對《變壓器》一節的設計與思考

李　慶

新海高級中學，江蘇省連云港市222006

摘要：作者就《變壓器》一節的教學進行了詳述，在該節的教學中教師采用探究式的教學方式，讓整節課始終以問題解決的線索貫穿，對學生的問題解決能力有了一定的促進。

關鍵詞：探究；問題；能力

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A文章編號：1003-6148(2009)3(S)-0031-2お

探究式教學是創新教學的一種模式，其宗旨是通過探究問題的解決，促進學生的自主活動和積極思考，從而使學生的知識與技能、思想與方法、興趣與愛好等得到和諧發展。采用這種教學模式的關鍵是設計出一系列的探究問題，讓學生通過多方尋求答案，解決疑問，并從中發現、提出和解決問題，使探究活動不斷走向深入，從而達到培養學生自主、合作、探究的能力，更好地實現對物理概念的理解。

1 教學設計的背景和思路

新課程的理念就是讓學生學會探究學習。《變壓器》這一堂課應該是新課程改革中一節典型的培養學生探究能力的課型。因此如何設計好這一節課就顯得至關重要。本節課的內容是以設計問題展開的。希望通過演示實驗去培養學生觀察問題、分析問題的能力；通過分組實驗去培養學生的設計、動手、探究、合作等方面的能力。

2 教學設計的過程和分析

探究設計1 發電廠發電機發出的交流電壓一般都是幾萬伏，而生活、生產中所需的電壓往往各有不同。比如：普通照明電壓為220V；一般收音機、錄音機、MP3等用電器的電源電壓不超過10V；而電視機顯像管卻需要10kV以上的高電壓。這些不同的電壓該如何獲得呢？顯然需要有一種改變電壓的儀器的出現——變壓器。而變壓器是怎樣改變電壓的呢？

評注 通過新課引入引起學生對學習內容的探究興趣，同時這樣的引入也符合學科的特點及教材自身的性質。

探究設計2 讓學生思考以下問題：一閉合鐵心，兩邊繞上兩組線圈，一組接上低壓交流電，另一組接上小燈泡。小燈泡會發光嗎？

學生初探：會發光，然后讓學生上來演示這個小實驗，結果真的發光了。

探究設計3 若電源換成直流電，燈泡還會發光嗎？

學生初探：不發光，學生上來繼續演示，結果燈泡不發光。為什么呢？

學生分析：由于交變電流在原線圈中產生了交變磁場，磁場通過閉合鐵心在副線圈也產生了交變磁通量，從而在副線圈中產生了感應電動勢。若是恒定電流，副線圈中的磁通量是不變的。所以副線圈無感應電動勢，燈泡不亮。

教師呼應：這位同學回答好不好？（大多數說好，但其中有一位同學問副線圈中的電流會不會在原線圈中也產生感應電動勢呢？）

教師回答：問得很好。大家可以思考：實際上副線圈中電流也應在原線圈中產生感應電動勢，也就是說兩個線圈中的電流都能在線圈中產生磁通量，實際上進行互感。因此，變壓器的原理實際上是特殊的電磁感應原理，并且原、副線圈在進行互感。

評注 美國教育家布魯克曾經說過：“最精湛的教育藝術就是讓學生自己提出問題”。但如何選擇提問的切入口卻是進行科學探究的一個比較值得關注的要素。不過，只要學生經歷過若干次這樣的開放性探究活動的體驗之后，他們就能逐漸積累到一些經驗，這對學生的終身發展具有積極的意義。

探究設計4 線圈兩端的電壓與線圈的匝數可能會有什么關系呢？能不能簡單的判定線圈的匝數越多，它兩端的電壓就越高？或許兩個線圈的匝數都對原、副線圈兩端的電壓都有影響？也許……

每組有一變壓器、電壓表、學生電源及導線若干，同學們可以設計一下實驗步驟，如何探究原、副線圈兩端的電壓與匝數之間的關系。并畫出相應的表格。

學生探究設計：

（1）先保持原電壓和原線圈匝數不變，改變副線圈的匝數；

（2）保持副線圈的匝數和電源電壓不變，改變原線圈的電壓；

（3）保持電源電壓不變，任意改變原、副線圈的匝數；

（4）保持原、副線圈匝數不變，只改變電源電壓。

學生做完實驗后，找兩位同學把本組所做的實驗數據寫在黑板上。分析數據，看看原、副線圈的電壓與它們的匝數有什么樣的規律？

結論 原、副線圈上電壓比基本上等于它們的匝數比。

探究設計5 為什么是基本等于呢？

學生一：實驗有誤差；學生二：因為線圈有電阻，有能量損失；學生三：因為有漏磁現象。教師回應：回答很好。應該說三種情況均存在，如果沒有漏磁現象和能量損耗，原、副線圈兩端電壓比應等于它們的匝數比。

探究設計6 通過理論推導，能否得出變壓器的原、副電壓比。

由于互感，原、副線圈中任意時刻磁通量的變化率是一樣的，因此線圈兩端的電動勢為E=nΔφΔt。在忽略線圈內阻的情況下，兩端電壓U=E，因此，原、副線圈兩端的電壓比也應等于它們的匝數比。

評注 探究式教學是以學生發展為本，重視在知識獲得的過程中培養學生的自主探究意識，掌握探究方法，提高探究能力。這一節的中心內容是變壓器的原、副線圈兩端的電壓比與它們的匝數比的關系。直接通過理論推導得出結論，不利于探究能力、實驗能力的培養；不利于探究過程的體驗；不利于對物理內容的理解加深。因此這一節課的設計是把這一重要內容留給學生自己完成。

3 教學設計的反思和感悟

傳統的教學都是先羅列知識，再列舉題型，并講解相應的解題套路，最后進行強化練習。這樣的訓練似乎也挺扎實，但由于學生的思維自始自終處于被動狀態，因而一旦遇上難以對上套路的問題，便顯得束手無策。在新課程改革的背景下，為了激發學生的創新意識，應倡導自主、探究、合作和交流為主的新的教學方式，但由于傳統觀念依然根深蒂固，長期形成的教學習慣難以更改。

本堂課的設計，把自主研究和目標研究、提出問題與解決問題、獨立思考與合作交流等有機地結合了起來，從而使教學能有序、和諧地展開。在教學過程中，學生的知識結構被建構，物理教學思想和方法被激活，創新意識被喚起。

學生課后對本節課的評價是：有新鮮感、生動有趣、思路開闊。但想要實施這種開放式的教學模式，對教師課前的精心準備和預設，課堂上的教學機智和生成評價等，都提出了嚴峻的挑戰。

教與學的方式本應是多種多樣的，因為只有這樣，課堂教學才會煥發出生機和活力。通過這堂開放性探究課的實踐與嘗試，筆者的最大感觸是：學生的學習潛能是無窮的，只要我們去積極開發和引導，他們的智慧就必定會放射出耀眼的光芒，從而為物理教學增光添彩。

(欄目編輯鄧 磊)