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初中物理电学实验解决办法

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一、理论基础

初中物理电学实验部分是中学物理的教学重点,学生学习知识的目的在于解决问题,锻炼新思维。从人类早期的钻木取火到今天的星球探测,每一次科学的进步都承载着人类的智慧。这些智慧来源于科学工作者点点滴滴的问题解决方案。因此,在初中物理电学实验教学中激发学生学习理论知识是解决问题的关键,对学生的继续深造和学习起着重要的作用。(1)、理解初中物理电学概念和基本公式。(2)、引导学生认识和正确使用电学仪器。(3)、正确连接电路图和实物图,培养学生分析实际电路图和实物图的能力。

二 、实验分析

初中物理电学实验教学的关键环节在于让学生自己连接电路,测量并记录有关实验数据。电学实验过程能锻炼学生的实践能力和解决问题能力,充分发挥学生的主观能动性,每一步的电路连接都体现了学生的逻辑思维能力。在实验中,学生可以从以下几点着手对初中物理电学实验进行分析。

(一)、了解实验的全过程,源于理论基础。

初中物理电学实验注重培养学生的思维,具体是提出问题,猜想或假设,设计实验,进行实验,分析和论证,实验评估。设计实验是关键,此过程要求学生掌握实验目的,实验器材,实验原理,实验步骤,实验现象。实验分析和论证是归宿,根据实验数据及实验现象分析解决问题。

(二)、电路有故障时,会分析出现故障的原因并解决。

初中物理电学实验中电路故障主要包括电路中出现短路、断路、所用电学仪器的错误使用等。具体故障分析如下:

若电流表示数为0,可能原因有:电流表所在的电路与电源两极构成的回路上有断路;电流表所在电路电阻非常大,导致电流过小,电流表的指针几乎不动;电流表被短路;若电流表示数非常大,说明短路或超过量程。电流表的指针反偏,说明电流表的正负接线柱接反了。

若电压表示数为0,可能原因有:电压表的两接线柱到电源两极之间的电路断路;电压表的两接线柱间被短路。若电压表指针反偏,说明电压表的正负接线柱接反了。

开路的判断

a、如果电路中用电器不工作(常是灯不亮),且电路中无电流,则电路开路。

b、具体到那一部分开路,有两种判断方式:①把电压表分别和各处并联,则有示数且比较大(常表述为等于电源电压);则电压表两接线柱之间的电路开路(电源除外);

②把电流表分别与各部分并联,如其他部分能正常工作,电流表有电流,则当时与电流表并联的部分断开了。(适用于多用电器串联电路)

短路的判断:①串联电路或者串联部分中一部分用电器不能正常工作,其他部分用电器能正常工作,则不能正常工作的部分短路。②把电压表分别和各部分并联,导线部分的电压为零表示导线正常,如某一用电器两端的电压为零,则此用电器短路。

(三)、 实验数据记录及分析

初中物理每一个电学实验学生至少测量5组数据,保证每次操作和读数都要正确。然后建立直角坐标系,用横轴和纵轴代表相应的物理量,采用描点法找出相应的点,最后绘制成图像。如果实验次数太少会出现偶然现象,作图也会不够精确,导致大家得出错误结论。 此时,教师要具体讲解实验过程中会出现的误差,以及怎样会减小误差,这样有助于学生发散思维的训练,在学生自己亲手做实验时,能够独立分析并解决问题。

三 、问题解决

学生掌握物理电学知识的目的在于解决电学实验中面临的问题,实际上每一个同学和教师都是问题的解决者,在实验教学中,教师要充分发展学生的电学实验问题解决能力,,让每一个学生在解决电学实验问题的过程中学习知识,获得各种思维技巧,在此,创造性思维是解决电学实验问题高级的问题解决活动。以下是几点初中物理电学实验解决问题的一般过程。

(一)、电学实验的理解和表征问题阶段

电学实验问题解决的第一步是确定问题到底是什么,这就教会学生怎么首先来找出电学相关信息忽略无关的细节。除此之外,还要准取地表征问题,这要求同学们在做实验之前教师要上理论课,使得学生掌握电学实验领域的知识,要成功地表征问题要完成两个任务,第一个是电学实验语言理解,理解电学实验问题中每一个句子的含义;第二个任务是集中电学实验问题的所有句子达成对整个电学实验问题的准确理解。找到了一个有利的表征,就标志着找到了一个全新的思考问题的方法。

(二)、寻求解答电学实验问题阶段

电学实验中解决问题途径主要有算法式和启发式。

算法式:一个算法是为达到某一个目标或解决问题所要采取的一步一步的程序。电学实验中的算法通常与某一特定的电学理论所联系,在解决电学实验问题时,运用恰当的公式,例如测电阻的实验中我们要用到欧姆定律,同时又能正确的完成该种算法,那么就一定会得出一个正确的实验结果,从而能够准确地分析实验。

启发式:启发式就是根据目标的指引,试图不断地将问题状态转化成与目标状态近似的状态,从而试探那些只对成功趋向目标状态有价值的操作。

(1)控制变量法,此方法是把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决。初中物理电学实验中此法体现比较突出的实验是研究导体电阻的大小受哪些因素影响,它们是导体的长度,材料,横截面积,温度四个因素,我们在实验过程中要控制其他三个因素相同,改变其中一个因素,来研究导体电阻的变化。

(2)归纳法,是从个别性知识,引出一般性知识的推理,是由已知真的前提,引出可能真的结论。在测量小灯泡的实际功率实验中,每次实验要求改变滑动变阻器的接入电路中阻值,相应地测量出小灯泡两端的电压,流过小灯泡的电流,正确测量5次到7次,再根据P=UI计算。

(三)执行实验计划或尝试某种解答阶段

在表征某个电学实验问题并选好某种解决方案后,下一步就要引导学生执行计划,尝试解答实验中的问题。在以上小灯泡的实际功率实验中,一定要正确应用公式计算,避免在使用算法中出现错误。

(四)电学实验的评价阶段

在选好解决方案后,还应该引导学生对实验结果进行评价,是学生知道每次电学实验的全过程,实验结束后让学生提出一些创造性看法和实验的改进方法,确保每次实验每一位学生不仅会自主连接电路,操作仪器,测量数据,跟应该懂得如何理论联系实际。

总之,初中物理电学实验能力的加强有助于学生创造性思维的培养,通过每一次学生自己动手做实验,使得大家对电学仪器的使用记忆深刻,对于理解电路也起到了推动作用,通过对电学实验的严谨求实的科学态度,对在以后的学习和生活中让大家养成独立思考并解决问题的能力。