以變易理論實(shí)施動(dòng)態(tài)串聯(lián)電路的教學(xué)

姜皎

變式教學(xué)既是一種教學(xué)行為，又是一種教學(xué)策略。它的核心是在保持事物基本屬性不變的前提下，改變事物的非本質(zhì)屬性，盡可能通過(guò)必要的變化范式，應(yīng)用不變的基本屬性解決問(wèn)題。通過(guò)這個(gè)過(guò)程，幫助學(xué)生更深刻地認(rèn)識(shí)事物的關(guān)鍵屬性及屬性之間的關(guān)系。

以下是筆者用變易理論實(shí)施動(dòng)態(tài)串聯(lián)電路的教學(xué)設(shè)計(jì)，教學(xué)中嘗試以一個(gè)典型題為母題，然后將母題的條件、形式、內(nèi)容、圖形等做適當(dāng)變換，設(shè)計(jì)成變式題組，力圖通過(guò)一個(gè)問(wèn)題解決一類(lèi)問(wèn)題，通過(guò)一類(lèi)問(wèn)題掌握一種方法，通過(guò)一種方法學(xué)會(huì)一種思想。

一、滑動(dòng)變阻器滑片位置變化引起的電路的變化

設(shè)計(jì)意圖：母題采用串聯(lián)電路標(biāo)準(zhǔn)圖形。母題作為串聯(lián)電路的范式圖形，要盡可能完整、詳盡。考慮到電表測(cè)量的各種情況，引導(dǎo)學(xué)生圍繞串聯(lián)電路的電流與電壓、電阻的關(guān)系特點(diǎn)展開(kāi)深入分析，從而找到問(wèn)題的本質(zhì)屬性——?dú)W姆定律或串聯(lián)分壓原理。在解決問(wèn)題過(guò)程中，形成解題步驟：（1）判斷電路的連接方式；（2）確定滑動(dòng)變阻器接入電路的有效電阻是哪一段，電流表、電壓表分別測(cè)誰(shuí)的電流、電壓；（3）根據(jù)串聯(lián)分壓原理，分析判斷電表的示數(shù)變化情況。

設(shè)計(jì)意圖：變式題組一，保持電路串聯(lián)連接不變，改變滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值這一屬性，同時(shí)變化電壓表所測(cè)電阻的電壓，旨在讓學(xué)生加深對(duì)“歐姆定律”或“串聯(lián)分壓”這一本質(zhì)屬性的理解。圖（3）、（4）還有意識(shí)地對(duì)串聯(lián)電路模型進(jìn)行了“化妝”，目的是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行全方位發(fā)掘，從相異之中找相似，不斷完善學(xué)生的電路模型結(jié)構(gòu)。

二、電阻箱、電位器調(diào)節(jié)引起的電路的變化

變式二：如圖（5）所示是一調(diào)光燈的電路圖，電源電壓不變。閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)觸頭時(shí)，燈泡的亮度如何變化？電流表A、電壓表V的示數(shù)如何變化？

設(shè)計(jì)意圖：變式題組二，仍然保持電路串聯(lián)連接和模型結(jié)構(gòu)不變，僅改變變阻器的類(lèi)型這一屬性，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到電阻箱和電位器的實(shí)質(zhì)就是變阻器。通過(guò)對(duì)比，抓住運(yùn)用“歐姆定律”或“串聯(lián)分壓”的本質(zhì)屬性進(jìn)行解決，訓(xùn)練學(xué)生舉一反三、舉三歸一的能力。

三、壓敏、熱敏、光敏電阻引起的電路的變化

設(shè)計(jì)意圖：變式題組三，保持串聯(lián)電路不變，不斷改變半導(dǎo)體的材料及電壓表所測(cè)電阻的電壓。這種變與不變的范式能起到融合的作用，有助于學(xué)生更清晰地審辨出壓敏、熱敏、光敏電阻的實(shí)質(zhì)就是一個(gè)變阻器，明確了這一點(diǎn)，問(wèn)題處理也水到渠成。

四、開(kāi)關(guān)狀態(tài)的變化引起的電路的變化

設(shè)計(jì)意圖：開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)、閉合，通常會(huì)造成電路結(jié)構(gòu)發(fā)生根本性變化，學(xué)生往往由于觀察不夠全面而顧此失彼，教師需引導(dǎo)學(xué)生在變與不變之間逐步解構(gòu)并重新建構(gòu)電路，這一過(guò)程是動(dòng)態(tài)的，要讓學(xué)生漸悟其理而深受啟迪。

五、電路故障引起的電路的變化

一本質(zhì)屬性，問(wèn)題即可迎刃而解。此題能與學(xué)生原本散亂的故障知識(shí)有機(jī)整合，達(dá)到“做一題、學(xué)一法、會(huì)一類(lèi)、通一片”的目的。

課堂最后學(xué)以致用環(huán)節(jié)，借用常州市2013年中考題的電路設(shè)計(jì)題，此題綜合性較強(qiáng)，要求學(xué)生運(yùn)用“歐姆定律”或“串聯(lián)分壓原理”進(jìn)行逆向思維解題。筆者擬通過(guò)此題讓學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)再創(chuàng)造的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)觀察問(wèn)題特征，捕捉解題信息，促進(jìn)學(xué)生對(duì)串聯(lián)電路本質(zhì)規(guī)律的內(nèi)化和吸收。