实验驱动的物理复习教学策略

张东明

人教版物理九年级（全一册）第十六章《电压电阻》主要编排了三个实验：一是电压表的使用，二是探究串、并联电路中电压的规律，三是探究影响导体电阻大小的因素。结合教学重难点和实际学情，笔者设计了以下实验活动，驱动学生复习本章内容。

一、引入水果电池，以趣味实验驱动复习

教材虽然介绍了水果电池，但多数学生没有实际的探究经历。复习时，笔者引入“水果电池”实验，激发学生的学习兴趣，帮助学生回顾电压的概念、单位，以及电压表的使用方法。

课堂上，笔者展示水果电池（图略），并提问：“铜片和锌片中哪个金属片是水果电池的正极？”学生对这个问题的认识比较模糊。笔者接着提问：“用什么电学元件可以验证你的猜想呢？”一名学生回答：“可以用电压表或电流表验证猜想。”另一名学生补充：“发光二极管也能验证电源的正负极，因为它具有单向导电性。”笔者肯定了学生的回答，组织学生利用苹果、导线、发光二极管等材料，验证哪一端是水果电池的正极。学生通过实验基本都能得出水果电池的正极是铜片的结论。接下来，笔者引导学生用电压表测量水果电池的电压并汇报结果，以巩固电压表的使用方法。最后，笔者提问：“如何使发光二极管更亮一些，是将两个发光二极管串联起来还是并联起来呢？”学生讨论后发现两种做法都不行，有效的做法是增加苹果的数量，于是生成了“如何连接由三瓣苹果组成的水果电池”“三瓣苹果是串联还是并联”的新问题。基于此，笔者出示插上了铜片和锌片的三瓣苹果的图片，让学生画出苹果上铜片和锌片的连接路径并阐释理由，以回顾电池的连接方式。

二、突出整合设计，以演示实验驱动复习

为强化学生对串联电路电压特点的认识，笔者在此环节安排了演示实验，把实验器材粘贴在黑板上，请两名学生上讲台操作，其他学生观察实验过程。随后，笔者提问：“要探究如图1所示串联电路的特点，我们至少需要测量几个电压值？”

学生观察图1后回答：“至少要测量UAB、UBC和UAC三个电压值。”学生演示连接电路的过程并测量三个电压值后，梳理出串联电路电压的特点及数学表达式。笔者追问：“通过刚才的实验得到这一结论是否可靠？”学生认为“不可靠”，并提出“应该通过多次测量使结论具有普遍性”的观点。接着，笔者引导学生分析电路故障：“我们按如图1所示方法连接电路后，发现电压表示数接近电源电压。假设故障出在灯泡上，请你分析可能的原因。”学生说：“可能是L1断路或L2短路。”笔者继续提问：“如果电压表示数为零，又是怎么回事？”学生说：“可能是L1短路或L2断路。”笔者追问：“如果要确定到底是哪里出现故障，我们还需要知道哪些条件？”学生回答：“还需要知道哪盏灯泡发光。”这样，学生借助演示实验互动交流，整体复习了串、并联电路中电压的规律问题。

三、利用铅笔芯，以自主设计的实验驱动复习

复习时，教师要根据实际学情确定复习重点。以“探究影响导体电阻大小的因素”实验为例。对学生而言，探究材料和温度对电阻的影响容易操作和理解，教师可以让学生自主复习，而探究导线长度和横截面积对电阻的影响有一定的难度，教师需要在课堂上重点引导学生复习。

为了帮助学生加深对这部分内容的理解，笔者在课堂上引入“探究铅笔芯的导电性”实验，要求学生分组探究，用电流表测量三种情况下（接入半截筆芯、接入一整根笔芯和接入两根并在一起的笔芯）通过铅笔芯的电流，并用表格记录实验结果。学生探究后，师生共同总结：铅笔芯是导体，但对电流有阻碍作用。最后，笔者拓展提问：“结合上面的实验，谁能说一说，如何改变电路中电流的大小？”学生提出：“可以通过改变接入电路中电阻线的长度改变电流的大小。”

以上教学，学生利用铅笔芯做实验，发现了通过改变接入电路中的电阻线长度改变电阻大小的便利性，深化了对滑动变阻器原理的认知。如此，笔者将教学自然地推进到复习滑动变阻器环节。

四、深挖教材习题，以拓展问题驱动复习

滑动变阻器在电路中的连接和对电路中其他物理量（如电流、电压）的影响是学习难点。复习时，笔者利用教材“动手动脑学物理”板块中的两道思考题，引导学生复习滑动变阻器的使用方法。

笔者首先呈现教材第71页第3题，引导学生复习滑动变阻器在电路中的连接方式。

图2是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图。当滑片P向右滑动时，连入电路的电阻变小的是哪个？

作答时，笔者不仅要求学生做出正确选择，还引导学生分析其他选项。比如，B图相当于连接了一段导线，C图相当于连接了一段定值电阻，D图符合题目要求（当滑片右移时滑动变阻器接入电路的阻值变小），而A图与D图相反。由此，学生得出“滑动变阻器的哪一段电阻线接入电路取决于下面连入的接线柱”。

然后，笔者呈现教材第71页第4题。

图3是一种测定油箱内油量的装置。其中R是滑动变阻器的电阻片，滑动变阻器的滑片跟滑杆连接，滑杆可以绕固定轴O转动，另一端固定着一个浮子。油箱中的油量减少时，油面下降，浮子随液面落下，带动滑杆使滑动变阻器滑片向上移动，从而改变了电路中电流表的示数。因此，电流表上一定的示数便对应着油面的一定高度，把电流表刻度盘改为相应的油量体积数，就可以直接读出油箱中的油量。请问：在这个装置中，电流表示数越大，表示油箱中的油量越多还是越少？请说明理由。

该题在考查滑动变阻器使用方法的基础上，融合了八年级的浮力和杠杆等知识，综合性较强。学生尝试独立解决问题后，笔者先请一名学生讲解分析过程，其他学生适时补充。学生都能理解题意并正确解题后，笔者借助拓展问题“定值电阻R0在电路中起什么作用”，引导学生结合欧姆定律深入思考。学生思考后回答：“当滑片位于最低处时，R接入电路的阻值为零，此时定值电阻R0可以起到保护电路的作用。”然后，笔者进一步提问：“电流表改成的油量表刻度是否均匀呢？”一部分学生认为刻度是均匀的，另一部分学生认为刻度不均匀。笔者提示：“要判断刻度是否均匀，我们需要先写出反映电路中电流I与电阻R这两个变量之间关系的数学表达式，再根据数学表达式是否为一次函数或正比例函数做进一步判断。”最后，学生在笔者的引导下推导出数学表达式“[I=UR0+R]”，并发现式子中电流I与电阻R不是一次函数或正比例函数的关系，进而形成“电流表改成的油量表刻度不均匀”的共识。

（作者单位：武汉中学）

责任编辑  刘佳