谈初中物理教材中电学实验的改进

潘中举　左安友　罗琬华

[摘要]利用学生日常生活中所具有的感性认识,对八、九年级物理教材中的电学实验进行改进,以期更能适应学生的认知结构,提高学生学习运用物理知识的能力。

[关键词]电学实验;初中物理

[中图分类号]G633.7 [文献标识码]A [文章编号]1005-4634(2009)05-0078-02

随着新一轮的课程改革,义务教育八、九年级物理教材也在全国各地编出了多种版本。本文旨在对北师大版和人教版教材中的部分电学实验的设计,提出一些改进建议,以期与同行和教材编写专家商榷。

1教材内容设置与学生的实际情况有脱节

由于电在日常生活中的普及,学生在未学习物理之前,已经具有了家用电器的一些用电常识。例如:用前要接线,用后要断电等。

基于学生在日常生活中有了以上的一些感性认识,笔者认为北师大2007年版九年级物理教材第11章简单电路第1节,对通路、断路、短路知识点陈述时,图11-5[1]中对通路状态的情况并未涉及(注:笔者原来所在的湖北省利川市东城中学使用北师大版教材),且短路实验中,短路的危害也未明确地提出。而人教版2006年版教材第5章电流和电路第2节电流和电路中,在讲解电路的构成时,没有涉及到电路的三种状态,只作了如下叙述:“电源、用电器、再加上导线,往往还有开关,就组成了电路,只有电路闭合时,电路中才有电流”[2]。笔者认为此处没有讲解电路的三种状态,如今在强调培养学生动手能力和实验探究能力的情况下,实在是有一种缺陷。

2008年5月5日,笔者有幸参加了湖北省恩施自治州理科实验操作中考利川市的监考(考试成绩计入中考总分)。在考试之前,大部分学校都对学生进行了实验操作的反复训练。监考过程中发现,大约有6.8%的学生在电学实验过程中存在错误,要么导线与接线柱连接不良,要么是小灯座与灯泡接触不良,或者小灯泡坏了而不知怎么办?以及还有少部分学生把电路接成了短路状态等情况。

笔者从初中物理教学20余载的经验和教学实践情况来看,大多数学生对电学特别感兴趣、爱动手。因此,上面所讲的两个版本中缺少的知识点,教材中不应该去掉。正如上海市第三女子中学徐彤、杨志军两位老师所说的那样:“二期课改强调通过创设情景引入课题,我们通过课堂教学经验的总结,深刻认识到进行演示或学生实验,能够使学生对物理事实获得具体的明确的认识,这种认识是理解物理概念和规律的必要基础。观察和实验,对培养学生的观察和实验能力,实事求是的科学态度,引起学习兴趣都有不可替代的重要作用。”[3]

2充分利用学生已有的感性认识,调整教 材电学内容设置

笔者利用学生已有一些感性认识对北师大2006年版教材中关于用电必须接线的知识,对该教材图11-5做了改进。

原图演示短路的实验中,笔者认为有以下不足:由于电源电压低,即使用导线直接把电源的正负极相连形成短路,造成的危害不是特别严重,事实上,一节普通的“南孚”,“双鹿”干电池的短路电流不会超过3A,只要通过大约50分钟时间电池就没有电了。用手触摸导线只有发热的感觉,新干电池由原来硬邦邦的变软了,并有热乎乎的感觉。小灯泡不亮了。电路短路造成的危害,如剧烈的火花却不易察觉。

笔者在教学实际中对短路的实验进行了如下改进:先找一块长1m,宽0.5m,厚4cm的塑料板,并用适当的塑料支架把该板竖直立放在讲台上,在板的一边恰当的地方钻上位置不同的两个小孔,再在小孔中插入适当大小的铁钉,然后选取一段长50cm熔断电流为2A左右的保险丝,把保险丝套在两颗铁钉上,并在保险丝下面用蜡粘上一些火柴梗,最后在铁钉两端接上带插头的电源线。教师演示时,把插头插入教室里220V的插座里,瞬间学生会看到保险丝熔断,火柴梗立即燃烧等现象。此短路实验也可采取在教室里先接一个卡口式白炽灯泡闭合开关灯泡正常发光,然后断开开关,打开灯头用保险丝把灯头的两接线柱接上,再闭合开关,可看到灯泡不亮,灯头处产生火花,后来,灯泡又亮的短路现象。

因此,电路短路造成的危害现象明显。从而教师可进一步引申短路不仅能损坏电源,而且还能引起火灾,造成人民生命财产的损失。同时,这样改进也为以后的电流热效应和焦耳定律的教学埋下了伏笔。

3利用学生已有认识对教材内容进行创新

在人教版第5章第1节电荷在导体中定向移动知识点中,教师做了图5.1-5验电器A的电荷从金属杆流动到验电器B上这个实验。学生头脑中已经形成了电荷可以在金属杆中流动的概念后,教师可以利用学生已有的认识,对该实验加以改进,使学生更好地理解导体和绝缘体。改进方案如下:把图5.1-1中的金属杆换成金属丝,先做带电的验电器A把电荷转移给不带电的验电器B的实验。得到金属丝能导电是导体的结论。然后用虎口钳把金属丝从中间钳断,再中和掉验电器B的多余电荷,使它不带电,再用橡皮筋把钳断的金属丝两端连接起来,使学生看到验电器B的金属箔片依然没有张开,从而获得橡皮筋不导电的感性认识,使学生更能接受橡皮筋不容易导电的事实,橡皮筋是绝缘体。

通过以上教材内容的调整及实验内容的创新,能使中学物理教材内容更贴近学生的生活,通过这些感性直观的实验现象,能够使学生对物理事实获得具体的明确的认识,从而更有利于激发学生的学习兴趣,为学生进一步理解和掌握物理概念和规律奠定必要的基础。

参考文献

[1]阎金铎,等.义务教育课程标准实验教科书物理九年级教材[M].北京:北京师范大学出版社,2007.

[2]张大昌,等.义务教育课程标准实验教科书物理八年级上册[M].北京:人民教育出版社,2006:102.

[3]徐彤,杨志军.充分发挥物理实验在新课程中的作用[J].物理教学,2008,(1):15.