淺析物理教學中的啟發式教學研究

摘 要：啟發式教學是物理教學的核心和命脈，啟發式教學的關鍵是能提出問題。]因此，教師在處理教材時，應根據知識系統的要求和學生思維特點，精心構思，設計出一系列相互關聯又逐次遞進的問題，引導學生通過自己的分析、思考、推理和判斷，找出問題的答案，達到既掌握知識又能提高能力的目的。

關鍵詞：設問 啟發教學 知識 能力

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（a）-0169-02

“啟發式教學是物理教學的核心和命脈。……啟發式教學的關鍵是能提出問題。”[1]因此，教師在處理教材時，應根據知識系統的要求和學生思維特點，精心構思，設計出一系列相互關聯又逐次遞進的問題，引導學生通過自己的分晰、思考、推理和判斷，找出問題的答案，達到既掌握知識，又提高能力的目的。本文以“變壓器”一節的教學過程為例，說明這種不斷質疑和釋疑的啟發式教學的具體做法。

“變壓器”一課，是中學物理電學最后部分的內容。短短千字左右，即沒有抽象的概念，又沒有新的理論，也不涉及復雜的物理過程，它是前兩章電磁學理論和交流電知識的綜合作用，課文的序述平鋪直敘。要從中“提煉中能激發學生興趣和強烈求知欲望的一系列疑問”[2]具有一定的難度。通常的教學法是：在觀察示教變壓器實物以后，根據結構原理圖，講解變壓器的工作原理和工作過程，再利用定性實驗。介紹它的變壓規律，然后把時間花費在對變壓規律應用的練習題上，這樣做，直觀性強，過程簡明順暢，卻無波無瀾。學生基本處在被動的接受地位，而且對變壓器原理這一重點知識沒有充分展開。針對這些問題，筆者對教學過程中重新進行了安排，把講授內容分為四部分，也得四個臺階，使學生逐階而上，步步深化。

1 舊題重作，引出變壓器基本模型

先引入高中（必修加選修）第二冊第204頁課后練習題：線圈M和P繞在同一鐵芯上。

（1）當合上開關K的一瞬間線圈P里有無感生電流？（2）當線圈M中有恒定電流通過時，線圈P里有無感生電流？（3）當斷開K的瞬間，線圈P中有無感生電流（圖1）？

這個題目的引人，使學生主動對電磁感應的理論進行了復習，立即觸及到了新課中知識的核心，它是變壓器工作的原理，是新舊內容的結合部。學生通過復習，對舊知識掌握的更牢固，更容易學習新的內容。同時也造成了懸念，使學生在學習變壓器之前，產生了探尋該例所涉及到的理論與新課之間的聯系的想法。

兩個獨立的線圈，共用一個鐵芯，這是變壓器的基本結構，在M中輸入電能，又在P中得到了電流，是變壓器的基本功能。當然，這和變壓器尚有許多不同。教師應強調，是M中電流的精華，引起穿過鐵芯的磁通量發生變化，是通過電磁感應在P中產生了感應電動勢，得到了感應電流，并畫出螺絲管的磁感線分布圖，突出磁感的閉合特性和鐵芯對磁感線的約束，為后續講解做準備。

2 點撥關鍵，弄清變壓器的工作過程

要使例中的裝置成為變壓裝置，還需要：（1）把M中的直流電源改成交流電源。（2）通過改變P的匝數，得到不同的感應電動勢，輸出不同的電壓。當初學生是遇到該題時，M中變化的電流是通過電路的通斷或電路電阻的變化來實現的。現在學生對交流電有了認識，就為突破舊的思維框架提供了條件。問題是否通過另外的方法或改造M電路的其它部分來得到變化的電流，學生就可以觸景生情，把能產生變化電流的交流電源移到M中。教師對學生的這種作法加以肯定時，他們會為自己小試成功而感到歡喜。

用上交流電流，距變壓器邁了一步，但仍然沒有讀到“變”字，教師需要圍繞這一目標創設新的學習情景：把P中的電流換成燈泡，能否正常發光？即怎樣在P中產生較大的電動勢？怎樣對P的電路進行改造來實現？對基礎薄弱的學生，甚至要點明：P中的電動勢，是線圈中磁通量變化的結果，在M電路一定，即磁通量電量變化情況一定的情況下，怎樣使P產生圈套的電動勢。以使學生能利用法拉弟電磁感應定律，找到改變P的線圈的匝數來獲得不同電壓的方法。

在很短時間內，電磁感應部分的主要結論和重要規律都涉及到了學生利用學過的知識，克服困難，解決了問題，揭示了變壓器的工作原理，如果教師不失時機的指出，在M中輸入電能，通過電磁轉換，在P中又得到電能，這種轉換有無實際意義？以期引起學生關注理論在技術中的應用，把學習理論與解決實際問題緊密聯系起來（圖2）。

3 激勵想象，完善變壓器的結構

前面的討論是圍繞變壓器的發明來進行的，這樣的變壓器作為一個能量傳輸和轉換裝置，由于鐵芯沒有閉合，能量損失太大而不實用，需要進一步完善，對于閑合鐵芯的討論，已超出中學課本的范圍，但把它用合適的方式介紹給學生，讓他們親自對鐵芯進行改造，不僅深化了對變壓器的認識，而且對豐富學生的想象力、創造力大有益處。（圖3）

在保證基本理論無誤的前題下，教師可直截了當的告訴學生：由于鐵芯沒有閉合，使磁感線發散在空中，造成磁場能量的大量損失，大大降低了轉換效率，使我們所構造出來的變壓器沒有實用介值，怎樣進行改造？要利用鐵芯把磁感線束縛起來，集中起來，使所有的磁感線幾乎都穿過鐵芯。能把磁感線盡可能束縛起來，也是鐵磁材料的特性。

如何改造鐵芯？當然是采用閉合鐵芯，而實現鐵芯由開放到閉合的提升，需要熟悉磁感線的閉合特性，還得有一定的空間想象能力，需要熟悉磁感線的閉合特性，還得有一定的空間想象能力，教師要啟發學生在“閉合”二字上作文章。有些同學在“電磁感應現象”一節中，通過法接弟當年實驗裝置已接觸過閉合鐵芯，細心的還會與教師演示實驗中的棒狀鐵芯相比較而心存疑問，一見教師把鐵芯的改造作為問題提出，貯存在他們頭腦中的表象就會變得清晰而且與教師的提問結合起來重新進行組合，找出解決辦法，而那些沒有留意課文中有關內容，因而當初沒有形成表象的同學要實現這個跨越難度較大，教師不但多要講，還需要把對應圖中的磁感線顯示出來，使直觀形象再觀，激發學生的想象最終使問題得到解決。

這部分內容似乎在課本之外，但它能活躍課堂氣氛，擴展學生的知識范圍，就培養學生能力而言，也有其獨特的作用。

4 抓住要點，掌握規律

變壓器的變壓規律，也是本節的重要內容。課文對它并未進行深入討論，教師也應從整個課程要求出發通盤考慮，緊緊抓住要點，講清變壓器的應用。

（1）理想變壓器模型，它是實際變壓器的近似從能量角度對過程進行分析，是物理學的基本思想和方法，變壓器作為能量轉換裝置，要求學生明白其中的能量轉換過程，并從守恒定律出發，得出輸入功率等于輸出功率的結論，P1=P2即U1I1=U2I2。

（2）變壓規律：是作為實驗結果而沒有進行理論上的推理和證明。教師在講授時可不必囿于課文局限，借助法接弟電磁感應定律，使學生對匝數與電壓關系有所領悟，但也不宜過分展開。而變流規律是能量關系與變壓規律的必然結果。教師可依實際教學情況變通處理。筆者把它作為例題的結論介紹給學生，有意突出了前兩條規律。

總之，本節內容是運用已學過的知識去分析問題解決問題，從而給教學活動提供了較充分的空間把講授內容分解為幾個相關的知識點，要針對這些要點進行構思的設問調動了學生的學習積極性，提高了課堂效率，也使學生經歷了從基本理論到實際運用的過程，對他們創造性思維能力的提高也很有幫助。

參考文獻

[1]劉力.中學物理教材教法[M].長春：東北工學院出版社.

[2]張顏顏.關于啟發性教學原則的應用[J].考試周刊，2011（61）.

[3]盧常芳，葉才秋.物理教學中的主動式教學法—— 發揮農林院校學生學習物理的主動性[J].物理通報，2010（4）.