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一个实验是否能容得下我太多的心思

期中考试试卷讲评后,要带学生进实验室,测金属丝的电阻率。考试前由于进度紧张,遗憾未能完成,今天总算要成型了。

 内心深处,我还是非常重视这个学生实验的。也想让这样一个实验承载许多功能。于是花了很多心思备课。

学情分析

学生已经学习了电阻大小的决定式;伏安法测电阻两种电路的选择,滑动变阻器分压和限流两种接法,游标卡尺和螺旋测微器这两个工具的试使用。

其中,滑动变阻器的使用是在班级教室以学习小组的形式,六组实验仪器,大部分学生动手实践过。两种测量工具使用是在实验室上的课,对照实物,边学原理边操作(期中考试依然考得不咋地)。伏安法测电阻也进行过演示实验,老师分别用大电阻和小电阻录制了视频,让学生观察体会电流表的分压以及电压表的分流作用。

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视频1:伏安法测小电阻


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视频2:伏安法测大电阻


所以本节实验课,我想和学生一起完成几个目标。

  1. 将之前学习的知识综合应用于一个实际场景,解决测电阻率这个实际问题,在测量过程中加深对知识的理解。

  2. 进一步熟悉电路连接和测量。

  3. 通过实验操作和数据分析,对多次测量的意义,有自己的初步认知。

  4. 能够在实验中发现问题,为电源电动势和内阻的学习做铺垫。

  5. 在实际问题中好好练一练,训练一下科学计数法的运算(考试时真是算不对数,初中数学都还给老师了)。

于是设计了如下实验报告。

我知道这一节课肯定完不成,设计完心里还有一些忐忑。但我又真想让孩子们好好珍惜进实验室的机会,能够多一些发现和探索。

一班恰好是午自习,利用20min完成了实验预习,原理和实验电路都是学生通过讨论自主完成的。下午用一节课完成了整个实验。二班是最后一节课,大家懂得,放学后有大把时间可以造,不过造得有点过头了,接自己孩子都晚了。还好算是圆满完成测量任务,虽然个别同学的差强人意,个别人没好好做。

学生们测量真的很有耐心,能够发现很多新问题。

学生一:

老师,这电压和电阻到底用哪个求平均值?

不得不说这个问题就是我想要让他们发现并深入思考的,学生很懂我啊,于是趁机让大家一起解决这个问题。

学生二:

老师,两节干电池,电压应该是三伏,为什么我们这个电阻最大电压才1.2伏?

娃们又懂我了,这还不是电源内阻惹得祸嘛,明天咱就学习哈。

学生三:

老师,您真的别要求我们把数据测太准,没法测准啊!我们把电路接通,电压表的示数没一会儿就会降低,苦恼的没法子。

一切现象背后都是又逻辑的,咱一点点解密哈。

学生四:老师,我这个电压表有示数电流表没有示数?
学生五:老师,我这个电流怎么是负值?

这是电路基本实验技能还欠火候。电表的正确接入,电路基本故障的排查,也是时候要好好练一练啦。

总之,实验过程还遭遇了各种问题。有的同学对自己小组测量的电阻丝直径感到疑惑,和别的组差异好大。还有的小组数据完全不靠谱,全部重测。有一个小组选择14厘米、16厘米、20厘米长度接入电路,测出来的电阻真心没那么大差异…………居然还有一个小组弄坏了一件新进的电阻丝和刻度尺组合的仪器。

总之,两个班的实验课,让我很满意,也希望娃们能深刻体会到:纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行,从理论到实践,还有那么一大步距离。

最后,浪漫物理小屋直播预告,本周日5月13日晚8:00,CCtalk直播间81534977,精彩直播继续。

嘉宾介绍:

田若平。创坊科技教育创始人,中国自然科学博物馆协会继续教育专家库成员,原兴华平台技术研发中心研发专员。主要研究方向是探究性实验仪器研发、场馆型科技展件研发、中小学科学探究案例开发。荣获国家实用新型专利4项,研究成果在国内外交流会议和评选中多次获奖,成果曾在美国物理年会上展示交流,并两次在国务院副总理刘延东面前展示。

分享内容提纲:

  1. 把声音让学生看见;

  2. 把自己的声音刻录在塑料杯上,还能回放;

  3. 实验室模拟海市蜃楼,想看就看;

  4. 还不够大的肥皂泡。

欢迎各位亲关注“堪寻”公众号,关注“浪漫物理小屋”直播间,我们有一群来自全国各地的浪漫物理人快乐研修成长!

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