探究電流規律為什麼選擇相同規格的燈泡!

2021-02-24 王文忠物理工作室

每個版本的教材對某一物理規律的構建時都有相應完整的思想體系。

例如探究電路中的電流規律,我們不能孤立的看「探究串聯電路中各處電流的關係」和「探究並聯電路中幹路電流與各支路電流關係」。我們應該關注到電流概念的引入情境、探究電流關係時問題的提出形式、相應的猜想與假設----也就是對這節課有整體性認真和把握。還要關注該節課在整個板塊知識體系的地位。就本節課而言,學生還沒學到電壓、電阻、歐姆定律、電功率等後續知識,也就是說對電學的研究只是冰山一角。

這就要求我們處理本節課時不得不思考這樣幾個問題:前期所學知識對本節課提供哪些支撐;如何因勢利導的結合知識儲備把本節課知識處理到位;為後續學習不能帶來負向影響且能提供重要支撐。

我們再來看教科版教材,揣摩它的構建理念。

(從語言敘述中體驗「同一」性的表達)

感悟:

    1.同一燈泡的情況下,可通過燈泡亮度判斷電流大小;

2.「燈泡亮度不同,說明通過燈絲電流不同」。可推廣「相同燈泡,亮度相同,即通過燈絲電流相同」。

    我們接著看「探究電路中的電流」的開展過程。

感悟:

1.猜想「靠近電源正極附近的電流大,經過用電器後電流逐漸減小。」雖然跟最終的科學事實相悖,但也符合人們認知思維,即用過電流了,電流減小。

錯誤根源是:電流和水流有相似之處,但也有很多不同。例如,水流中,任何一個選取的研究對象確實是在水管中流動,即水流的速度與選定研究對象的移動速度相同。而電流的速度卻與電子的移動速度不同,相關知識對於學生過於深奧,在此不做闡述。

2.猜想中,另一位同學基於生活經驗「小彩燈亮度一樣」,認為串聯電錄各處電流相同。

不自覺用到「燈泡亮度相同,就是電流相同」。

以上猜想與滬科版教材設定的猜一致

3. 對話中「我們可以通過實驗來探究,看燈泡兩邊的電流是不是相同」。似乎是默認為「燈泡兩邊的電流相等,就是串聯電路中各處電流相等」的意思,事實上,教科版教材接下來的實驗探究真的直接測量A、B、C三點電流。

 這個環節的處理,個人感覺人教版教材更細膩一些。參看人教版教材如下。

用電流表測量電路中的電流

按照圖甲所示的電路圖連接電路,測量這種情況下電路中的電流。如圖乙所示,改變電流表在電路中的位置,測量這種情況下電路中的電流。

比較電流表兩次示數是否有變化。

實驗分析:

實驗結果表明,電流表兩次示數是相等的。要測量流過小燈泡的電流,我們可以把電流表串聯在小燈泡的任意一側。

在只有一個用電器的電路中,電流從電源的正極流出,經過用電器又返回電源的負極,電路中各點的電流相同。那麼,在兩個用電器串聯的電路中,各點的電流還是相同的嗎?

在圖中,兩個小燈泡L1、L2是串聯在電路中的。流過A、B、C各點的電流可能存在什麼關係?

    我們可以看到,在人教版教材的處理中,「燈泡兩邊的電流相等」和「串聯電路中各處電流相等」是兩個物理規律,處理的也很清晰。

我們再思維拉回到教科版教材上。實驗中為什麼用兩個相同的燈泡?

具本人分析:

1. 兩個小燈泡串聯在電路中,有兩種情況:兩個小燈泡規格相同;兩個小燈破規格不同。探究兩個規格相同小燈泡串聯的電路中電流規律,本身就是重要的探究內容。

人教版教材中就明確提出「換上另外兩個規格不同的小燈泡,再次測量各點的電流,看看是否還有同樣的關係。」

2.相同小燈泡亮度相同,可直觀判斷出電流相同;這是除了電流表示數相同之外的又一佐證。就現階段而言,「相同小燈泡亮度相同,可直觀判斷出電流相同」跟後續學習電功率不矛盾。

3.呼應猜想,小彩燈各個燈泡亮度相同,是生活經驗,不是物理探究實驗。依據生活中的小彩燈亮度相同,判斷電流相同,不夠嚴謹。實驗中明確燈泡相同,這種情況下,依據亮度相同判斷電流相同是符合科學事實的。

4.教科版教材,留白較多,給老師和同學更多的思維空間,這也就要求教師處理教材要更加細緻。

囉囉嗦嗦說這麼多,就是想引起老師尊重教材,理解教材意圖。有的時候真是「看山不上山」!



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