1教材中實驗設(shè)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(xué)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(zhǔn)確，也造成實驗室的污染刺鼻性氣味，而且現(xiàn)在的煤油也很難購買，實驗結(jié)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(xué)生對溫度計示數(shù)根本無法看清，無法收集確鑿信服的數(shù)據(jù);(4)在探究電流的熱效應(yīng)與電流的關(guān)系時仍然用這套裝置，只要求學(xué)生調(diào)節(jié)滑動變阻器后觀察B燒瓶的溫度計示數(shù)的變化，對初中學(xué)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(shù)也在變化對學(xué)生影響很大．而且第一次實驗結(jié)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(jié)教學(xué)任務(wù)．為了使學(xué)生獲得探究學(xué)習(xí)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(jīng)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(chǎn)生的熱量加熱瓶中空氣，瓶中空氣迅速升溫而膨脹，使得細(xì)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(chǎn)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(shè)置一個刻度板，以利于觀察紅色水柱高度的變化．選擇學(xué)生電源、滑動變阻器(20Ω2A)、電流表、開關(guān)、導(dǎo)線若干串聯(lián)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(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)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(guān)調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表示數(shù)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(yīng)更為迅速，紅色水柱上升很快，一下子抓住了學(xué)生的眼球，給學(xué)生留下深刻的印象．看完這個實驗學(xué)生很容易得出:電阻對電流產(chǎn)生的熱量的影響．
(2)探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系時，按照教材上的編排還是用串聯(lián)的那套裝置，閉合開關(guān)要求學(xué)生只看其中一個燒瓶的溫度計示數(shù)的變化，首先有另外一個燒瓶的干擾，影響學(xué)生專致的觀察;其次是加熱時間長，學(xué)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(jù)控制變量法的設(shè)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(xué)生電源調(diào)至4V，紅色水柱調(diào)節(jié)至零刻線處，第一次閉合開關(guān)調(diào)節(jié)滑動變阻器將電流表示數(shù)調(diào)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(guān)，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(guān)，迅速調(diào)節(jié)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(xué)生驚呼雀躍，氣氛達(dá)到高潮．學(xué)生容易得出:同一根電阻絲在相等時間內(nèi)，電流越大產(chǎn)生的熱量越多．?dāng)嚅_開關(guān)，學(xué)生興趣依舊，乘熱打鐵，對電流熱效應(yīng)的理解更上一層樓．
(3)改進的優(yōu)點:①由于氣體的熱膨脹現(xiàn)象比液體熱膨脹現(xiàn)象迅速明顯，紅色水柱上升快速，學(xué)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(xué)生的年齡特點和理解力;②實驗過程可視性強，對學(xué)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(shù)清晰，抓住學(xué)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(xué)生心服口服．
5總結(jié)
總之，通過實驗改進使筆者認(rèn)識到，教師只有在教與學(xué)中勇于發(fā)現(xiàn)不足，勤于思考，不斷創(chuàng)新，善于實踐，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，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(chuàng)新改造，使之更符合現(xiàn)代學(xué)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(qū)第一中學(xué)