教育技术与物理教学融合的实践与思考

牟媛

摘   要：“电功”让学生从能量转化的角度认识了电学，同时也是学习电功率、电热的基础。教学中关于电功大小与哪些因素有关的实验探究，通常存在实验设计较复杂、实验效果不明显、实验操作存在安全隐患等问题。文章将教育技术与物理教学相融合，介绍如何利用多功能电表和通电计时器定量探究电功大小与电压、电流、通电时间的关系。

关键词：电学实验;电功;教育技术;物理教学

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2021）11-0045-3

随着科学技术的发展，将现代教育技术与常规教学课堂相融合是大势所趋。实验是物理学科的奠基之石，中学阶段的物理教学更需要借助实验来培养学生的科學思维。

本文基于新课程教育理念、结合现代教育技术，以“电流做功”为例，通过实验探究“电功大小的影响因素”让学生从应用中加深对电压、电流、电阻等基本物理量的理解，同时也让学生从能量角度认识电学，为后续学习电功率、电热打下基础。

1    现有实验方案的不足

教学时通过实验探究“电功大小的影响因素”，不仅能丰富学生的课堂体验，同时也能培养学生实事求是的科学态度，加强学生科学探究过程中的证据意识，在实验探究中提高创新能力。目前，课堂教学中探究“电功大小的影响因素” 共有6种方案，如表1所示。

“电功大小与哪些因素有关”的定性探究实验已十分成熟，但是如何在课堂中实现简单直观的定量测量实验却亟待解决。

随着电子器件的不断发展，市面上各式各样的多功能电表能同时测量电压、电流、电功、电功率等物理量。本文通过利用多功能直流电表和通电计时器测量灯珠的电功、电压、电流、通电时间，定量探究电功大小的影响因素，将教育技术融合于课堂教学中。

2    改进方案

2.1    实验原理

探究“电功大小的影响因素”实验原理如表2所示。

2.2    实验难点

（1）多功能电表的选择：

实验中若使用220 V家庭电路供压，则需使用多功能交流电表（正常工作电压大于100 V）。但多个用电器串联后，部分用电器分压小于100 V，造成交流电表无法正常工作，因此本实验选择使用多功能直流电表。

（2）用电器的选择：

不同额定电功率的灯珠串联时，各灯珠分压差异巨大，造成部分直流电表（正常工作电压大于7 V）无法工作。所以，本实验串联电路中，选用不同厂家生产的三盏 “12 V，20 W” 灯珠，使得三盏灯珠分压不同但差异较小，电表都能正常工作。

（3）直流电源的选择：

利用蓄电池提供24 V和12 V直流稳压电源分别用于串联、并联电路。

2.3    主要实验器材

主要实验器材如表3所示。

2.4    实验数据记录

课堂实验展示如图1、图2所示。三个探究实验数据采集如表4-表6所示。

2.5    实验数据处理

直接分析表格中的数据很难看出电功与各影响因素间的定量关系，所以采用图3所示的方式处理数据。[图3（a）（b）（c）分别为实验一、实验二、实验三数据处理图像]

2.6    实验结论

由图3可知，在实验误差允许的范围内，电功大小与通电时间、电压、电流成正比，即

W=kUIt（1）

（1）式中的比例系数可通过计算每盏灯珠对应的物理量加以确定。以图2 中L1、L2、L3三盏灯珠为例，计算其比例系数（表7）。

由表7可知，当各物理量使用国际基本单位时，比例系数为1，公式表达为：

W=UIt（2）

2.7    误差分析

实验数据处理图像（图3）表明，电功与各影响因素为一次函数关系;确定比例系数时，三盏灯珠比例系数都小于1（表7）。主要误差来源：直流电表工作时消耗电能，实验所测电功大小为电流对灯珠和电表所做的总功。

3    结  论

本文利用多功能直流电表和通电计时器制作教学展板，引导学生在课堂中定量探究电功大小的影响因素。通过本实验可知，电功大小与通电时间、电压、电流成正比;通过计算其比例系数可知，各物理量使用国际基本单位时其比例系数为1，即W=UIt。

随着时代的进步，科学技术极大地方便了人类的生活;而在教育教学中，利用新技术同样也可以使课堂教学更加完善。本次实验将教育技术与物理教学相融合，让学生在真实情境中发现问题、解决问题，在实验探究中正视实验误差、合理分析误差、实事求是、严谨推导，潜移默化地培养学生的物理学科素养和创新精神。

参考文献：

[1]王小艳，王海英.比较灯泡亮度实验中的反常规现象分析[J].中学物理教学参考，2020，49（07）：51.

[2]马东昇.盘点电功与电热实验[J].数理化解题研究（初中版），2015（06）：45.

[3]汪阿运.初中物理创新实验课堂的设计与实施——以“电功 电能”教学为例[J].中学教学参考，2020（26）：49-50.

[4]张凤天.对一组电学实验的思考与改进[J].湖南中学物理，2016（03）：61-62.

[5]蒋云龙.电功实验的改进和完善[J].新智慧，2019（20）：105-106.

（栏目编辑    刘   荣）