到底有多少個離子打在極板上？

摘要：新課程教學理念提倡的是一個在師生平等、自由、互助下的探究式教學。老師的任務不單純是對知識的解說，更應該引導、協助學生自主地建構知識。本文就是通過一個教學實例，來展現教師是如何引導學生獲得知識的。

關鍵詞：爭論；反思

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148(2007)11(S)-0038-3

在一次新課改背景下的教學研討活動中，筆者聽了這樣一節教學研討課：在授課老師按照計劃講評一道關于等離子體發電機的習題時，一個結論在學生中引起了爭論，授課老師沒有回避，而是有意識地營造和諧、民主、熱烈的爭論氛圍，主動引導問題的討論，使課堂上出了效果，上出了精彩，更給了聽課老師以很大的啟示，現將實錄和本人反思供老師們參考。

1 課堂實錄

持有觀點一的同學找不出新的論據而陷入沉默。為了將問題討論引向深入，老師拋出了一個引導性問題。

老師：在圖2的習題中，如果電流強度為0.32A，電解質溶液之外的電路是金屬導線，請問在2秒內有多少電子的電量到達陰極？

通過運算，持有觀點一的同學馬上有了新發現。

1.2 僵持階段

是物理的觀點錯誤還是化學的觀點錯誤呢？學生的激情被充分調動起來，授課老師連續拋出了解決問題的幾個提問，環環相扣，層層深入，引導學生探究、思考、回答。

（1）到達陰極的陽離子一定要通過中截面嗎？

學生答：到達陰極的離子（銅離子）有些本來就在中截面的左側，不需通過中截面就能到達陰極。

老師講：說明達到陰極的銅離子的數目多于通過中截面的銅離子的數目是正常的。

（2）電解質溶液中存在電場嗎？

學生答：有電場，否則就不可能有離子的定向運動，也就不能形成電流。

（3）電場由誰產生？

學生答：極板上積累的電荷產生，陰極帶負電荷，陽極帶正電荷。

（4）離子的濃度在空間分布均勻嗎？

學生答：不均勻，因為極板對同種極性的離子有排斥力的作用，對異種離子有吸引力的作用，因此在極板的附近，同種極性的離子濃度要低，而異種離子的濃度要高些。

（5）追問：在無限趨近于陰極的地方，陰離子的濃度怎樣？有沒有正負離子濃度相等的位置？

學生答：在陰極附近負離子的應該趨近于0，在中心對稱位置正負離子的濃度相等。

（6）溶液中任意一處的，陽離子和陰離子分別定向運動形成的電流I+和I-相等嗎？

學生答：在非中心對稱位置，正負離子的濃度不等，由它們定向運動形成的電流I+和I-不相等。在中心對稱位置正負離子的濃度相等，I+和I-相等——物理老師的觀點沒有錯。

（7）在無限趨近于陰極的位置，電流如何形成？

學生答：在無限趨近于陰極的位置，由于負離子的濃度趨近于0，電流只由銅離子的定向運動形成——化學老師的觀點也沒有錯。

1.3 結論

如果將某極板的表面作為研究電流的截面，只有一種離子向它定向運動（由于受力的原因另一種離子的濃度極小，同時也不會向此極板定向運動），因此此處的電流只由一種電荷的定向運動形成；而中截面位置，兩種離子的濃度相同，向相反的方向通過中截面，形成的I+和I-相等，總電流I=I++I-，因此在電解質溶液中，不同的位置電流的形成是有一定的差別的。在磁流體發電機的內部不同位置電流的形成與電解質溶液類似的。

老師：原題解答哪種觀點正確？

下課的鈴聲正好響起。

2 反思

反思一 學生對電解質溶液中的電荷運動的疑惑是如何產生的呢？其實在電流形成的新課教學中，關于在電解質溶液中的電流，我們只是過于強調了正負離子同時定向運動對電流的影響，在所舉的習題中又往往是關于通過中心對稱面的正負離子，其電量的數據是相等，形成的電流各是總電流的一半，而沒有強調上述結論成立的特殊位置，更沒有引導學生思考其它位置的情況，而化學又僅僅研究了有關電極上的電量總量，物理和化學在研究對象上出現了脫節，致使學生產生疑惑，直到在磁流體發電機的相關知識中矛盾激化而爆發。因此在以后編制有關電解質溶液中電流的習題時，不要一味以中心對稱位置為研究位置（其實此位置是非常特殊的），而應選擇更具一般性的截面，使之在相等的時間內通過截面的正負離子的電量不等，使其更具一般性。

反思二 課堂資源除了看得見的物質資源外，還會生成一些非物質的資源——即課堂生成資源，它往往在教師的預料外出現，屬于突發事件，如非正常的實驗現象、節外生枝的一個問題、一個非預見性爭論、學生的非預見性回答等等，都有可能成為教學或教育的話題、載體，它是一種用寶貴的資源。與物質資源相比，課堂生成資源有其特殊性：特定的場合、特定的對象、特定的氛圍，離開上述三個特性，所謂的資源也就失去了價值。由于課堂生成的資源具有非計劃性、瞬時性，這就要求老師不但要有發現資源的睿智和常用資源的知識儲備，更要有利用資源的謀略與膽識——要有足夠的自信，敢于打破教學計劃，順勢引導，敏銳地發現和充分地利用課堂生成資源，這才能使教師的教學能力得到大幅度地提高，使課堂教學變得游刃有余，使教師課堂的教學行為向課堂的藝術行為轉化。

在本節課中，授課老師按照計劃評一道關于等離子體發電機的習題時，一個結論在學生中引起了爭論，授課老師沒有回避這一“節外生枝”，而是敏銳地發現了其中的教學價值，果斷地改變了原有的教學計劃，巧妙地抓住這一“課堂生成資源”，主動引導問題的討論，不僅解決了不少同學（基于不少老師和資料）存在的一個關于理化綜合存在的困惑，而且使課堂上出了效果、上出了精彩，給了聽課老師以很大的啟示。

反思三 在學習和研究的過程中，產生各種各樣的問題和疑惑是不可避免的，這是智慧的火花。同伴間的爭論和互助更是心靈的撞擊與交融。物理學史上關于量子論科學性有名的爭論是發生在愛因斯坦和玻爾之間，它不同于牛頓和惠更斯的爭論。他們之間的爭論是建立在一種平行、平等、民主的基礎上，愛因斯坦和玻爾之間智慧的撞擊，大大促進了現代物理學的發展，同時給周圍的科學家極大的啟發，在一定程度上促進了一大批物理學大師的產生。

新課改的理念強調教師與學生之間不再是一種簡單給予、被動接受的關系。教師不能將學生作為控制和灌輸的對象。教師應由原來知識的傳授者，變成調適者、研究者。“使學生在獨立獲得物理知識、探究物理規律、解決物理問題等方面獲得具體成果”［1］。教師和學生最終應該建立起平等、民主、自由、同情、公正、寬容和互助的“伙伴”關系，即“人人平等的師生觀”。在本節課中教師沒有把自己放在居高臨下的位置上，對學生學習中存在的問題，沒有包辦代替，而是搭建一個民主、平等、和諧的爭論舞臺，值得大家參考。

參考文獻：

［1］中華人民共和國教育部制訂.普通高中物理課程標準.人民教育出版社，2003，49（欄目編輯羅琬華）

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。