甚至放棄答題的一種常見題型。那么如何指導(dǎo)學(xué)生進行復(fù)習(xí)，讓學(xué)生學(xué)會選擇實驗方法、選擇實驗器材、設(shè)計實驗電路，探究并逐步掌握解決電學(xué)實驗設(shè)計類問題的基本思路和方法，值得我們研究和探討。

為此，在復(fù)習(xí)了電學(xué)實驗基本儀器和基本電路的基礎(chǔ)上，嘗試運用問題導(dǎo)學(xué)法對“伏安法測定值電阻值的實驗”進行復(fù)習(xí)。具體教學(xué)中，以一個例題為基本框架，通過改變所給條件進行多種變換，設(shè)計系列導(dǎo)學(xué)問題，引導(dǎo)學(xué)生分析論證、設(shè)計實驗方案，讓學(xué)生掌握實驗設(shè)計的基本思路和方法。

【例題】從下表中選出適當(dāng)?shù)膶嶒炂鞑?，設(shè)計電路測量未知電阻Rx的阻值（約30Ω）。要求有盡可能高的測量精度，并能測得多組數(shù)據(jù)。（1）畫出電路圖，標(biāo)明所用器材的代號；（2）寫出計算Rx的表達式為Rx= ，式中各符號的意義是 。

教師：用伏安法測量未知電阻Rx的阻值，依據(jù)的原理是Rx=Ux/Ix，

實驗中需要測量Rx兩端電壓Ux和通過Rx的電流Ix。

問題：我們發(fā)現(xiàn)，所給器材中有電流表和電壓表，是否可以直接接入電路進行測量？怎樣接入？

讓學(xué)生思考做出初步判斷后，教師引導(dǎo)學(xué)生分析：

導(dǎo)學(xué)問題1：你判斷的標(biāo)準(zhǔn)是什么？（電學(xué)實驗設(shè)計的三個原則：電路安全、測量準(zhǔn)確、操作方便）

導(dǎo)學(xué)問題2：電路是否安全主要看什么？（各元件的電流、電壓是否超過允許值）

導(dǎo)學(xué)問題3：測量方法是否較準(zhǔn)確主要看什么？（電表內(nèi)阻是否已知，兩電表指針偏轉(zhuǎn)角是否能同時接近滿偏的三分之二）

導(dǎo)學(xué)問題4：操作是否方便主要看什么？（滑動變阻器的調(diào)節(jié)范圍是否超過最大值的一半）

學(xué)生甲答：兩表內(nèi)阻準(zhǔn)確值均未知，由于電流表的分壓或電壓表的分流會造成測量誤差，為盡量減小誤差，根據(jù)

該例題比較簡單，教師設(shè)計上述探究問題，意在引導(dǎo)學(xué)生對“伏安法測定值電阻值的實驗”進行復(fù)習(xí)梳理，明確該實驗設(shè)計是圍繞：基本原理（歐姆定律）——基本方法（電流表內(nèi)外接法、變阻器分壓限流接法）——基本設(shè)計原則（安全、準(zhǔn)確、方便）逐步展開的，讓學(xué)生形成分析設(shè)計的基本思路。

【變式一】：提供的器材調(diào)整如下，同上要求測Rx的阻值。

教師：我們發(fā)現(xiàn)，實驗的目的和要求沒有變，只是所給器材中電流表的量程和規(guī)格不同。

問題：上例設(shè)計的實驗測量電路是否需要改變？怎樣改變？

讓學(xué)生思考做出初步判斷后，教師引導(dǎo)學(xué)生分析：

教師：同樣，實驗的目的和要求沒有變，但所給器材中和的量程、規(guī)格都與原例題不同。

問題：上例設(shè)計的實驗測量電路是否需要再改變？怎樣改變？

讓學(xué)生思考做出初步判斷后，教師引導(dǎo)學(xué)生分析：

導(dǎo)學(xué)問題1：電流表、電壓表內(nèi)阻均已知，意味著什么？（電流表的分壓和電壓表的分流大小均可計算，電流表內(nèi)、外接法均可）

變式三和變式四分別只提供了電流表或電壓表，是伏安法測電阻的變式運用，教師可設(shè)計問題引導(dǎo)學(xué)生思考沒有電壓表時，如何間接得到待測電壓？沒有電流表時，又如何間接得到待測電流？經(jīng)過探究分析發(fā)現(xiàn)：已知內(nèi)阻的電流（或電壓）表可以充當(dāng)電壓（或電流）表，已知電阻在測出電流（或電壓）的情況下也可以充當(dāng)電壓（或電流）表。找到了電表的補缺辦法后，在幾種可能的方法中仍需判斷安全與準(zhǔn)確，通過比較和辨析，確定最優(yōu)方案。

在運用問題導(dǎo)學(xué)法進行“伏安法測定值電阻值的實驗設(shè)計”專題復(fù)習(xí)中，我們體會到，高中物理復(fù)習(xí)課的教學(xué)也能采用探究教學(xué)方式。在教學(xué)中，也要讓學(xué)生經(jīng)歷探究過程，才能使學(xué)生真切體會科學(xué)探究思想，掌握實驗設(shè)計方法，提高探究和實驗?zāi)芰Α?/p>

（責(zé)任編輯 易志毅）