改变思路整合重组提升实效

禤小平 黄正功

[摘 要]伏安法测电阻是重要的电学实验，同时也是学生学习的难点。高考中，这个实验的考题学生得分率低，造成学生对这部分知识的学习不感兴趣。文章通过对两种不同的授课方式进行对比研究，以寻找更为有效的实验课型，期盼能激发学生的探究欲望和参与热情，使学生在参与过程中获得成就感，感受学习的乐趣。

[关键词]伏安法测电阻；电流表内、外接法；滑动变阻器限流、分压接法

[中图分类号] G633.7 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058（2018）26-0048-02

二、滑动变阻器接法的选择

滑动变阻器在电路中的连接，常有两种不同的形式，即限流接法（图4）和分压接法（图5）。教师给学生分析一番，最后得出以下结论：

一般情况下，优先考虑用限流接法，但如果出现以下情况必须用分压接法。如：

1.待测用电器电阻远大于滑动变阻器电阻。

2.实验要求通过待测用电器的电流及其两端电压可以由0开始连续变化（例如测小灯泡的伏安特性曲线）。

3.实验要求通过待测的用电器电流及其两端电压可变范围较大。

4.采用限流式接法时，无论如何调节变阻器，电流、电压都大于对应电表的量程。

方式二：我们改变了一些思路。在教学设计和课堂教学两个方面都做了调整。学生进入实验室后，按学习小组分好组，教师明确告诉学生本节课要探究的内容，即用伏安法测电阻。没有任何的理论讲解，学生根据初中已有的知识，通过小组合作探究，完成定值电阻的测量。

实验室有以下器材可供选择：待测电阻（阻值约20kΩ）、干电池一节（电动势约1.5V）、电压表（0～3V～15V，内阻约3 kΩ）、电流表（0～0.6A～3A）、微安表（量程200μA，内阻约300Ω）、滑动变阻器（最大阻值50Ω）、导线及开关若干。

请与本组同学讨论，设计出可用来测量某一定值电阻的电路（至少设计出两种方案），说明实验原理，画出实验电路图，并把所选择的仪表的量程写在电路图的仪表旁。要求测量结果尽可能精确。提醒學生两个问题：1.按照所设计的实验步骤进行实验。实验时若遇到问题，请积极思考，与同学一起寻找原因并解决。2.请做好实验过程记录，包括实验过程中的每个细节，重点记录所出现的问题和各种实验现象，以及解决问题过程中的各种想法。

在第一节课中，探究结果展示时，从A2班和B2班两个班学生做实验的结果统计来看，约75%的学生会把滑动变阻器设计成限流式连接，把电流表设计成外接，约20%的学生会把滑动变阻器设计成分压式连接，电流表外接，采用其他方法的学生人数约占5%。由于受已有知识的限制，学生这样的实验设计结果是符合认知规律的。

在探究分享环节中，有的学习小组在展示中提到：因所提供的电压表内阻约为3 kΩ，而待测电阻阻值为20 kΩ，两者并联阻值约为2.6 kΩ，再与微安表和滑动变阻器串联，总阻值约为3 kΩ。而用一节新的干电池，电路中的总电流约为500 μA，已超过微安表的量程。办法1：换用量程大一些的电流表。办法2：用一些大阻值的电阻作为保护电阻，减小电路总电流。因500 μA=0.5 mA，对电流表来说，这个电流太小，几乎无法读出，办法1行不通，办法2是可行的。这时可让前后两组合作，用一个待测电阻作为保护电阻，总电流约为65 μA，可勉强得到一组数据。由于滑动变阻器最大阻值为50Ω，远小于待测电阻，所以无法起到调节的作用。发现问题后，我们就想滑动变阻器有没有另一种接法？最后，各小组同学相互讨论，都学会了滑动变阻器的分压接法，解决了电路中控制电路的连接问题。

在第二课时中，重点探究测量电路部分，电流表内接法和外接法。在上节课中，学生已经掌握控制电路的分压接法，所以很快就把控制电路连接好。15分钟后，请各小组展示自己的探究结果，A2和B2两个班学生的实验结果统计是：约65%的学生会将测量电路设计电流表外接，约20%的学生设计成电流表内接，其他情况约占15%。

请电流表外接的小组展示他们的探究过程：电流表外接时，会因为电压表分流而产生误差，而电压表内阻（约为3kΩ）小于待测电阻的阻值（约20kΩ），这样电流的测量值比真实值大很多，因此，计算出的电阻误差会很大。改为电流表内接时，虽然电流表也有分压作用，但是待测电阻（约20kΩ）远大于微安表内阻（约300Ω），电压表的测量值接近真实值，这样计算出的电阻误差会很小。结论是：当Rx>[RARV]时，用内接法。通过这个小组的陈述，其他小组的各种疑惑就基本解决了。

拓展：若想用伏安法测量一个阻值约为5Ω的电阻，应用哪种电流表接法？此种接法会造成怎样的系统误差？5分钟之后，85%的学生都能通过类比分析，得到电流表外接，并正确连接测量电路。

小结，得出结论：当Rx>[RARV]时，用内接法；当Rx<[RARV]时，用外接法；当Rx=[RARV]时，两种接法效果相同。

上完两个课时后的第二天，用同一份题目对四个班的学生进行测试，结果如下。

调查结果表明：利用方式二教学比方式一教学效果更好。

如果仅从学习知识的角度看，直接把这些知识和一些结论告诉学生，会节省很多的时间，但是学生始终不会对这些知识有深刻的理解。最后为了应试，就把时间主要放在做题上。结果是虽然做了很多题目，但很多学生对相关知识的理解还是停留在表面，以致碰到一些创新题目就无从下手，考试拿不到好的分数，受到多次“低分”打击后，好多学生甚至对电学实验失去耐心，兴趣更谈不上了。

综上所述，教师应该多挖掘、整合教材资源，创新教学方式，提高教学质量。

（责任编辑 易志毅）