在高中物理实验教学中渗透研究性学习课例分析



在高中物理实验教学中渗透研究性学习课例分析

◇甘肃张智

1“电池的研究课例”的分析及其研究

图1

在高中物理《选修3-1》教材“恒定电流”一章中,在知识点上,有关于电源电动势的定义和闭合电路欧姆定律的教学内容．课本在设计中,有关于水果电池的电动势的测定的研究．很多教师在实施教学的过程,往往会忽略这个实验,使学生丢掉一次很好的研究性学习的机会．笔者在实施教学过程中,精心设计实验过程,让学生完成了如下环节:

探究1电流大小与锌片和铜片插进的深度关系.(学生通过动手实验,发现电流大小与锌片和铜片插进的深度有关,深度越深电流越大.)

探究2电流大小与水果大小有无关系.(无关)

探究3电流大小与水果所含的水分多少有无关.(有关,水分越多,电流越大.)

探究4电流与水果的pH值有无关系.(有关,但并不是pH值越大,电流越大.)

探究5可能还跟电极的材料有关．

探究6可能与水果腐烂程度有关.

探究7打成果汁呢?

在这个实验探究过程中,大大激发了学生的兴趣,兴趣又促进学生更加深入地实验和研究!从而更好地掌握了电池电动势这一教学内容,进一步为闭合电路欧姆定律打下了良好的实验基础．

2“怎样把交流变成直流(选修3-2)”的课例及其研究

把交流转化成直流的课题研究内容丰富,首先让学生借助示波器直观感知交流和直流电,其次让学生在学习了电阻、电容、电感、变压器等元件之后,在实验探究中更加深刻地感受其功能,还能让学生对电路的设计能力和操作能力得到很好的训练．

2.1认识交直流示意如图2所示.

图2

2.2实验方案及电路设计

1) 实现全波整流.

方案1桥式链路,如图3所示.

图3

方案2双线圈全波整流电路图,如图4所示.

图4

2) 实现滤波,如图5所示.

图5

这是一个综合性极强的教学内容,通过研究,强化了学生的动手能力及创造性思维的培养．

3探究电容器的电容“实验数据处理”课例及其研究

笔者在实施这节课的教学过程中,采用电压和电流传感器进行电容器的教学．描绘电容器充放电电流与时间的图象,通过电流图线与时间轴所围面积,分别计算出不同充放电电压下对应的充放电电荷量,如图6所示.

图6

按照同样的方法,得到电路中更换不同电容器时,充放电电压和充放电电荷量,得到的数据如表1所示,并应用Excle的数据处理、分析功能,进行数据分析,得出如图7所示的Q-U图象．

表1

图7

从图象可以看出,在误差允许的范围内,电容器两极间的充放电荷量与其两端的电势差成正比,其比值定义为电容器的电容．在这里通过多媒体辅助手段,结合数字实验设备,进行合理的数据分析和计算,科学探究实验过程,很好地完成了电容器的电容这一概念教学．

物理是一门以实验为主的科学,实验是解决物理问题的重要手段,是学习物理知识、研究物理问题的重要工具.它同时体现了重要的科学观念：任何科学结论必须经过实验的考验;同时实验也是检验理论的最终标准．实验是物理教学中一项重要的内容,在具有实验项目的教学中,教师要认真思考如何使学生理解这个实验，如何使学生会做这个实验等一系列问题,把实验作为重要的教学内容进行教学设计．在实施高中物理实验教学的过程中,融合研究性学习的教学方法,使教学效果更好,学生能参与其中,无论从实验设计、过程实施、数据采集、数据处理、误差分析等方面,对学生能力的提升,都能起到综合锻炼的作用．

(本文系甘肃省教育科学规划课题研究成果课题标号:GS[2014]GHBZ025)

(作者单位：甘肃省嘉峪关市一中)

研究进一步深入:该水果电池可以供电多久?继而大家想到:一节干电池可以放电多久?一次性电池和充电电池原理有什么不同?哪些电池适合工业用?哪些适合消费性使用?电池的寿命多长?电池主要性能参数有哪些?电池种类到底有多少?……