一個片段、兩種方法、三點反思

在物理課程改革中，許多教師面臨著一個很重要的問題就是原來熟悉的教材更換成了新教材，一時間很難把握新教材的特點及其教學尺度，市場上能夠買到的教學參考資料雖然已冠名新教材，而大多數只是換湯不換藥。對于參與物理新課程教學的教師來說，如何分析教材、體會教材的編寫意圖、從學生的認知規律出發，得當的處理教材尤為重要，也尤為困難。

筆者偶然翻閱資料后受啟發，將《變壓器》的實驗教學部分作如下改進。

第一步：教師引出課題后，先把演示用的可拆卸變壓器拆開，將其中兩個繞線的原副線圈展示給學生觀察，告訴學生現有兩個線圈分別叫線圈1和線圈2。

問：將線圈1通直流電，線圈2中能否產生一定的電壓？如圖1所示。

演示1：線圈1通直流電，線圈2中連接的電壓表無示數。

分析原因：線圈1通直流電不能引起線圈2中的磁通量的變化。

演示2：把線圈1接入交流電，觀察連接線圈2的電壓表有無示數。

觀察結果：電壓表有示數。

分析原因：因為線圈1通交流電引起線圈2中磁通量的變化，但發現示數很小。

問：能否讓示數變得更大些呢？讓學生展開討論。

第二步：設計實驗，讓學生學會使用實驗等方法尋求證據來支持自己的判斷。如圖2所示。

演示3：根據學生討論的結果，將線圈1和線圈2靠得更近些。

觀察結果：示數大了些。

演示4：讓線圈1疊放到線圈2上。

觀察結果：示數比演示3明顯變大。

演示5：疊放后插入鐵芯。

觀察結果：示數比演示4又明顯增大。

問：引起示數不斷變化的原因是什么？

學生討論結果：引起示數變大的原因是線圈1中所產生的交變磁通量穿過線圈2的不斷增多。

第三步：繼續探索，培養學生開拓創新的精神。

教師點撥：既然線圈2中的電壓大小取決于線圈1產生的交變磁通量穿過線圈2的多少，那么能否讓線圈1產生的交變磁通量全部通過線圈2呢？于是引入閉合鐵芯，如圖3所示。

演示6：將線圈1和線圈2放入到閉合鐵芯中再進行實驗。

觀察結果：連接線圈2的電壓表示數明顯大增。

這樣演示以1～5為鋪墊，最后再做變壓器實驗，學生對變壓器的構造的認識大大深化，得出原線圈必須接入交流電的原因及理解閉合鐵芯的作用便水到渠成，對變壓器的變壓、變流規律的導出也就順理成章。

變壓器是交變電路中常見的的一種電器設備，也演示6：將線圈1和線圈2放入到閉合鐵芯中再進行實驗。

觀察結果：連接線圈2的電壓表示數明顯大增。

這樣演示以1～5為鋪墊，最后再做變壓器實驗，學生對變壓器的構造的認識大大深化，得出原線圈必須接入交流電的原因及理解閉合鐵芯的作用便水到渠成，對變壓器的變壓、變流規律的導出也就順理成章。

變壓器是交變電路中常見的的一種電器設備，也是遠距離輸電不可缺少的裝置，它也是前面“法拉第電磁感應定律”的一個實際應用，從中又一次體會到了能量守恒定律。本節內容可以培養學生綜合應用知識的能力，帶領學生領略物理世界的奇妙與和諧，提高他們將物理知識應用于生活和生產實踐的意識。

本節內容教學重難點是變壓器的工作原理，為了突破重難點，筆者在隨后的練習課中選用了以下兩道例題

[例題1]如圖4所示，理想變壓器原副線圈匝數比為100:1，原線圈接12 V蓄電池，穩壓后，安培表示數為6 A，則此時通過燈泡電流為多少？[例題2] 汽車機油機利用火花塞產生的電火花點燃氣缸中的汽油、空氣的混合物。要使火花塞產生電火花，兩級間必須要有幾千伏的高壓，而汽車蓄電池的電壓只有12V，這就要用到變壓器。火花塞點火的原理如圖5所示，當開關由閉合變為斷開的瞬間，原線圈電流急劇減小，變壓器閉合使鐵芯中磁通量急劇變化，由于副線圈匝數大大超過原線圈，副線圈就會感應出幾千伏甚至上萬伏的高壓，火花塞會立即產生電火花。我們知道，蓄電池提供的是直流電，為什么12V的直流低壓通過變壓器得到幾千伏甚至上萬伏的高壓呢？談談你的看法。

對于《變壓器》的教材處理，筆者以往的教學就是用第一種教學方法，而碰到以上例題時，總還有學生出錯，于是只能反復強調變壓器的工作原理，這樣的教學教師注重的知識的傳授和應用公式進行解題訓練，具有濃厚的應試教育模式，由于教師僅利用幾個定量實驗近似得出理想變壓器的電壓電流的關系，實驗內容單調，第一次接觸時就強調公式及其應用，削弱了原理，學生難以留下深刻的印象，即使以后再三強調，對變壓器為什么不能變直流電只能變交流電認識模糊。

而此次教學，筆者用了第二種教學方法，教師僅僅“動動嘴”，拋售幾個問題，而學生思維一直處于積極思考狀態。學生得到的不僅僅是對變壓器簡單的感性認識，而是經歷了“艱難”的理性創造過程，體會了創新的樂趣，也激發了學習物理的興趣。

我認為改革后的這個教學片段是比較成功的，主要反思有以下三點。

1）有效的創設問題情境，讓問題教學更有效地發揮其應有的作用。問題教學是一種發展性教學，在這個教學中，學生能從事系統的獨立的探索活動，是與其掌握現有的科學結論相配合進行的，使整個教學貫穿在問題情境的創設、問題的提出和問題的解決上，讓學生充分感知有關現象、事例、實驗和其他學習材料，整個過程對他們來講是一種“智力探險”

教法二通過幾個有層次的問題，循序漸進，充分利用學生已有的知識儲備，將學生引導到更復雜些更具挑戰些的問題上，營造了一個師生互動的和諧氛圍，突出了學生的主體地位，也培養了學生提問和反思的能力。

2）深入挖掘實驗教學的多重功能。物理實驗及其教學是物理課程和物理教學的一個重要組成部分，它既是物理教學的基礎，又是物理教學的重要內容、方法和手段。實驗教學有著訓練學生的認知能力，培養學生實驗能力和科學素養的作用和任務。目前，一些教師仍受制于“應試教育”的束縛，在教學中未能很好的落實新課程理念。雖然教法一也做了實驗，但留于應付，未能深入挖掘。而教法二體現了現代素質教育的教育思想，有利于學生科學素養的形成，它清晰的展示了物理過程，使學生對變壓器的認識得到強化，也更為本質。在這個過程中，學生主動構建知識，掌握方法，使學生的理智過程和精神世界獲得實質性的發展和提升。

3）弱化功利，注重探究本身的魅力。現代教育派的代表，美國教育家杜威認為，探索發現是學生的本能和天性，他們在成長過程中，有著對未知事物的天然的探索興趣，他們不斷地遇到不解現象，引起心理上的一次次失衡，通過努力又恢復平衡，周而復始，使他們的內心世界和認知結構不斷構建。

教法一使學生知道了理想變壓器電壓比和電流比兩條公式，并運用到了接下來的例題中，可謂立竿見影了。學生會解題了，教師也就滿意了，重難點也就算突破了。當下次個別學生刨根究底問為什么時，老師也許回答，沒什么為什么，實驗結果表明這樣子，你記住這個規律，以后考試會用就行了。

我國教育有著重功利的傳統，古代“學而優則仕”領世世代代學子們埋頭苦讀，君不見老師們常常激勵學生說，現在好好學習，會苦盡甘來的，將來會找到一份好工作的……殊不知，用功利支撐的學習是難以持久的，也難以有大成的。

而教法二正是在教學中弱化了功利，強化了探究本身的魅力，用探究的內在品質吸引學生，深層次、多開發地展示了探究內在的魅力，使學生的思維不自覺的就維持一種活躍的積極狀態。