用整合引发生成

刘永树

《测量小灯泡的电阻》和《测量小灯泡的电功率》分别是人教版初中物理第十七章第3节和第十八章第3节的内容，都分为三个教学环节：实验设计，实验展开与数据收集、分析与讨论。笔者在复习这两节内容时，将教材与实验资源进行整合，收到了较好的教学效果。

一、整合资源，引导生成

把课程资源整合好，能最大限度地发挥课程的应用价值，生成新的问题情境，推动学生的认知向更高层次发展。

师：请同学们回忆《测量小灯泡的电阻》和《测量小灯泡的电功率》两个实验过程，两个实验对应的原理分别是什么？

生：R=[UI]和P=UI。

师：根据实验原理，请第1，2，3，4小组画出《测量小灯泡的电阻》的电路图，第5，6，7，8小组画出《测量小灯泡的电功率》电路图。完成任务的小组推选代表将电路图展示在黑板上。

组1：设计的电路图如下（图1所示）。

师：对比两个实验，你能发现两个实验有哪些相同点？

生1：实验器材相同，两个实验的电路图也相同。

生2：都要测量通过小灯泡的电流和小灯泡两端的电压。

生3：滑动变阻器的作用相同，用于改变电压和电流。

生4：都要测量多次实验数据。

生5：多次测量目的相同，都是寻找物理量的变化规律。

生6：实验步骤相同。

师：两个实验有哪些不同点？

生7：实验原理不同。

生8：计算值不同，《测量小灯泡的电阻》是为了计算小灯泡的电阻，《测量小灯泡的电功率》是为了计算小灯泡的实验功率。

师：你们观察得很仔细，思考问题很深入，很全面。正如你们所说，这两个实验的实验器材、实验电路等有许多相同之处，今天我们就将这两个课题放在一起学习。这两个实验的研究对象都是小灯泡，关键点就是要改变小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流，同学们千万不要弄错了实验对象。

这个环节，教师引导学生发现问题，分析问题，将教材中相关联的知识整合在一起，化复杂为简单，使知识模块化，从而提高了学习效率。

二、合作学习，厘清问题

小组合作学习为学生提供了安全、自由的环境。小组成员之间的互帮互助有利于调动全体学生主动参与的热情。

师：请各小组推选代表在黑板上展示各处出现的电路故障。

组1：使用电流表时，有的同学选的量程是0到0.6A的量程，有的同学选的是0到3A的量程；使用电压表时，有的同学选的是0到3V的量程，有的同学选的是0到15V的量程。使用电表时选什么样的量程最好？

组2：闭合开关后，灯泡不发光，电流表指针不偏转，这是由什么原因引起的？（经检查，电路中各处均接触良好。）

组3：闭合开关后，灯泡发光，电流表、电压表有示数，但无论怎样调节滑动变阻器，灯泡两端的电压均不变，这可能是什么故障？（经检查，电路中各处均接触良好。）

组4：电流表无示数，电压表的示数接近电源电压，这是由什么原因引起的？

组5：闭合开关后，无论怎样调节滑动变阻器，灯泡两端的电压始终小于2.5V，这可能是什么故障？（经检查，电路中各处均接触良好。）

组6：闭合开关后，无论怎样调节滑动变阻器，灯泡两端的电压始终高于2.5V，这可能是什么故障？（经检查，电路中各处均接触良好。）

爱因斯坦曾说过，“发现一个问题往往比解决一个问题更为重要。”学生通过实验发现了许多有价值的电路故障问题。这不仅培养了学生的观察能力，还培养了学生的思维能力，激发了学生的学习热情和探究兴趣。

三、探究学习，追本溯源

教师将学生分成8个学习小组，每个小组选择2个故障问题并想办法解决。为了让问题解决得快一些，教师要求每个小组先猜想故障可能产生的原因，再用实验验证，最后用学过的知识论证。大约经过十分钟，各小组找出了引起电路故障的原因。

教师先让学生组间交换意见，互换成果，再让各小组推选代表汇报本组的成果，并将验证实验在视频展示台上展现出来。

组1：使用电表时，当电表的指针偏转角度超过量程的三分之一，说明选择的量程合适，读数最精确；如果选电表的小量程，指针偏转的角度仍然没有超过量程的三分之一时，就要调高电源的电压或减小滑动变阻器连入电路的阻值，使指针偏转的角度超过量程的三分之一。

组2：可能是电源电压太低；也可能是滑动变阻器量程太大，且滑片移到最大阻值处，导致电路中电流太小，小灯泡实际功率太小，发出的光微弱，以致人的眼睛觉察不到灯光。

组3：如果灯泡较亮，滑动变阻器是“上上”相连；如果灯泡太暗，滑动变阻器是“下下”相连。

组4：可能是小灯泡灯丝断了，电路中电流中断，所以电流表示数接近0，电压表的示数接近电源电压。

组5：可能是电压低于2.5V；也可能是滑动变阻器量程太大，且滑动变阻器连的是“下下”端。

组6：可能是电源电压太高（实验室用的电源电压不会超过12V），最有可能是选用的滑动变阻器量程过小引起的。

（学生通过自主探究找出问题后，教师让学生改进实验，获得实验数据，并分析、寻找物理量的变化规律。）

师：请第1，2，3，4小组做《测量小灯泡的电阻》实验，第5，6，7，8小组做《测量小灯泡的电功率》实验。各小组做好实验数据记录，分析实验数据，并推选代表发言：发现了什么规律？（注：小灯泡的额定电压为2.5V。）

组1：我们通过调节滑动变阻器阻值，多次改变小灯泡两端的电压，相应地读取通过小灯泡灯丝的电流，表一是我们记录的实验数据。

以电压为横坐标、电流为纵坐标，I—U图像如图3所示。通过计算小灯泡的电阻，我们发现：小灯泡灯丝的电阻值是变化的，且随着电压的升高，其阻值变大。从图像中也可以看出：温度升高时，灯泡的阻值变大。我们认为，多次测量小灯泡的阻值的目的是为了找电阻的阻值随温度变化的规律，即温度升高，小灯泡的阻值变大。

我们发现：小灯泡灯丝的实际功率是变化的，且随着电压的升高，实际功率变大。多次测量小灯泡电功率实验的目的是找出实际电功率随实际电压的变化规律，即实际电压越高，实际电功率越大。

（作者单位：竹溪县城关初级中学）