理教学案例分析

析归纳中学物理实验设计思想

一、 分析归纳中学物理实验设计思想的基本要求

要进行中学物理实验方法和实验方案疑难的研究，首先要善于分析、归纳这些实验的设计思想，找出实验中要解决的重点和难点以及其解决的方法。有可能的话，还可探究设计者完成这些实验的可能的思维方法和过程。

不仅要分析整个物理实验的设计思想，而且还特别要注意分析实验中某一过程或某一方面的设计思想。设计思想是为了解决问题而思维的结果。因此，分析设计思想首先要分析、判断设计思想所要解决的问题和所能解决的问题，只有这样才能为评价设计思想的优缺点，进而为评价物理实验实施方案的优缺点提供有实际意义的根据。

【实验教学案例1】闭合电路欧姆定律实验演示

闭合电路欧姆定律是高中物理的重要内容，因此，闭合电路欧姆定律演示实验一定要作好。其作法，一般是采用拆开原电池法。如图4.l所示只是其中之一种方法。

研究电路欧姆定律的实验

为什么要拆开原电池呢？拆开原电池要解决什么问题呢？这样作能起到多大的作用呢？在接受这个实验前，需要进行深入的分析思考。孔夫子曰：“视其所以，观其所由，察其所安，人焉瘦哉！”要了解一个人应该这样，要了解物理实验的设计思想，也应该首先从外表上观察它怎么做、起什么作用，然后分析它为什么要这样做，最后检查它这样做的效果如何，内容、效果与原理是否一致。大家都很清楚，闭合电路欧姆定律演示实验需要使学生都能清楚地看到：当外电路电阻变化时，（1）内、外电压之和为一常数，（2）内、外电压有明显的变化（具体实验中要使其变化幅度尽可能大些）。

为满足以上两个要求中的第（1）个实验要求应作到：①电源的电动势较稳定；②电池的极化现象要小——电流不能太大，所以内阻不能太小；③测内电压用的探针的极化电动势要小——选合适的材料做探针；为满足第（2）个实验要求应作到：④需加大电池内阻，内阻与外阻的大小关系恰当；⑤演示电表的量程及内阻恰当。这里，增大电源（电池）内电阻是实验方案要解决的一个关键问题——这一实验疑难所在。

测定凸透镜焦距实验

一般情况下，增大电源内阻有两种常用的方法：①在两个内阻很小的电源中串一个电阻，作为模拟电源内电阻，以此来增大内阻；②拆开原电池，控制电池内离子通道，如减小其截面积、增大其长度，以此来增大内阻。图4.l所示的是一个拆开的原电池，在两个半电池之间用盐桥连接以增大内电阻就是采用这种方法。【实验教学案例2】几何光学实验演示

在几何光学实验中，关键的问题是光路的显示。为解决这一问题，可以用光盘（白屏）的漫反射原理来进行显示光路的实验，也可以用烟箱中烟尘微粒对光的散射原理来进行显示光路的实验，还可以用混入少量的悬浊质的水箱中悬浊质微粒对光的散射来进行显示光路的实验。认识到这一点，就有利于抓住实验关键和自制实验装置。其中，用混入少量的悬浊质的水箱中悬浊质微粒对光的散射来进行显示光路的实验，疑难是，制作水箱的箱壁的材料、水中悬浊质及其浓度的选择。它们应该满足，箱壁的透过率高，悬浊质对所用光源发出的光的散射较强。用氦氖激光器光源时，由于它发出的激光是波长为632.8nm的红光，所以，制作水箱的箱壁是无色平板薄玻璃，水中滴入少量的淡茶水。也有在水箱中装硫酸铜水溶液的，但是效果不如悬浊液。你能分析出其中的原因吗？