浅谈对初中物理教材的二次开发——以苏科版“探究串、并联电路电流的特点”为例

祁广春

(江苏省扬州市生态科技新城杭集中学，江苏　扬州　225111)

浅谈对初中物理教材的二次开发——以苏科版“探究串、并联电路电流的特点”为例

祁广春

(江苏省扬州市生态科技新城杭集中学，江苏扬州225111)

摘要：在初中物理实验教学中，把静态、稳定的教材内容转变为开放、动态的教学内容是教师对教材的“二次开发”，它有助于引导学生开展自主性学习，有助于学生通过实验直观地发现实验规律，同时也有助于培养学生的科学精神.

关键词：实验教学；电流的特点；二次开发

新课程改革倡导教师转变教材观，对教材的二次开发是教师依据课标的精神和要求，从学生的实际出发，对教材进行再加工、再创造，从而使之更好地适应具体的教学情境和学生的实际需求.笔者结合教学实际，对苏科版初中物理教材中“探究串、并联电路电流的特点”实验教学进行了二次开发的尝试，收到了较好的教学效果.

1教材内容再现

在苏科版九年级物理上册第十三章第三节《电流和电流表的使用》的学生实验“探究串、并联电路电流的特点”中，教材首先安排了串联电路实验，给出了电路图、实验步骤和实验数据记录表格.然后让学生对并联电路进行探究，并提出设计实验步骤和数据表格的要求.具体操作如图1、图2所示：

1.1　串联电路

图1

(1) 按图1所示的电路图连接好电路.猜一猜，闭合开关后，通过电路中A、B、C三点的电流IA、IB、IC间有什么关系？

(2) 把电流表串联在电路中的A处，测出A处的电流.然后，再用同样的方法测出B、C两处的电流，将测得数据填入表格中.

(3) 更换不同的灯泡，再次测量A、B、C三处的电流，将测得的数据填入表1.

表1

(4) 比较测得的数据，可以发现什么规律？

1.2　并联电路

图2

(1) 猜一猜，如图2所示的电路中，干路电流IA和支路电流IB、IC有什么关系？

(2) 设计实验步骤和数据表格，进行实验并收集证据.

(3) 分析实验数据，可以得到的实验结论是什么？

2对教材的二次开发

笔者对教材中的实验表格、串联实验电路和并联实验电路进行了二次开发，情况如下。

2.1　对实验数据表格设计的二次开发

(1) 在教材实验表格中两组实验数据上增加一组数据要求，变为三组数据(如表2).这样通过多组数据的分析，学生能更好地总结出实验规律.同时，笔者选用了3种规格的灯泡：a为2.5V0.3A，b为3.8V0.3A，c为6.0V0.3A，把教材中“更换不同的灯泡再次测量A、B、C三处的电流”的要求明确为：a和b、a和c、b和c连接三个组别，这样使得学生实验的过程更具目的性，避免了实验的随意性，解决了学生在具体操作中手忙脚乱的问题，更加明确了不同的实验电路状态.

表2

(2) 在教材实验表格中增加一项“电流关系”.本实验是通过串、并联电路中电流大小的数量关系的比较，让学生分析出串、并联电路的电流特点，在数据表格中给出“电流关系”这项内容更能凸显教学的实验目的，使实验表格更具有效性和针对性.

(3) 改变了电流I的三个小的注脚.变三次电流IA、IB、IC为I、I1、I2，这样一者让学生知道是电路中不同的三处电流，二者明确是通过“整个电路”、“灯L1”和“灯L2”这三个研究对象的电流，为实验结论的数学表达式做好铺垫.

2.2　对串联实验电路的二次开发

图3

如图3所示，实验电路图改一个电流表为三个电流表，同时连接在电路对应的A、B、C三处，并表明三个电流表的小注脚，对应于数据表格中的I、I1、I2.笔者长期教学中发现，学生在实验中，把电流表串联在电路中分别测量A、B、C三处的电流时，三次电流值有一定的差异，很难直观地通过实验数据得到串联电路的电流特点.分析原因，主要由于学生在拆卸电路时，接线柱连接线松紧造成接触电阻大小不等，还有三次读数的相对误差的原因.通过对教材实验电路的二次开发，一是对学生的电路连接实验提出更高的要求；二是实验中让学生将三只电表并排放在实验桌上，读数时减小了相对误差，也避免了重复卸装电路的过程；三是避免了学生在拆卸电路改变电流表位置的同时变换灯泡，导致三处电流相差较大，造成实验错误，从而无法通过实验数据得到串联电路的电流特点.

2.3　对并联实验电路的二次开发

图4

如图4所示，实验电路图中也改一个电流表为三个电流表.笔者在学生实验中，发现学生把电流表分别连接在干路和两条支路中，根据测出的三次电流IA、IB、IC的数值，很难得到并联电路的电流特点.分析原因，主要原因是把电流表分别连接在干路和两条支路中，由于电源和电流表存在内阻，而这个内阻对实验的影响，导致三种情况下的电路状态发生了变化，三次电流IA、IB、IC的数值不再是同一电路状态下的并联电路的电流值，故根据它们的数量关系也就很难直观地得到并联电路的电流特点.通过对并联实验电路的二次开发，测出的每一组电流值I、I1、I2就不会因为电源和电流表的内阻而出现教材实验中系统误差过大的问题，同样在读数时也减小了读数的相对误差，通过每组数据的分析，学生就能直观地得到并联电路的电流关系.

3教学反思

笔者在教学中对教材中实验进行二次开发，一者能通过实验更直观地得出实验结论；二者解决了学生实验中常出现的矛盾；三者也激发一部分学生对该实验结论的好奇心和求知欲.

同时在实验中，也出现这样的现象：两只不同规格的灯泡串联时，一只灯泡较亮，另一只灯泡较暗.细心的学生进一步发现，串联中两只灯泡改为并联时，那只较暗的灯泡比亮的灯泡更亮！实验后学生们讨论发现：灯泡亮说明有电流通过该灯泡，而通过两只串联灯泡的电流是相等的，说明电流不是灯泡亮暗的主要因素，从而给学生留下探索的课题.

总之，物理探究实验的迷人之处是多方面的，神奇的现象令我们大开眼界，成功的结果使我们心满意足，然而最具有魅力的恐怕首推实验的设计构思.我们要不断地挖掘实验中的巧妙构思，引导学生在科学探索的实践中不断发展.

参考文献：

刘炳昇，李容.义务教育教科书物理九年级上册[M].南京：江苏科学技术出版社，2014.