物理复习要做到形散神不散——从小灯泡说起

程在起 许 志

(1. 江苏省南京市营防中学，江苏 南京 210046；2. 江苏省南京市教学研究室，江苏 南京 210001)

1 引言

初中电学部分的一轮复习，常规的方法是按照教材的内容顺序逐节进行。由于在新授课中学习的内容是分散和零碎的，倘若还是按照新授课顺序复习，不利于学生形成知识网络，不能有效地建立各章节知识之间的联系，难以建构完整的知识体系。笔者在电学部分复习中，通过小灯泡这个常见的电学元件，探索把散落的电学知识串联起来，取得较好的教学效果。

2 基于核心素养提升的教学设计

2.1 情境创设

笔者将一只小灯泡吸在黑板上。

师：大家看，这是什么？

生：小灯泡。

师：我们在学习哪些知识的过程中用过它？

生1：测量小灯泡的额定电功率。

生2：电路连接的基本方式。

生3：串、并联电路电流的特点。

生4：串、并联电路电压的特点。

……

教学分析：以小灯泡为抓手，精心设计问题情境，构建复习课框架。调动学生的学习积极性，使他们主动参与到复习中来。复习课时间有限，要抓住复习重点，展现复习的重点知识和实验。

2.2 结合电路连接，形成物理观念

展示装有灯泡和电阻的箱子，连接好开关、电源和电流表(图1)。恒压电源电压为2.3 V，电流表示数是0.36 A，定值电阻为15 Ω。

图1

师：箱子上面只露出了灯泡和电阻，线路在箱子里面看不见，根据以上数据，如何知道它们的连接方式？

生：如果是串联，电阻两端的电压是5.4 V，超过了电源电压，所以应该是并联。

师：你利用了哪些电学知识？

生：串、并联电路电压的特点。

师：在新课学习时我们得到电压关系特点的过程大家还记得吗？用到了哪些器材和方法？

学生讨论，重现探究串并联电路的电流和电压特点实验。

教学分析：学生已经知道串、并联电路的电流和电压的特点，但是未必清楚这些知识是怎么获得的。重要的实验可以请学生口述，或者到黑板上连接实物图，重现实验过程。厘清相关物理观念后，可以适当安排一些巩固练习。

2.3 结合电功率测量，强化科学思维

师：在讨论电路连接方式环节，如何判断小灯泡是否正常发光？

生：需要看看小灯泡的实际功率有没有达到额定功率。

师：如何测量小灯泡的电功率？实验原理是什么？需要哪些器材？

生：需要的器材有灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器等，还需要知道小灯泡的铭牌信息。

师：请画出电路图，简述实验步骤。

学生展示实验电路图(图2)，在黑板上连接好实物进行实验。

图2

思考1：若电流表损坏，提供一个定值电阻，能不能测量小灯泡的功率？

生：可以将电压表和定值电阻相并联，代替电流表(图3)。

师：很好，这是等效替代的方法。

图3

思考2：若电压表损坏，提供一个定值电阻，能不能测量小灯泡的功率？

生：可以将电流表和定值电阻相串联，代替电压表(图4)。

图4

学生完成电路设计(图5)。

图5

教学分析：从测量小灯泡的电功率实验入手，复习了电功率的测量原理和基础的电路结构，为下一个环节设计调光灯电路做好铺垫。测量小灯泡的电功率实验有很多可以展开的环节，例如在实验中排除电路故障，计算小灯泡正常发光时的电阻，绘制小灯泡的U-I图像等。对于单表测电功率的问题，需要学生掌握等效替代的方法。电压表和定值电阻组合可等效于电流表，电流表和定值电阻组合可等效于电压表。

2.4 结合电路设计，展开科学探究

师：家用台灯是可以调节亮度的，如果给你一个小灯泡，你如何设计电路？还需要哪些器材？

生：需要一个滑动变阻器，和小灯泡串联之后就能达到要求。

教师展示学生设计的电路(图6)。

图6

师：电源电压是10 V，小灯泡的规格是“6 V 3 W”，调试之前需要进行检验，判断能否直接连接电路并使用，请大家再次研究。

生：虽然调节滑动变阻器能达到改变灯泡亮度的效果，但是有一个安全隐患。当滑动变阻器接入电路的电阻过小时，电路中电流可能会大于小灯泡的额定电流，小灯泡有被烧坏的风险。

师：如何改进？

生：再加上一个保护电阻。

师：请再次修改电路图。

学生展示二次修改后的电路(图7)。

图7

教学分析：课堂教学中教师要少一些告知，多一些引导。电路中需加一个电阻保护电路元件，这个知识点如果由教师直接讲出，学生只能停留在记忆的水平上。如果能结合具体情境和实际条件，让学生在研究中发现问题，提出问题，最终解决问题，会达到事半功倍的效果。

2.5 结合灯泡亮度的探讨，养成科学态度与责任

师：我们在研究灯泡亮度的时候得到了什么结论？

生：灯泡的亮度由实际电功率决定。

教师演示：40 W白炽灯和8 W节能灯正常工作时的亮度对比。

请同学伸出手掌分别放在两盏灯前适当位置，保持距离相等，注意不要接触灯泡，感受两盏灯的冷热程度。

生：白炽灯较热，说明电能转化为光能的时候有很大一部分电能转化为内能，白炽灯的能量转化效率较低。

利用光照度测试仪，测试两种灯在光照度相同的情况下电功率大小。功率计量插座显示白炽灯的电功率为41.2 W，节能灯为8.9 W。

师：根据实验结果，灯泡的亮度由它的实际功率决定的吗？

生：不是，是有条件的。

师：我们通过一个微视频了解白炽灯和节能灯的工作原理。

教学分析：在新课学习过程中，学生对物理概念和规律会有一些错误的理解和认识，不少学生的头脑中会形成一种固定的模式，例如在学习新课的时候，学生形成的结论是：“灯泡的亮度是由实际功率决定的”。在本环节我们通过实验对比，让学生学会质疑：什么条件下才能说灯泡的亮度是由实际功率决定的。在复习课的实验设计中，应重点创设计一些问题情境，引发学生的认知冲突，重构学生的知识结构，转变学生头脑中已有的一些片面或者是错误的前概念，使学生养成科学态度与责任。

3 结语

笔者以小灯泡为主要抓手，从核心素养的四个方面，探讨初中电学复习的教学设计并付诸教学实践，后续的复习课可以电表作为抓手，例如复习电流与电压关系的时候以电流表为主、电压表为辅，复习电流与电阻关系的时候以电压表为主、电流表为辅。复习课也需要从新的视角来重复昨天的“故事”，切实培养学生的核心素养。