初中物理基本物理量測量課的教學策略研究

本文格式為Word版，下載可任意編輯——初中物理基本物理量測量課的教學策略研究朱曉娟

在初中物理試驗教學中，常見的一種試驗形式為測量基本物理量。本文以初中九年級“電流的測量〞為例進行教學實踐，該案例展示了在測量基本物理量試驗課中的一般教學策略：明確測量物理量、認識測量工具以及把握讀數(shù)方法。

基本物理量測量;初中物理;電流

物理課程是一門以試驗為基礎的學科，試驗課是物理教學的重要組成部分。初中物理教學應注意讓學生通過觀測、操作、體驗等方式學習科學知識和科學方法[1]。在初中物理試驗教學中，常見的一種試驗形式為測量基本物理量的試驗。本文以人教版九年級第15章第4節(jié)“電流的測量〞為例，探討優(yōu)化基本物理量測量類試驗課的教學策略。

一、明確測量物理量

演示試驗：教師出示電路示教板，同時演示電路中分別用一節(jié)電池和兩節(jié)電池作為電源的電路，讓學生對比兩種狀況下串聯(lián)在電路中一盞小燈泡的亮度。

教師提問：為什么兩個電路中小燈泡的亮度會不同？

學生回復：兩個電路中通過小電燈的電流不同。

教師提問：大家看到電流了嗎？什么是電流呢？

類比引入：教師應用水輪機的動畫，利用“定向移動的水會形成水流〞來幫助學生建立“電荷的定向移動形成電流〞的概念，并指出兩個電路中電燈亮度的不同代表了電流有強弱，引入表示電流強弱的物理量——電流強度。

獲取知識：教師指導學生閱讀課本，學生自主獲得與電流相關的知識，例如電流的符號、單位及換算。

生活應用：教師展示一些生活中常見電器的電流值，例如手電筒中的電流約為200mA，家用電冰箱的電流約為1A……

設計意圖：電流是初中學生第一個要學習和測量的電學物理量，在測量這一物理量之前，教師應幫助學生建構電流這一概念。由于看不見、摸不著，電流是一個相對抽象且缺乏生活經(jīng)驗的概念，而初三學生的抽象思維能力還有待加強[2]，因此需要教師為學生提供充沛的感性材料。本節(jié)課通過兩個電路中小燈泡的亮度不同來引導學生將所觀測的現(xiàn)象與電流概念相聯(lián)系，在此基礎上創(chuàng)設水輪機的動畫情境，利用類比法讓學生通過生活經(jīng)驗“水流的滾動推動水輪機的轉動〞與“電流的滾動導致燈泡發(fā)光〞進行類比，將“水流越快，水輪機轉速越快〞與“電流越大，燈泡亮度越大〞相類比，從而有效幫助學生建構概念。在此基礎上，讓學生自主獲得測量物理量的相關知識：物理量的符號、單位及其換算。以上知識適用于其他物理量的測量，有利于學生知識的遷移。

二、認識測量工具

聯(lián)系舊知：教師結合學生已學過的一些測量工具，如長度測量工具尺子、時間測量工具秒表、質量測量工具天平等，從而引出電流強度的測量工具——電流表。

認識電流表：教師指導學生結合電流表實物、說明書和課本來觀測和認識電流表，并勉勵學生記錄下電流表與以往測量工具不同的內(nèi)容以及不能理解的內(nèi)容。

學生提問1：之前所用的開關、燈泡均只有兩個接線柱，電流表為什么有三個接線柱？

學生提問2：電流表的刻度盤上有兩排刻度，到底讀哪一個？

學生提問3：電流表為什么要與被測量的用電器串聯(lián)而不是并聯(lián)，可不可以并聯(lián)？

學生提問4：電流表為什么不能直接接在電源的兩端？

指導觀測：針對學生提出的問題1、2，教師指導學生繼續(xù)觀測電流表的外部結構——接線柱、刻度盤、指針，特別是接線柱的顏色和標注內(nèi)容，學生發(fā)現(xiàn)三個接線柱中一個標有“﹣〞，即為負接線柱，另外兩個接線柱上標有“0.6〞“3〞的字樣，應為正接線柱。教師繼續(xù)引導學生將刻度盤上的兩排刻度的量程與接線柱上的數(shù)字進行比較，學生馬上將二者聯(lián)系起來：若選用“0.6〞作為正接線柱，則所用量程為0～0.6A;若選用“3〞作為正接線柱，則所用量程為0～3A。此時教師強調(diào)，在接線時電流從正接線柱流入，經(jīng)過電流表后從負接線柱流出。

試驗嘗試：針對學生提出的問題3、4，教師讓學生嘗試將電流表并聯(lián)接到某一用電器上，例如燈泡的兩端，并要求學生在未知試驗結果前，采用試觸的方法且選擇大量程以免損壞試驗儀器。學生在試驗過程中發(fā)現(xiàn)電流表試觸并聯(lián)在小燈泡兩端的瞬間，小燈泡熄滅，電流表示數(shù)超過最大量程。教師引導學生分析這一現(xiàn)象，并與以前所學知識“絕對不允許將導線直接接到電源兩端〞進行聯(lián)系，學生得出：電流表就相當于一個能顯示電流大小的導線，所以其并聯(lián)到小燈泡兩端后，小燈泡短路了;若電流表直接接在電源兩端，電流表也就短路了。

對比異同：教師引導學生進一步總結電流表與以往所學測量工具的異同，學生指出測量儀表都有零刻度、量程和分度值，但電流表有兩個正接線柱，對應兩個不同的量程以及分度值。

設計意圖：學生在學習電流表這一測量儀器時，已經(jīng)學過刻度尺、溫度計、天平等基本測量工具，因此教學中應重視讓學生對照實物和教材進行自主學習，在觀測和對比中提出問題，培養(yǎng)學生的批判質疑精神。針對學生所提出的問題，教師并未回避，而是引導學生把握觀測的一般方法，并讓學生采用“試誤〞認知沖突的方法體驗將電流表并聯(lián)在小燈泡上的后果，加強學生的感性認識和分析問題的能力。在此基礎上，通過對比的方法，引導學生將電流表與以往所學測量工具進行比較，充分利用學生的前認知，發(fā)展對新事物的認識和理解，形成一致的思維方式。

三、把握讀數(shù)方法

聯(lián)系舊知：教師引導學生回想刻度尺、溫度計等的讀數(shù)方法，學生總結出以往測量工具的讀數(shù)方法與步驟，找到零刻度線，認識量程，判斷分度值，注意單位。

方法進階：教師繼續(xù)引導學生將方法遷移到電流表的讀數(shù)上，學生發(fā)現(xiàn)在使用電流表時還需要增加兩個步驟：確認使用電流表的量程，且不同量程的分度值不同，“0～0.6A〞一個大格為0.2A，一個小格為0.02A;“0～3A〞一個大格為1A，一個小格為0.1A;選擇適合的正接線柱，被測電流不要超過電流表的量程。

學生提問：如何選擇電流表的量程呢？

試驗體驗：教師引導學生依照教科書甲圖的連接方式，測量電路中的電流，并且要求學生采用不同量程，并采用試觸的方法以保證用器的安全。

得出結論：學生發(fā)現(xiàn)在電流大小不確定的狀況下，可以通過試觸來估計電流的大致范圍，從而最終決定所選擇的量程。

教師提問：當電路中的電流大約為0.2A時，我們選擇不同量程時，讀數(shù)會得到一致結果嗎？我們應當選擇哪一個量程更佳呢？

分析探討：學生讀數(shù)發(fā)現(xiàn)不同量程得到的結果分別是0.2A、0.22A，并分析得出產(chǎn)生不同的原由于分度值不同，即精度值不同。當電路中的電流約為0.2A時，應當優(yōu)選“0～0.6A〞的量程。教師指出，在電流表測量電流時尋常應使測量值接近儀表的滿量程，相對誤差才會對比小。

設計意圖：在讀數(shù)中重視對讀數(shù)方法的強調(diào)，特別關注了學生前后知識的聯(lián)系和發(fā)展，發(fā)揮學生的主觀能動性。學生在實踐和思考過程中，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)和以往測量儀器的不同，并提出問題，有利于學生在今后學習中利用這一方法理解電壓表、萬用電表等儀表的讀數(shù)。

四、終止語

試驗課是物理教學的重要部分，優(yōu)化學生試驗教學是提升學生物理核心素養(yǎng)的有效途徑之一[3]。初中物理教學中所涉及的基本測量工具有：刻度尺、秒表、溫度計、量筒、天平、彈簧測力計、電流表、電壓表等，在這類試驗課的教學中，教師可以引導學生首先閱讀測量工具