高中物理教学中的实验发展与开发——以探究电源的输出功率为例

王召亮

(江苏省泗阳县实验高级中学 223700)

随着时代的发展和素质教育的推进，现代高中物理教学中需要将理论教学与实验教学之间结合起来，让学生既能懂得知识又能在实践方面得以提升，最终达到提高教学质量，降低理解问题的目的.由于高中物理教学中涉及到的内容比较复杂，因此本次主要选择了电源的输出功率为例来进行实验发展与开发的研究为主题.通过理论性教学与实践性实验的结合不仅能让学生牢固掌握物理知识，更加能促进他们的动手能力，为日后发展创造条件.

一、高中物理教学中的现存问题

我国素质教育开展目前处于初级阶段，学校教育中仍然存在着很多传统教育思想，这对教育工作的顺利开展造成了影响，在物理实验方面不是很重视，将更多的重点放在了学生记忆上的强化，甚至认为物理实验会占用过多的时间导致实验操作被一些简单的讲解而代替.这样的方式一方面会降低学生对物理知识的学习兴趣，另一方面也会导致学生的探究性受到影响，导致教学效果不佳.同时，在课堂教育中学生始终不能处于主导位置，对所学习的知识总是知其然而不知其所以然，长时间以来学生的成绩会受到影响，甚至也会导致学生的思维发展和创新能力受到阻碍.教师这种对于实验的开发和应用的不重视使得学生很难理解抽象的物理知识，虽然表明上已经掌握了相关内容，但事实上学生的接受度比较差，也很难达到预期教学效果，对此教师还需要及时的调整教学计划，能结合学生实际以及教学内容来科学实施教学.

二、高中物理教学实验发展与开发的重要作用

物理知识的学习本质在于探究其根本奥秘，而实验这是能够降低物理抽象性，提高感官体验的一种教学方法.通过实验的应用学生能感受到物理现象中的乐趣，并能够将原本抽象的知识更加具象化的理解，提高知识掌握性和应用性.通过科学的物理实验教学学生能在教师的引导下逐步掌握物理知识的探究过程，通过对实验对象、实验现象的分析来推导出物理现象的发生原理及规律，提高学生科学探究的能力，触发他们对问题分析的主动性和实际问题解决的能力.这对于学生未来发展将产生重要意义，是直接影响其一生的重要方法.

三、以探究电源的输出功率为例研究物理实验的发展与开发

1.课堂导入实验设计

物理教学开展中首先教师要重视起课堂导入环节，找到适合学生并且容易引发学生兴趣的课堂导入方式，为良好的课堂开展奠定基础.首先，在“电源的输出功率”的知识授课中，首先可以利用“滑动变阻器改变灯泡亮度”的实验设计课堂导入环节，让学生更加直观的看到实验过程和结果，提升他们整堂课的兴趣和注意力集中度，为后续的教学开展创造好的条件.

教师要准备实验器材：小灯泡、滑动变阻器、单刀开关、导线以及干电池等.根据图1的提示连接实验器材，先向最大阻值滑动变阻器.然后找几名同学上讲台进行操作，先将滑动变阻器滑动到最大阻值，然后由另一名同学再逐渐的推动滑动变阻器一直到滑动至最小阻值.在实验中让学生观察灯泡的亮度发生了什么样的变化.并提出问题：①小灯泡的了亮度和滑动变阻器之间的关联性?②在什么位置上设置滑动变阻器能让小灯泡最亮？

然后进入课堂讨论环节，通过实验学生很容易就看出灯泡亮度与滑动变阻器之间的关系，从而得到结论“灯泡的亮度是由实际功率决定的”.

2.教学实验设计

(1)实验设计

在正式进行关于电源的输出功率的实验中，教师需要准备教学器材：直流稳压电源、郎威DISLab、单刀开关、计算机、导线、电阻圈、导线、电压传感器等.将实验器材进行连接如图2所示.

在采集数据的两个接触口分别插入和连接电流和电压传感器，然后将数据传输到计算机上；电阻箱电阻大小用R表示，一般用常量表示电源电动势E，一般控制在6V，用1Ω设置电阻箱的初始值，促使电阻变大，让学生观察电流值得变化，并对各项变量数值进行保留，将电阻阻值输入到变量R一栏中.

设置各项公式为“P=U4*I1”“PO=E*I1”“n=P/PO”，将电源效率、输出功率以及电源功率自动计算出来.

(2)实验数据

通过数据的显示我们可以看出，如果在10Ω左右控制其外阻值，这样就会得到最大的电源输出功率.图3中我们可以看出R=10Ω时P=0.9870是最大值.因此结论为：当电源内阻值等于外阻时电源的输出功率为最大.

(3)实验验证

通过对实验的分析教师可以让学生利用公式来对实验结果进行二次验证，并在这个过程中适当给予指导，并在学生验证以后利用学生的结论来做出总结和评价.当验证结果与实验结果相同的时候就说明了实验的正确性.

在本节电源的输出功率实验探究课程中所设计的实验课程直观性比较强，对于学生的知识理解性提高有着一定作用.同时，实验过程简单便捷，能够摒弃传统实验中的一些繁琐过程，对于提高学生注意力有着一定帮助.从本节课的实验中可以看出，高中物理教学是需要将理论与实验结合实施的，教师可以结合课程内容来不断的丰富教学实验，积极利用现代化的教学设备和方法设计出较为灵活的物理实验方案，增加学生对物理知识的探究主动性和学习兴趣，以便于能真正的提高学习效果，促进学生未来发展.