利用数字化物理实验手段进行探究教学 的一次尝试〜以实验为基础是物理教学的基本特征，物理实验对激 发学生学习兴趣、启迪学生思维、培养科学方法和创新精 神均能产生积极有效的作用课堂上教师应千方百计地提 供机会，让学生亲身体验物理实验操作过程，使物理创新 式的学习过程成为一种“活、乐、动”的过程，在物理实 验操作过程中去发现新问题、萌发新思想、形成新思路、 寻找新方法、开拓新领域、获得新知识和技能这种让他 们亲自参与亲身体验的学习方法，能极大地调动学习积极 性，提高学习效率，这种学习模式可概括为：激发兴趣、 实验探究、问题讨论、迁移创新我在高一年级的学生中 开设了一堂利用数字化物理实验手段进行探究教学的研究 课，其过程及体会如下1创设情景，激发兴趣教师问：同学们在初中学习物理知识的时候听说过交 流电吗？学生答：听说过教师问：看到过交流电的波形吗？学生答：没有教师说：今天让大家看一看交流电的波形1)在数字采集器上接入电压传感器;(2)将电压传感器的输入端接在学生电源交流输出端6V 上；(3)开启朗威DISLab实验数据采集盒，打开电脑及朗 威DISLab通用软件；(4)按示波按钮，x轴为时间t, y轴为电压U,可选择 图线的颜色为红色。
5 )按停止按钮，再选择采样频率为1kHz,此时就可 以观察到电压、电流随时间变化的波形图，如图16) 将电压传感器的输入端接在学生电源直流输出端6V 上，观察到电压、电流随时间变化的波形图，如图27) 将电压传感器的输入端接在学生电源稳压输出端6V 上，观察到电压、电流随时间变化的波形图，如图3从图形中可以看到交流电的大小和方向随时间发生改 变，直流电的方向不变，但大小仍然在变，可见稳恒电流 可以称为直流电，直流电不一定是稳恒电流学生问：老师，我将电压传感器的输入端接在学生电 源交流输出端6V上观察波形时，发现电压的值在有时超过 6V,最大达8V左右这是什么原因？教师说：这位同学观察实验很仔细，事实确实是这样 大家想一想，可能是什么原因一学生答：我想可能 是误差的原因吧，学生电源输出端标的值不一定是精确值教师说：想法有一点道理，但误差也不应该这么大呀！学生们沉默教师说：由于交流电的大小和方向随时间周期性发生 改变，所以描述交流电的大小时，既不用交流电的最大值, 更不用交流电的最小值，而是用有效值来描述交流电的大 小，刚才学生电源交流输出端6V指交流电电压的有效值， 理论上可以证明对正弦交流电而言，最大值是有效值的2 倍，跟我们的实验结果是吻合的。
初中已学过欧姆定律 I=U/R,若将交流电接在小灯泡的两端，灯亮说明有电流通 过，那电压达最大值时，电流也会达最大值吗？2探究：交流电在纯电阻电路中电流与电压的关系如图 4所示，将6V交流电接在规格为6V/0. 5W的小电珠上，串 接电流传感器测量电流I,并接电压传感器测量电压Uo (两个传感器的正接线柱应按照直流电连接时的极性连接， 即可以假定某个瞬时电源的正负极性)(1 )开启朗威DISLab实验数据采集盒，打开电脑及朗 威DISLab通用软件2)利用“组合图线”按钮，在图线选择栏内按添加按 钮，添加第1根图线，x轴为时间t, y轴为电压U,可选 择图线的颜色为红色⑶再添加第2根图线，x轴为时间t, y轴为电流I, 可选择图线的颜色为紫色4)按“停止”按钮，再选择“采样频率”为lk Hz, 此时就可以观察到电压、电流随时间变化的波形图5) 如果某个量的幅度太小，可以通过“只控制选择的 图线” V,再利用“y缩放”按钮调整按“停止”按钮， 按"保存”按钮保存图片6) 获得的图像如图5所示，说明电流与电压同步变化, 电压达到最大值时电流也达到最大值有时用电器是非纯 电阻元件，比如：线圈，电压达到最大值时电流也能达最 大值吗？3迁移、创新、探究：交流电在纯电感电路中电流与电 压的关系如图6所示，电感线圈为学生用变压器240T,实验时 电压应控制在量程电压12 V以内，电流应控制在量程电流 1A以内，两传感器的正极接在交流电源的同一个输出端。
实验结论如图7,电流落后电压约n/2o教师最后陈述，电路有时是纯电阻，有时是纯电感的, 还有纯电容的电路，我们同学有机会也有能力作进一步的 探究4教学反思(1)朗威DISLab为探究性实验研究提供了方便，除了 朗威DISLa b本身提供的示范案例之外，教师应根据教学的 实际需要，开发有效的探究案例，特别是传统实验装置很 难做到或根本做不到的探究性实验，朗威DI SLab突显出其 自身的优势，本教学案例即是一个实例，因为本实验传统 教学中需要双踪示波器，只能做到教师的演示实验，学生 无法开展亲身的探究性活动2）学生通过自主探究，问题讨论，获得比较圆满的答 案，从而产生了成功的喜悦，知识领悟能力、学习自觉性 必然增强教师则要再次举例，启导学生进行知识类比， 让学生通过联想，形成“新”的发现，得出“新”的规律, 在面临新的问题情境时，能迅速找出新旧知识之间存在的共同要素，从而确定所需解决的新问题可归属于已有的何 类知识的延伸或扩展，使学生获得的知识合理迁移3）通过本课探究结论之一:电感线圈中电流落后电压约n/2,为今后讨论理想变压器当副线圈开路时，原线圈中电流可 以不为零（事实上不可能为零）提供理论依据，P=IUcos a, a =90 ,故P二0, —般教师用能量守恒的观点认为原线圈 中电流近似为零是错误的。