李文慧
黑龙江省萝北县第一中学 黑龙江 萝北154200
摘要：本文主要以物理九年级“焦耳定律探究实验”的改进思考为重点进行阐述，首先分析教材中实验具体方案，其次从引进变色测温贴方案、引进感温变色油墨、引进电子温度计几个方面深入说明并探讨“焦耳定律探究实验”的改进思考，最后阐述提升初中物理探究实验质量的要点，旨意在为相关研究提供参考资料。
关键词：初中物理；“焦耳定律探究实验”；改进要点
初中物理学的基础要素便是观察与实验，任何知识点都需要在实验中获取，英国物理学家焦耳进行诸多次数的实验归纳焦耳定律，可以说焦耳定律是初中学生必要掌握的一项定律内容，在具体教学中，教师设计有效的探究实验完成焦耳定律实验的教学任务。然而“焦耳定律探究实验”现状不容乐观，尚未全面调动学生学习主动性和积极性，不利于学生学习能力提升，因此教师需进一步改进“焦耳定律探究实验”，保障学生全方位掌握焦耳定律基础知识，培养学生研究实验精神，不断扩展学生知识面和学习视野，获取事半功倍的教学成效。
一、教材中实验具体方案
针对九年级教材中的焦耳定律教学内容，包含两个实验，促使学生认知电热、电阻、通电时间以及电流之间的关系，具体方案是在两个相同的透明容器中进行空气密封，将容器和对应的U形管连接起来，利用U形管内液面高度的变动体现密闭空气温度实际变化，如图一与图二，其中图一表示容器和不容阻值电阻进行串联，分析电热以及电阻关联；图二表示容器和组织相同的电阻进行混联，分析电热与电流之间的关系。思考：此种方案设计适应初中学生好奇心与求知欲激发的需求，存在着一定的可行性，引导学生对U形管液面进行观察研究电热和电阻、电热和电流的关联，还可依托液面上升的具体情况初步判断电热和电阻、电热和电流的定量关系，可是在实践中学生总是出现相关问题，如不能透彻的掌握知识点、不能充分挖掘实验设计要点等。具体来讲包含不能有效完成在U形管中装液体的任务，存在着洒漏问题；组装器材过程中不能保障容器具备良好密闭性，存在着不能顺利进行实验的问题；探究实验时间比较上，无法保障课堂教学质量。
二、“焦耳定律探究实验”的改进思考
要想控制“焦耳定律探究实验”时间，增强学生学习成效，教师可以将相对独立的实验进行统一实验设置，设计图三所示的电路图，学生对比R1以及R2的实际变化判断电热以及电阻之间关联；对比R2以及R3的实际变化判断电热以及电流之间关联，深入的挖掘电热与通电时间关系，在课堂上仅仅需要进行一次实验器材连接可得到实验结果，在很大程度上节约实验操作的时间。并且思考到实验过程中存在较大组装难度和容易出现漏气问题，教师可围绕学生中心地位和教学知识进行教学方案的具体改进。
（一）引进变色测温贴方案。所谓的变色测温贴方案，可以结合温度变化调整呈现的颜色状态，测温贴包含多个型号：55摄氏度、65摄氏度、75摄氏度，在温度和某一个设定温度匹配时，对应的测温贴颜色会有所改变，温度减小时测温贴颜色会便会原有的颜色，所以测温贴能够多次运用，并且测温贴的购买过程相对便捷，价格也是比较便宜的。在实验过程中，将定值电阻和电路直接衔接起来，在电阻上贴上变色测温贴，在连接电路期间，学生统计测温贴的颜色变动研究电阻产生电热量以及电阻产生电热的速度，这一个实验更加使用于55摄氏度的变色测温贴观察，给学生观察实验现象提供参考，改进之后的实验方案可启迪学生思维，提高学生对实验课堂活动的参与程度。
（二）引进感温变色油墨。针对“焦耳定律探究实验”改进，第二种方案便是引进感温变色油墨，基于本质此种方案和变色测温贴的机理相似，在温度和设定的温度一致时出现颜色变化，温度减小之后会逐步转变为原有颜色。在此期间设定的稳定分别是31摄氏度、33摄氏度、38摄氏度、45摄氏度、50摄氏度，且45摄氏度以及50摄氏度变色油墨更为常用，通过定值电阻和电路直接衔接操作，在电阻上涂抹感温变色油墨，实验过程中统计油墨的变色状态，继而判断电热关系。
（三）引进电子温度计。以教材中“焦耳定律探究实验”为基础进行改进，巧妙的运用电子温度计，对应密闭容器中不需要连接U形管，然而需在容器接口部位直接连接电子温度计，普通形式的实验室温度计组装难度大且容易破碎，电子温度计可以直接化对温度测量，排除容器密闭性对温度测量结果产生的干扰，依托数字完成温度变化反映，可动态研究电热与电阻、电流相关内在联系，参照温度变化情况进行定量关系估算，给“焦耳定律探究实验”的教学质量提升带来积极影响。由此在改进“焦耳定律探究实验”方案之后，便捷化处理“焦耳定律探究实验”流程，赋予实验更多的可行性与安全性，全方位调动学生学习热情，保障教学活动能够有序进展。
三、提升初中物理探究实验质量的要点
结合“焦耳定律探究实验”教学情况，要想进一步提升探究实验教学质量，需要做好几点：其一是进行探究实验的准备，教师给学生介绍课题之后，引导学生做好实验操作的准备。准备工作涉及实验器材、实验探究过程与实验信息表格制作，每一个学生准备的内容之间存在差异性，教师要赋予实验准备内容一定的多元性，发展学生个性，便于学生思维潜能挖掘。若学生总结研究实验的结果，可以更多的找到学习信心，在学生出现错误的情况下，教师及时指点和辅导，在学生分析实验知识的过程中强化学生实验精神培养。
其二是注重师生之间有效互动与评价，在一些教师的思想中，觉得实验研究作为学生学习的事情，在学生在课堂上探究之后，教师并没有及时的对实验过程与实验操作不足之处进行阐述。然而即便初中拥有着学习能力，可探究能力依旧是有待提升的，可以说探究实验的过程需要教师充分指导。在实验操作中，教师做好巡视与检查工作，部分初中学生的自控与自我管理能力不佳，若教师不能在学生遇到问题时有效指导，很有可能影响实验顺利进行，学生认为实验操作难度太大降低学习主动性，不利于学生主观能动性的发挥。所以教师应注重有效互动，实效性的引导学生处理实验操作问题，组织学生进行学习自我评价与小组互相评价，完善学生实验知识结构体系，逐步发展学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，致力于学生物理素养的提升。
结束语
综上所述，“焦耳定律探究实验”的教学实践中，教师需深层次的改进实验方案，保障实验方案更加具备经济性和实用性，提高学生学习积极性和热情，培养学生思维能力，有效的强化物理实验教学效率。
参考文献：
[1] 李源贵. 关于人教版物理九年级"焦耳定律探究实验"的三种改进方案[J]. 理科考试研究, 2019, 026(006):39-40.
[2] 王超. 对焦耳定律实验的改进——定量探究电热与电流和电阻的关系[J]. 物理教学, 2020, 042(004):45-48.