基于“情境场”实验能力培养的初中物理实验教学

曾永生

【摘要】物理是一门具有较强实验性的学科，在初中物理的学习过程中，经常会涉及一些相关的实验内容，所以在进行物理教学的过程中需要对学生进行实验能力的培养，从而提升学生对物理的理解能力，进而提升学生物理水平.本文通过“测量小灯泡电功率”的实验为例，对基于“情境场”实验能力培养的初中物理实验教学进行说明.

【关键词】初中物理；实验教学；情境场

初中物理实验教学中“情境场”是指在实验教学的过程中以学生为主体，能够有效调动学生的学习积极情绪、认知和思维的教学氛围.在该过程中，教师通过教学情境的创设来实现对学生学习兴趣的激发，从而使学生在学习过程中能够将知识与教学情境进行有效的结合，从而提升教学的效果，使学生能够更好地掌握相应的知识.本文将通过“测量小灯泡电功率”实验试题来对“情境场”的物理实验教学进行说明.

1 例题呈现

例1 （2022年上海中考物理20题）某同学做“测量小灯泡电功率”的实验，他将电源（电源电压为2V的整数倍）、待测小灯泡（额定电压为6V，如果实际电压超过7.5V时小灯会损毁）、电流表、开关串联.并将电压表并联入电路.实验时，他将电压表的示数UV，电流表的示数IA，以及两者的乘积UVIA记录下来，表格中为部分数据.

（1）电压表并联在____两端（选填“小灯泡”或“滑动变阻器”）；

（2）求出电源电压U____ （需写出主要计算过程）；

（3）求出小灯的额定电功率P额____ （需写出主要计算过程）.

解析 在进行相关物理实验的试题分析过程中，需要学生进入相应的实验情境场来对试题进行准确的分析和判断，然后结合所学的相关知识对问题进行准确的判断.在解题的过程中可以先通过题目中所给定的条件在草稿纸上进行电路图的绘制，将相关的数据标注到电路图中，从而结合电路图的分析能更加清晰地理解题目中所给定的条件与所求问题之间所存在的关系，从而实现对问题的求解.

在本题中首先对第一个问题进行分析，要判断电压表是并联在小灯泡两端还是滑动变阻器两端，需要结合表格中给定的数据来进行分析.当UV=2.0V时，UAIA=1.2W，这样就可以计算出此时的电流是IA=0.6A;当UV=6.0V时，UVIA=1.8W，这样就可以计算出此时的电流是IA=0.3A.

可以发现随着电压的增大电流在减小，结合U=IR可以知道电压增大是电阻的增大而增大，所以电阻是变化的.这样就可以判断电压表是并联在滑动变阻器两端的.所以问题（1）的答案是滑动变阻器.

然后是第二个问题，需要计算出电源的电压，根据串联电路的电压规律可以知道U=UV+U灯，同时小灯未出现损毁的情况说明U灯≤7.5V，然后结合表格中的数据可以知道6V＜U＜2V+7.5V=9.5V，并且电源电压为2V的整数倍，所以可以得到电源电压，所以问题（2）的答案是U=8V.

最后是第三个问题，根据（2）可以知道电源电压为U=8V，所以结合表格数据可以知道当电压表为UV=2.0V时，小灯泡处于额定电压下工作，所以此时的额定电流是IA=0.6A，所以可以得到小灯泡的额定功率P额=U额I额=6V×0.6A=3.6W，所以问题（3）的答案是P额=3.6W.

2 “情境场”实验下的试题讲解

在进行“情境场”下的实验试题讲解的过程中，教师可以根据试题的情况将学生带到物理实验室进行相关实验的演示，或让学生亲自动手进行试题中提到的实验.

教师 由于我们现在不清楚题目中实验过程是将电压表与滑动变阻器并联的还是与小灯泡进行并联的，所以现在需要同学们分别完成这两种连接方式的电路图的绘制，然后按照电路图来进行电路和电子元器件的连接，再通过实验的方式来尝试得到该实验中的相关数据.

这时学生也会对这个实验产生一定的好奇，然后按照老师的要求来进行相关的实验.

教師 现在我们已经连接好对应的电路图了，那么我们需要对电路中电源的电压进行确定.

学生 根据题目中的实验结果我们只能够对电压表与滑动变阻器进行并联的时候的电压进行确定，首先电压表的读数表格中是从2V到6V，所以电源的电压是大于6V的，然后是小灯泡的最大电压是7.5V，如果电压表是与滑动变阻器进行并联，那么随着滑动变阻器两端电压的降低，小灯泡两端的电压就会升高，所以电源的电压最大不能超过2V+7.5V=9.5V.然后结合电源电压是2V的整数倍，所以可以确定这种情况下的电源电压是8V，但是对电压表与灯泡进行并联时，无法确定滑动变阻器两端的电压，所以无法对这种情况下的电源电压进行确定，但是可以肯定电压需要大于6V.

教师 很好，那么我们假设两种连接方式的电源电压都为8V，接下来需要通过对滑动变阻器的阻值进行调整，然后得到表格中对应的数值.

这样学生就会按照这样的方式来进行实验.最后就能够对例题中的实验进行更加准确的掌握，从而就能够对相应的问题有更加清晰的判断.

3 “情境场”实验能力培养下的试题回顾

通过本题的分析求解过程可以发现，在“测量小灯泡电功率”的实验过程中，并不是所有的实验过程都是按照标准实验流程来进行的，通过不同的电路连接方式都能够有效地实现对小灯泡电功率的测量.例如本题中通过测量电路中滑动变阻器的电压，以及结合电源电压的情况能够对小灯两端的电压进行表示，从而进行额定电功率的测定.所以在进行“测量小灯泡电功率”的试题解答过程中，需要学生将自己带入到物理实验的情境场中，身临其境才能够对相关问题有更加准确的判断，从而实现对问题的解答.教师在进行试题的解题教学过程中，可以通过物理实验，对本题的实验过程进行演示，将电压表分别与滑动变阻器和小灯进行并联，看哪一种并联方式能够得到表格中的数据.然后根据实验的结果再来对试题中的问题进行分析，让学生明白为什么这样做能得到这样的结果.这样的情境场的实验方式能够让学生对物理有更加深刻的认识，具有更高的学习积极性.

6 结语

综上所述，本文通过“测量小灯泡电功率”的中考试题来对初中物理实验教学过程中基于“情境场”实验能力培养的方式进行了说明，将相关问题通过实验的方式来进行验证，并对产生的结果进行分析，能够让学生对物理实验具有更加浓厚的兴趣，从而能够更好地提升学生的物理实验能力.

参考文献：

[1]范志杨.核心素养下初中物理实验专题复习策略——以“测量小灯泡电功率”实验专题为例[J].西部素质教育，2021，（15）：183-185.

[2]徐正黄.基于关键能力培养的初中物理实验教学——以“测量小灯泡电功率”为例[J].物理教师，2019，40（2）：19-22+26.