实验再现、思维整合拓展促进农村学生实验探究能力----记初中科学测定小灯泡电功率案例探析

实验再现、思维整合拓展促进农村学生
实验探究能力----记初中科学测定小灯
泡电功率案例探析
摘要：农村学生基础比较薄弱，很多学生思维僵化，不愿意深入思考，为提高学生的探究能力，分析能力，以初中测定小灯泡的电功率案例分析，用实验再现，思维整合拓展促进学生的探究能力。

关键词：思维僵化；实验再现；思维整合；思维拓展
初中生理性思维能力相比感性思维能力弱，尤其任教的很多学生的实践探索思维僵化，缺乏对问题的深入思考。

以我们这一届学生为例，所教的两个班级很多学生对实验往往只停留在表面操作，对产生的问题感到不安，缺乏深入思考，所以实验对他们的学习提升价值反而不高，实验是孩子们的对自然探索的重要工具，同时也是激发孩子们学习的兴趣重要手段。

倘若实验做完后，孩子们收获甚微，解决相关实际问题依然很差，那么他们的挫败感将会增加，学习的积极性受损！结合当前学生学习的实际情况，我从以探究小灯泡电功率相关的问题为例谈一谈对学生如何用实验再现、思维整合拓展来提高学生的学习效率。

结合大量的理论和实践相结合的问题中，初中生去实验室做测定小灯泡电功率实验，一般只做两点:1,按要求连接线路。

2、按要求测定小灯泡额定功率和另一组小灯泡电功率。

但学生一开始连线会出现很多问题，我把学生所犯的电路连接错误记录下来并且归类，帮助学生进行思维整合，促进实验探究能力。

测量小灯泡电功率实验探究题是初中科学重要考点，也是电学综合性比较强的题目，包括电路连接（电路连接顺序，连线电路错误分析，电路故障分析，滑动变阻器的量程选择，根据电路中的数据进行电功率几种求法。

小灯泡的电阻变化和滑动变阻器变化关系）
一、实验再现、思维整合：电路连接问题
1.满足串联电路（电流表串联，电压表与小灯泡并联）
上述问题只发生在一小部分群体中，学生初次犯错误，改正以后再次出错误的几率大大减小。

2.根据电路电流变化连接滑动变阻器，要求滑动变阻器滑片P向右滑动时小灯泡变亮。

让学生自己动手按要求连接自己桌面的器材，这一种问题也只发生在一小部分群体中，学生初次犯错误，改正以后再次出错误的几率大大减小。

二、实验再现、思维整合：测量小灯泡电功率的实验中常见故障分析
（一）在电路中，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发
现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表没有示数，故障可能
在：。

（二）在上面电路中，闭合开关，发现小灯泡始终不亮，电压表没有示数，电流表有示数，故障可能在：。

在实验当中会经常出现第一个问题，而且特别突出，在实验考查中，理论题
答案都是小灯泡断路，但实验中很多学生都是由于接线柱的导线接触不良导致的。

第二种情况在实验中碰到的就少很多，多半通过制造错误让学生分析，通过整合
两种情况进行思维分析，锻炼了学生的思维和解决实际问题的能力。

三、实验再现、思维拓展：滑动变阻器量程选择
例1：在做“测量小灯泡电功率”的实验中，实验室有如下器材：电源（电压恒为6V），小灯泡L（额定电压为2.5V，灯丝电阻约为10Ω），电流表、电压表、开关、规格分别为“10Ω,1A”的滑动变阻器R1和“50Ω,0.5A”的滑动变阻器R2各一个，导线若干。

应该选
择何种滑动变阻器？
在掌握上述情况下，对学生进行思维拓展，用理论解决实验中存在
的问题，主要考查学生的欧姆定律和串联电路的特点掌握情况，但是还有很多学
生知理论却不会灵活运用。

分析：本题根据小灯泡正常发光时求出此时滑动变阻器的阻值R。

由小灯泡的电压为
2.5V和电源电压6V,得到变阻器电压为
3.5V，根据电流相等列等式求出变阻器电阻为14Ω，从而选定“50Ω0.5A”的滑动变阻器R2。

通过分析之后加深学生对理论运用的理解，再通过下一题进一步的思维拓展
巩固巩固学生的理论运用。

四、实验再现、思维整合：小灯泡的额定功率的几种求法
（一）根据电表读数或者U-I图像直接求出额定功率
直观的数据，机械化的代入计算，主要考查学生读数和计算能力，
这种能力学生基本上都会计算。

例1在实验时，当电压表的示数为3.8Ⅴ时，电流表的示数如图所示，则该
小灯泡的额定电流为 A，额定功率为W。

分析：由电流表可知电流为0.24A,根据P＝UI＝ 3.8V×0.24A＝0.912W
（二）实验再现、思维拓展：题目没有直接给出额定电流求额定功率
这一类问题学生拿到手有点不知所措，不知道突破口在哪里？是深入考查学
生的理论解决实际问题。

出错率特别高！班上很多同学都无法独立完成，通过学
生实验再现和小组合作交流，再次告诉同学们实验的细节的重要性。

通过理论
又进一步巩固了实验探究水平，提升了学习热情和效率。

例1：在做“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压恒为6V，额定电压为
3V，连接好电路，某同学闭合开关，测得电压表读数为2V，电流表读数为0.1A，当滑动变阻器阻的滑片在中点时，小灯泡正常发光，求小灯泡的额定功率？
分析：该题隐藏一个已知条件，学生会忽视它，那就是开关闭合时就读数，此时滑动变
阻器在最大值，要先把滑动变阻器的最大值求出来，根据小灯泡电压2V，得到滑动变阻器两
端电压为4V,由I=得到滑动变阻器的最大阻值为40Ω，当滑动变阻器减为一半时，滑动
变阻器的电压为3V，由I=求出此时流过滑动变阻器的电流为0.15A，根据串联电路电流相
等得到小灯泡的额定电流为0.15A，再由P＝UI＝3V×0.15A＝0.45W。

（三）实验再现、思维拓展：没有电流表测量小灯泡的额定功率
这一类问题学生缺乏思维迁移能力，是深入考查学生的理
论解决实际问题的能力。

出错率也比较高！
例1由于电流表损坏重新设计了一种测量小灯泡电功率的电路，如图所示，电源电压保
持6V不变，R O是阻值为10Ω的定值电阻。

当闭合开关S，另一开关与b相连，移动滑动变
阻器让小灯泡正常发光，读出此时电压表示数为U1，保持滑片不动，将开关S闭合，另一
开关与a相连，读出此时电压表的示数为U2，求小灯泡的额定功率？
首先让学生还原实验，通过动手操作，激发学生的求知欲，小组合作
讨论发现单刀双掷开关在此题的作用，从而解决实际问题。

分析：本题是在保持电流不变的前提下，测出R O电压和小灯泡的电压U1—U2。

电路中
电流I=，P L=(U1—U2)，
（四）实验再现，思维拓展：没有电压表测量小灯跑的电功率
学生经过没有电流表测量小灯泡的电功率洗礼后，遇到这样的的问题显得从
容多了，把实验器材按要求连接好，小组合作讨论，学生的思维也有所打开，会
解决的小组比之前多。

例1：在做“测量小灯泡电功率”的实验中，实验室有如下
器材：电源（电压恒为6V），小灯泡L（额定电压为2.5V，灯丝
电阻约为10Ω），电流表、阻值为15Ω的定值电阻R0、开关、
滑动变阻器，导线若干。

当只闭合开关S，S1，移动滑动变阻器，
调节滑动变阻器，使电流表示数I1和R0的乘积等于2.5V。

当只闭合开关S，S2，滑动变阻
器划片位置不动，读出电流表示数I2。

求小灯泡的额定功率？
分析：滑片不动，开关闭合前后，干路的电流保持不变，当小灯泡达到额定
电压时，小灯泡的额定电流就等于
I2—I1，即小灯泡额定电压P L=2.5V（I2—I1），
学生通过实验再现能够生动形象展现问题所在，让全体同学都有亲
身经历的感觉，这些问题就是自己实际遇到的问题，强烈地激发学生地探究欲望，让学生获得战胜困难的勇气和动力，加深对问题的深入思考，最后获得胜利的喜
悦感油然而生，信心也会倍增，再通过思维整合拓展巩固学生的知识面深度和广度，从而提高学习效率。