浅析新课改下高中实验设计思路.docVIP

浅析新课改下高中实验设计思路 【作者姓名】：韩胜利 丁晓燕 【作者单位】：湖北丹江口市一中 【邮编 电话及邮箱 QQ】：442700 hsldxyhx@163.com 332449011 【关键词】：新课标 高中物理 电学实验 设计思路 思维品质 理论联系实际 实验教学心得 【摘要】：实验，是自然科学研究的重要方法，也是自然学科教学的重要手段，实验能力是高考物理学科要考核的五个能力之一。如何才能理清线索而在第一时间内找到准确的第一感觉呢？笔者在高三复习教学过程中花费了大量的精力，就一点电学实验中的感悟希望能与大家共享。 一、重在基础要会。学生必须对电学分组实验了如指掌。高中物理电路部分电学实验共有四个。《描绘小灯炮伏安特性电曲线》实验的目的是研究金属导体电压随电流变化关系，而《测金属丝电阻率》《测电源电动势和内电阻》《将电流表改装成电压表》这三个实验中主要任务都是测电阻，即测金属丝电阻，电源内阻和电表内阻。说来说去都是测电阻，所以电学设计实验也都是围绕着测电阻而展开的，在学生实验中要想圆满完成实验，必须要做到不烧表，读数准确度高，能多测数据以减少误差，所以就要兼顾所给电表的量程的选取，滑动变阻器的阻值选取以及分压、限流接法的选择和所给定值电阻的取舍问题。 二、巧在实验原理为“纲”，实现实验方法的迁移 实验原理是物理实验的核心，是设计性实验的基础。要研究实验，只有明确实验的原理，才能真正掌握实验的关键、操作的要点，从而进行实验的设计、改造和创新。因此要想提高学生设计实验的能力，教师必须讲清楚实验原理，引导学生抓住实验原理这个“纲”。所谓实验原理，并不是什么神秘的东西，实际上物理课中所学过的物理规律、物理公式只要含有某一物理量，则该规律、该公式就可以作为研究或测定该物理量的原理基础而进行相应的实验设计。例如用伏安法测电阻的原理是，要想测出R就要想办法测出加在电阻两端的电压和通过电阻的电流，教师通过对此实验原理和方案的分析与讲解为培养学生设计实验打下了基础。 例题　某电压表的内阻在20Ω～50Ω之间，现要测其总内阻，实验室提供下列可选用的器材：待测电压表V（量程3V） 电流表A1（量程200A） 电流表A2（量程5mA） 电流表A3（量程0．6A） 滑动变阻器R（最大阻值16Ω） 电源E（电动势4V） 电键K 为了尽量减小误差，要求多测几组数据．试画出符合要求的实验电路图，并标出选用器材的符号。 析与解　教材中“将电流表改装为电压表”的实验中，用半偏法测定电流表的内阻，该题要求测量电压表的内阻，由于电压表内阻都很大，所以用教材中的半偏法测量就不行了。 题中已提供了电流表，要测量的电压表既是一个待测电阻，又是一个显示自身电压的测量仪表，所以采用伏安法即可测出该电压表的内阻──只需将一电流表与该电压表串联，由电流表读出通过电压表的电流I，由电压表读出它自身的电压U，然后由欧姆定律就可计算出该电压表的内阻。电路如图1所示： 这是一道用学过的实验方法进行新的实验设计的设计性实验题，抓住了实验原理这个“纲”，问题图1就轻松地解决了。此题进一步说明了对已学过的实验原理的深刻理解是解决设计性实验的前提和基础。 三、难在直觉要对 要想找准第一感觉，这里需要还做好三步工作： （1）明确任务：看是测一般电阻，表头内阻还是电源内阻。 （2）在题目所给仪器中找直觉。比如单刀双掷开关，一般在替代法中使用，如果有电阻箱的话当然优先考虑替代或半偏法。 （3）配齐各表头参数。将所给表头的满偏电压满偏电流估算出来。若两表头满偏电压很接近则适合将两者并联。若两表头满偏电流很接近则适合将两者串联，若电压表量程比电源电动势还大则一定弃之不用。 （4）若测一般电阻另给两块表头且表头内阻均未知，则如为一伏一安，只需用“内接测大电阻，外接测小电阻”的原则布局即可，若给两电流表，则必须用内阻已知的电流表充当电压表的角色测电压。若给两电压表，则必用内阻已知的电压表充当电流表的角色测电流，若两表头内阻均为已知量则可测出待测电阻的真实值而没有系统误差。 若测一般电阻而仅有一块表头，那只能尝试用替代法或者半偏法了，这时所给仪器中必有电阻箱或者定值电阻。 （5）若测电源内阻一般只有前面所述两种变形。 （6）若测表头内阻，就比较复杂，有前面所说的诸多变换，不过替代法和半偏法局限性很强，要有多个开关。 （7）关于滑动变阻器的分压，限流选择则把握“零起必分，烧表必分，滑小必分”的原则。注意估算电路中的最大和最小电流，最大电压和最小电压，以此来选择合适的电表量程。 设计实验千变万化，如何能够在这条遍布荆棘的道路开辟一条快车道呢？这需要的是方法的积累和知识的沉淀，只有厚积才能薄发，所以在实际中需要多做一些有益的训