實驗驅動的物理復習教學策略

張東明

人教版物理九年級（全一冊）第十六章《電壓電阻》主要編排了三個實驗：一是電壓表的使用，二是探究串、并聯電路中電壓的規律，三是探究影響導體電阻大小的因素。結合教學重難點和實際學情，筆者設計了以下實驗活動，驅動學生復習本章內容。

一、引入水果電池，以趣味實驗驅動復習

教材雖然介紹了水果電池，但多數學生沒有實際的探究經歷。復習時，筆者引入“水果電池”實驗，激發學生的學習興趣，幫助學生回顧電壓的概念、單位，以及電壓表的使用方法。

課堂上，筆者展示水果電池（圖略），并提問：“銅片和鋅片中哪個金屬片是水果電池的正極？”學生對這個問題的認識比較模糊。筆者接著提問：“用什么電學元件可以驗證你的猜想呢？”一名學生回答：“可以用電壓表或電流表驗證猜想?！绷硪幻麑W生補充：“發光二極管也能驗證電源的正負極，因為它具有單向導電性?！惫P者肯定了學生的回答，組織學生利用蘋果、導線、發光二極管等材料，驗證哪一端是水果電池的正極。學生通過實驗基本都能得出水果電池的正極是銅片的結論。接下來，筆者引導學生用電壓表測量水果電池的電壓并匯報結果，以鞏固電壓表的使用方法。最后，筆者提問：“如何使發光二極管更亮一些，是將兩個發光二極管串聯起來還是并聯起來呢？”學生討論后發現兩種做法都不行，有效的做法是增加蘋果的數量，于是生成了“如何連接由三瓣蘋果組成的水果電池”“三瓣蘋果是串聯還是并聯”的新問題?；诖?，筆者出示插上了銅片和鋅片的三瓣蘋果的圖片，讓學生畫出蘋果上銅片和鋅片的連接路徑并闡釋理由，以回顧電池的連接方式。

二、突出整合設計，以演示實驗驅動復習

為強化學生對串聯電路電壓特點的認識，筆者在此環節安排了演示實驗，把實驗器材粘貼在黑板上，請兩名學生上講臺操作，其他學生觀察實驗過程。隨后，筆者提問：“要探究如圖1所示串聯電路的特點，我們至少需要測量幾個電壓值？”

學生觀察圖1后回答：“至少要測量UAB、UBC和UAC三個電壓值?！睂W生演示連接電路的過程并測量三個電壓值后，梳理出串聯電路電壓的特點及數學表達式。筆者追問：“通過剛才的實驗得到這一結論是否可靠？”學生認為“不可靠”，并提出“應該通過多次測量使結論具有普遍性”的觀點。接著，筆者引導學生分析電路故障：“我們按如圖1所示方法連接電路后，發現電壓表示數接近電源電壓。假設故障出在燈泡上，請你分析可能的原因?！睂W生說：“可能是L1斷路或L2短路?！惫P者繼續提問：“如果電壓表示數為零，又是怎么回事？”學生說：“可能是L1短路或L2斷路?！惫P者追問：“如果要確定到底是哪里出現故障，我們還需要知道哪些條件？”學生回答：“還需要知道哪盞燈泡發光?！边@樣，學生借助演示實驗互動交流，整體復習了串、并聯電路中電壓的規律問題。

三、利用鉛筆芯，以自主設計的實驗驅動復習

復習時，教師要根據實際學情確定復習重點。以“探究影響導體電阻大小的因素”實驗為例。對學生而言，探究材料和溫度對電阻的影響容易操作和理解，教師可以讓學生自主復習，而探究導線長度和橫截面積對電阻的影響有一定的難度，教師需要在課堂上重點引導學生復習。

為了幫助學生加深對這部分內容的理解，筆者在課堂上引入“探究鉛筆芯的導電性”實驗，要求學生分組探究，用電流表測量三種情況下（接入半截筆芯、接入一整根筆芯和接入兩根并在一起的筆芯）通過鉛筆芯的電流，并用表格記錄實驗結果。學生探究后，師生共同總結：鉛筆芯是導體，但對電流有阻礙作用。最后，筆者拓展提問：“結合上面的實驗，誰能說一說，如何改變電路中電流的大??？”學生提出：“可以通過改變接入電路中電阻線的長度改變電流的大小?！?/p>

以上教學，學生利用鉛筆芯做實驗，發現了通過改變接入電路中的電阻線長度改變電阻大小的便利性，深化了對滑動變阻器原理的認知。如此，筆者將教學自然地推進到復習滑動變阻器環節。

四、深挖教材習題，以拓展問題驅動復習

滑動變阻器在電路中的連接和對電路中其他物理量（如電流、電壓）的影響是學習難點。復習時，筆者利用教材“動手動腦學物理”板塊中的兩道思考題，引導學生復習滑動變阻器的使用方法。

筆者首先呈現教材第71頁第3題，引導學生復習滑動變阻器在電路中的連接方式。

圖2是滑動變阻器的結構和連入電路的示意圖。當滑片P向右滑動時，連入電路的電阻變小的是哪個？

作答時，筆者不僅要求學生做出正確選擇，還引導學生分析其他選項。比如，B圖相當于連接了一段導線，C圖相當于連接了一段定值電阻，D圖符合題目要求（當滑片右移時滑動變阻器接入電路的阻值變?。?，而A圖與D圖相反。由此，學生得出“滑動變阻器的哪一段電阻線接入電路取決于下面連入的接線柱”。

然后，筆者呈現教材第71頁第4題。

圖3是一種測定油箱內油量的裝置。其中R是滑動變阻器的電阻片，滑動變阻器的滑片跟滑桿連接，滑桿可以繞固定軸O轉動，另一端固定著一個浮子。油箱中的油量減少時，油面下降，浮子隨液面落下，帶動滑桿使滑動變阻器滑片向上移動，從而改變了電路中電流表的示數。因此，電流表上一定的示數便對應著油面的一定高度，把電流表刻度盤改為相應的油量體積數，就可以直接讀出油箱中的油量。請問：在這個裝置中，電流表示數越大，表示油箱中的油量越多還是越少？請說明理由。

該題在考查滑動變阻器使用方法的基礎上，融合了八年級的浮力和杠桿等知識，綜合性較強。學生嘗試獨立解決問題后，筆者先請一名學生講解分析過程，其他學生適時補充。學生都能理解題意并正確解題后，筆者借助拓展問題“定值電阻R0在電路中起什么作用”，引導學生結合歐姆定律深入思考。學生思考后回答：“當滑片位于最低處時，R接入電路的阻值為零，此時定值電阻R0可以起到保護電路的作用?！比缓?，筆者進一步提問：“電流表改成的油量表刻度是否均勻呢？”一部分學生認為刻度是均勻的，另一部分學生認為刻度不均勻。筆者提示：“要判斷刻度是否均勻，我們需要先寫出反映電路中電流I與電阻R這兩個變量之間關系的數學表達式，再根據數學表達式是否為一次函數或正比例函數做進一步判斷?！弊詈?，學生在筆者的引導下推導出數學表達式“[I=UR0+R]”，并發現式子中電流I與電阻R不是一次函數或正比例函數的關系，進而形成“電流表改成的油量表刻度不均勻”的共識。

（作者單位：武漢中學）

責任編輯? 劉佳