核心素养理念下优化物理实验探究过程的思考与实践

下面以人教版九年级物理第十八章第三节《测量小灯泡的电功率》为例，谈谈笔者对核心素养理念下优化物理实验探究过程的思考与实践。

一、学习背景分析

测量小灯泡的电功率是继伏安法测电阻之后的又一个综合性实验，是电功率的具体应用，通过实验促使同学们进一步加深对额定功率与实际功率的理解。本节课从课前学生完成的调查问卷引入，围绕节能展开，进行实验方案的设计。

二、学习过程设计

1.课前调查，课上展示，分析结果，提出问题

课前学生对十五个家庭照明设备进行了统计，发现平均每个家庭白炽灯不足1个，LED灯10个，节能灯3个。总结发现LED灯占主流，LED灯的电功率普遍较小，白炽灯难觅踪影。于是提出两个节能措施，即大力提倡使用LED灯和长时间不用的电器要拔掉插头。提出问题：节能灯真的能节能吗？空调存在待机功率吗？

2.设计实验，进行探究，分析数据，深度探究

任务1：测小灯泡的电功率。

（1）设计方案测小灯泡的电功率。联系之前学过的“伏安法测电阻”，学生自主完成设计任务，实现知识的正迁移。

（2）评估实验，进行改进。针对学生设计的电路图进行评估，图1、图2是学生设计的典型电路，图1缺少滑动变阻器，评估焦点是滑动变阻器的作用，图2的电路图是优化过的。

（3）分组实验，归纳总结。学生完成实验，在实验的过程中，学生发现调节滑动变阻器滑片的过程中电压表和电流表的示数是不断变化的，而且小灯泡的亮度也在变化，小灯泡正常发光时的电功率是0.75 W。

任务2：测量LED灯的电功率。

（1）分组测量单个LED灯的电功率。通过实验学生发现电流表的指针几乎没有发生偏转，因而是无法读数并进行计算电功率的。于是设计解决方案，更换精度更高即分度值更小的毫安表来测量电流，可以想办法增大通过LED灯的电流，比如说将若干个LED灯并联起来去测量这几个LED灯的总电流。

（2）分组测LED灯组的电功率。学生分组实验，测量四个并联LED灯的总功率是0.06 W。提出问题：发现LED灯的电功率是远小于小灯泡的电功率的，能否就此说明LED灯更加节能呢？

（3）如何比较小灯泡和LED灯谁更节能？光比较电功率无法比较谁更节能，应该比较谁单位时间消耗的电能少，还更亮，谁就更节能！生成两个方案：①控制电功率相同，比亮度。②控制亮度相同，比电功率。

问题：如何比较亮度？利用照度计测量照度发现，小灯泡0. 75 W，照度400 Lux，LED灯0.06 W，照度2 000 Lux。

分析数据发现，LED灯的电功率《白炽灯的电功率，照度却更强，说明LED灯更节能。

结论是LED灯能节能，于是人们把这一结论用到了生活中，现在生活照明多采用LED灯。

三、课后反思

中考物理越发关注实验探究的考查。实验探究课，需要学生设计实验方案，进行实验探究。通过学习《测量小灯泡的电功率》这节课，学生撰写实验报告，课前独立思考，对易错方案进行分类、归总，继而有针对性地开展学习，将更多的时间预留出来，进行实验探究。本节课通过创设真实的实验情境，引导学生生成真问题，在尝试解决问题的过程当中，提升了学生的思维品质和核心素养。

作者单位：北京市陈经纶中学