巧妙设计实验 化解探究难点

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实验教学是物理教学的重中之重，而实验操作是否简单易行、实验现象是否明显清晰则是设计物理实验关键要素。

1 发现并分析问题

在探究实验过程中，学生对猜想“导体的电阻和哪些因素有关”时，由于“电阻”的概念比较抽象，学生对它的认识也处于比较肤浅的阶段，再加上缺乏生活经验，所以在课堂上表现茫然，觉得无从猜起，尤其是“导体的长度”和“横截面积”这两个影响因素。不少老师采用将“电流”类比“水流”，借助“水管中的水流受到水管的阻碍作用”与哪些因素有关，进而联系到“水管的长度”和“粗细”，再迁移回“导体的长度”和“横截面积”。在实际操作中发现效果仍然不佳，只是将一个抽象的问题换成了另一个抽象问题，并不能彻底解决问题，结果成为教师的“启发式”猜想，学生思维被迫跳跃，难以理解。

2 学情分析

学生刚刚了解了导体和绝缘体的知识，认识了一些常见导体，也知道可以用同一电路中电流的变化来显现导体电阻的改变，电路见图1,为便于接入导体，图中M、N处接两只鳄鱼夹。

3 思考问题的解决途径

在科学知识的认识过程中，很多时候华丽的语言也显得苍白无力，“事实胜于雄辩”，如果能设计实验，为学生的猜想提供真实的猜想依据，可以很好的帮助学生进行猜想。在实验中如果能让学生们亲眼看到当我们改变导体的长度、横截面积时，导体的电阻也发生明显变化，那该多好啊！只是在选择导体时，难以找到能轻易改变长度、横截面积的“柔软”导体，于是笔者设计了以下两种方案进行突破。

实验方案1 能够“拉长”的铅笔芯。考虑到铅笔芯是学生比较了解的导体之一，准备采用将两支铅笔芯并排捆绑，然后进行局部“拉长”的方法进行。为使两根铅笔芯之间接 触良好，选择了普通文具店也能购买到的“考试专用”扁口铅笔芯。将两支铅笔芯叠放，用两枚小橡皮筋进行固定，注意两头分别露出一小段，便于用鳄鱼夹接入电路，如图2。实验时用两只鳄鱼夹分别夹在铅笔芯两端(单根)，观察电流示数。然后将两只鳄鱼夹轻轻拉开一定间距(注意不要使笔芯脱落)，如图3，此时可以看到电流表示数有明显减小，实验完成。

由于铅笔芯比较细，这种实验方案的器材可见度不是很好，所以又设计了以下方案，使实验的可见度和现象更为明显。

实验方案2 通过尝试发现橡皮泥也是很好的导体，将橡皮泥接入电路后可以用电流表测出明显的电流,为了使实验现象更为明显，可以用灵敏电流计代替电路中的电流表。橡皮泥比较柔软，我们很容易对它进行拉伸、压缩，以改变它的长度和横截面积，所以选择它作为研究对象。为了使橡皮泥更好的接入电路，可以将两鳄鱼夹分别夹住一枚1元硬币(或铜片)，然后轻压在橡皮泥两端，如图4，此时电流表中有示数。通过实践操作发现，压缩橡皮泥，使其变粗、变短，电流表示数变化更为明显，如图5，实验完成。

学生观察到操作过程中同一电路中电流发生了明显变化，很容易认识到接入导体的电阻发生了改变，根据这一事实依据，学生对猜想影响导体电阻大小的“导体长度”和“横截面积”两个因素也就水到渠成了。