1教材中實驗設計的缺陷

(1)加熱煤油實驗時間很長，一般在課堂上完成該實驗大約需要八到十分鐘，學生注意力很容易分散;(2)由于瓶塞與瓶口、瓶塞與溫度計之間存在縫隙，煤油受熱膨脹后很容易從瓶塞和瓶口處溢出，造成實驗不準確，也造成實驗室的污染刺鼻性氣味，而且現在的煤油也很難購買，實驗結束后也很難清洗;(3)由于本實驗是演示實驗，教師在講臺演示，而下面的學生對溫度計示數根本無法看清，無法收集確鑿信服的數據;(4)在探究電流的熱效應與電流的關系時仍然用這套裝置，只要求學生調節滑動變阻器后觀察B燒瓶的溫度計示數的變化，對初中學生而言很容易與前一個實驗混淆，不知道觀察什么，因為A燒瓶中溫度計示數也在變化對學生影響很大．而且第一次實驗結束后為了對比電流大小對電熱的影響，往往要讓煤油冷卻到原來溫度，那么需要的時間更長．根本無法完成本節教學任務．為了使學生獲得探究學習的體驗和感受，使課堂緊湊順利，就必須對實驗進行改進．

2針對實驗缺陷進行的改進思路

針對教材實驗中的不足，筆者自制了一套焦耳定律演示儀．在錐形瓶中放一段電阻絲(在電爐絲上截取)，固定在兩根硬銅絲上，瓶中裝少量(約2cm的深度)的已經染紅的水，用一個長約40cm直徑約為8mm帶有橡皮塞的玻璃管塞住，玻璃管的下端要插入紅水中，橡膠塞與瓶口壓緊，以防漏氣．原理:電阻通電后產生的熱量加熱瓶中空氣，瓶中空氣迅速升溫而膨脹，使得細玻璃管中紅水柱迅速上升，紅水柱上升的高度就可以清楚地顯示電流通過電阻絲產生的熱量的多少．

3改進后實驗器材的制作與安裝

制作時在同一根電爐絲上截取不等長的兩段分別為30圈和15圈，用萬用表測得電阻大約為Ｒ1=5．1Ω和Ｒ2=2．5Ω．再剪四段長約25cm的硬銅絲作為支架和接線柱穿過橡皮塞，按照圖2制作兩套裝置，并在玻璃管的背面設置一個刻度板，以利于觀察紅色水柱高度的變化．選擇學生電源、滑動變阻器(20Ω2A)、電流表、開關、導線若干串聯起來，組成如圖3裝置．

4改進前后實驗對比

(1)在探究電流產生的熱量與電阻的關系實驗中，按照教材上的編排完成實驗需要四分鐘，筆者在改進后選擇電源電壓8V，閉合開關調節滑動變阻器使電流表示數為0．4A，10秒鐘后的圖片如圖4所示，有電阻絲Ｒ1加熱的錐形瓶中的玻璃管中的紅水反應更為迅速，紅色水柱上升很快，一下子抓住了學生的眼球，給學生留下深刻的印象．看完這個實驗學生很容易得出:電阻對電流產生的熱量的影響．

(2)探究電流產生的熱量與電流大小的關系時，按照教材上的編排還是用串聯的那套裝置，閉合開關要求學生只看其中一個燒瓶的溫度計示數的變化，首先有另外一個燒瓶的干擾，影響學生專致的觀察;其次是加熱時間長，學生會想到了這次實驗的答案而失去了興趣和耐心，實驗效果全無．而筆者改進后:只把有電阻絲Ｒ1的錐形瓶串接在電路中，如圖5所示．根據控制變量法的設計思路，保證電阻不變，主要是通過改變滑動變阻器來改變兩次電流的大小．學生電源調至4V，紅色水柱調節至零刻線處，第一次閉合開關調節滑動變阻器將電流表示數調至0．22A，實驗記錄55s后的情況如圖5所示，紅色水柱上升了6格;斷開開關，冷卻8秒后，紅色水柱又回到原位零刻線處，第二次閉合開關，迅速調節變阻器使電路中電流為0．6A，10s后，紅色水柱迅速升至13格，如圖6所示．學生驚呼雀躍，氣氛達到高潮．學生容易得出:同一根電阻絲在相等時間內，電流越大產生的熱量越多．斷開開關，學生興趣依舊，乘熱打鐵，對電流熱效應的理解更上一層樓．

(3)改進的優點:①由于氣體的熱膨脹現象比液體熱膨脹現象迅速明顯，紅色水柱上升快速，學生興趣盎然，大大縮短了實驗時間，使課堂緊湊，流暢，符合初中學生的年齡特點和理解力;②實驗過程可視性強，對學生感官尤其是視覺沖擊力強，觀察粗玻璃管中紅色水柱的上升比觀察溫度計示數清晰，抓住學生的眼球和性格特點，有助于形成直觀的效果，形成視覺上的刺激;③實驗過程簡化，實驗裝置簡單，效果卻更明顯;

(4)實驗真實、客觀，震撼，學生心服口服．

5總結

總之，通過實驗改進使筆者認識到，教師只有在教與學中勇于發現不足，勤于思考，不斷創新，善于實踐，提高學生的科學素養，為提高實驗課堂的興趣和效果，增強可操作性，要敢于對實驗進行創新改造，使之更符合現代學生的性格特點和自己的課堂特色，打造美妙課堂、興趣課堂、實效課堂．

作者：高翔 單位：蘇州高新區第一中學