关于《测量小灯泡的额定功率》的深度学习

张 玲

(湖北省武汉外国语学校 430056)

“深度学习”指的是在教师的引领下，根据学生的“最近发展区”来确定学习内容，让学生思维积极地参与学习，经历知识构建的过程，核心素养获得发展的有意义的学习过程.学生的深度学习是建立在教师对学生的心理特点、学困原因、课程标准、考试说明等学情准确的把握基础之上的，通过教师专业的教学引导，让学生经历有思维互动、有认知渐进、有批判质疑、有素养提升的学习过程.

通过对学生进行问卷调查，同学们在《测量小灯泡的额定功率》中的疑惑点主要来自两方面：(1)用伏安法测量小灯泡的额定功率有哪些需要注意的实验细节；(2)常见其他测量小灯泡额定功率的方法有哪些.针对同学们的疑惑，在课堂中笔者通过实验再现的方式引导学生对这个实验进行深度学习，现整理如下：

一、伏安法测量小灯泡的额定功率

(1)实验原理：P=UI

(2)实物图：如图1

图1

(3)电路图，如图2

图2

(4)元器件规格的选择依据：

①电源的电压要大于小灯泡的额定电压；

②电流表的量程要大于小灯泡的额定电流；

③电压表的量程要大于小灯泡的额定电压；

④滑动变阻器允许通过的最大电流要大于小灯泡的额定电流，并且避免滑动变阻器处于阻值最大时，灯泡的实际电压大于其额定电压，以免烧坏灯泡.

(5)连接电路时的需注意：

①连接实物电路时，开关必须断开，以免出现短路烧坏电表或损坏电源；

②电流表要串联，电流要“正进负出”，要根据灯泡的额定电流选择量程；

③电压表要并联，电流要“正进负出”，要根据灯泡的额定电压选择量程；

④滑动变阻器要串联，要“一上一下”接入电路，闭合开关前要把滑片移到阻值最大处，以保护电路.

(6)滑动变阻器的作用：

①保护电路；

②改变小灯泡两端的电压，使它正常发光.

(7)实验操作：

②调节滑片使电压表的示数大于额定电压(1.2倍的额定电压)，记下电流表的示数；

③调节滑片使电压表的示数小于额定电压(0.8倍的额定电压)，记下电流表的示数.

(8)分析数据后得出实验结论:

当U实=U额时，P实=P额;小灯泡正常发光；

当U实>U额时，P实>P额；小灯泡发光较亮；

当U实

我校现行的教学内容与课程体系不同程度地存在着与应用型人才培养不相适应的方面，除了课程门类和门数偏多、理论教学时数过多等外，最为严重的问题是传统的以知识传授为主的“学科导向型课程体系”依然起着主导地位，而能主动适应地方经济社会发展对人才培养的要求、以培养学生扎实的专业知识和较强的应用能力为目标的“专业导向型课程体系”尚未真正确立。因而，要破解此处难题，根本的途径是要冲破传统“精英教育”和“学术型”人才培养的学科教学内容体系，改学科知识体系为专业教学体系，做到“面向实际”：即面向专业需要实际、面向教学需要实际、面向学生需要实际。

小灯泡的亮度是由它的实际电功率决定的.

(9)处理数据时需注意：

①不能采用多次测量取平均值的方法计算小灯泡的额定功率，因为灯泡的额定功率必须是在额定电压下测出的功率，不在额定电压下测出的，不是额定功率.

②小灯泡的额定功率只有唯一的一个，但小灯泡的实际功率却有很多个.

二、常见其他方法测量小灯泡的额定功率

1.伏阻法

请根据以下器材测量小灯泡的额定功率：额定电压为U额的小灯泡、电源(电压未知)、一个阻值R的定值电阻、一个滑动变阻器、一个电压表、两个单刀单掷开关和若干导线.请你设计出实验的电路图并写出实验的主要步骤及小灯泡额定功率的表达式.

解电路图如图3.

图3

实验步骤：

①闭合S2，移动滑片P，使电压表的示数为U额.

②断开S2，再闭合S1，保持滑片不动，记下电压表的示数U；

小灯泡额定功率的表达式：

2.安阻法

请根据以下器材测量小灯泡的额定功率：额定电压为U额的小灯泡、电源(电压未知)、一个阻值R的定值电阻、一个滑动变阻器、一个电流表、两个单刀单掷开关和若干导线.请你设计出实验的电路图并写出实验的主要步骤及小灯泡额定功率的表达式.

解电路图如图4.

图4

实验步骤：

②断开S1，再闭合S2，保持滑片不动，记下电流表的示数I；

小灯泡额定功率的表达式：

3.等效替代法

请根据以下器材测量小灯泡的额定功率：额定电压为U额的小灯泡、电源(电压未知)、一个电阻箱、一个滑动变阻器、一个电压表、三个单刀单掷开关和若干导线.请你设计出实验的电路图并写出实验的主要步骤及小灯泡额定功率的表达式.

解电路图如图5.

图5

实验步骤：

①闭合S1和S2，调节R1的滑片使电压表示数为U额；

②断开S2，闭合S1和S3，R1滑片位置不变，调节电阻箱R2，使电压表示数为U额；

②读出此时电阻箱的阻值R，则R与小灯泡正常发光的电阻相等.

拓展练习：请根据以下器材测量小灯泡的额定功率：额定电流为I额的小灯泡、电源(电压已知为U)、一个滑动变阻器、一个电流表、两个单刀单掷开关和若干导线.请你设计出实验的电路图并写出实验的主要步骤及小灯泡额定功率的表达式.

图6

解电路图如图6.

实验步骤：

①闭合S1，断开S2，调节滑片使电流表示数为I额；

实践证明，这种以“提升思维为核心 发展素养为目的”的深度学习深受学生们的喜欢，学生们在考试时答题的得分率明显提高，很多学生在完成这个实验时可以做到“一分不丢”，在提高分数的同时使学生葆有学习的兴趣，真正达到了复习课“温故知新”的目的.