袁誠


【摘 要】科學教育的一方面要把學生們的一般常識中的模糊不清之處提升到科學層次,另一方面要能在這一過程中發展學生的思維能力。
【關鍵詞】主線;提高效率
一、創設情境抓基礎
例如:小理同學手上有一個電阻為10Ω的小燈泡,兩端加上3V的電壓時才能正常發光,現在只有一個9V的恒壓電源,如果不計溫度的影響,現在請你有什么辦法使小燈泡正常發光?問題看起來很簡單,但實際上直接關系到串聯電路的三個基本特征:①串聯電路電流處處相等、②串聯電路中總電壓等于每個用電器兩端的電壓之和、③串聯電路的總電阻等于每一個用電器的電阻之和,及歐姆定律的正確使用。多數學生很快會做出正確的答案:(串聯一個阻值為20Ω電阻接在電源的兩端)。
方法1:先算出讓小燈泡正常發光的電流為I=U/R1=0.3A
串聯電路中有U1+U2=U 得U2=9V-3V=6V
依 I=U/R 得R2=U2/I=6V/0.3A=20Ω
方法2:先算出讓小燈泡正常發光的電流為I=U/R1=0.3A
I=U/R 得R=U/I=9V/0.3A=30Ω
串聯電路中有R=R1+R2
得到R2=R-R1=30Ω-10Ω=20Ω
方法3:串聯電路中電流處處相等有■=■ 得到R2=20Ω
教師應及時在黑板上畫出電路圖(圖1)并板書收到的三種不同的方法,并與串聯電路的三大特點進行逐一對照,這樣既能對基礎差的學生來收到整理基礎知識的效果,對基礎好的學生來說又能培養學生發散性思維。學生體驗成就感的同時以激發學生學習的興趣,真可謂一舉多得。在些基礎上教師趁熱打鐵提出問題:電阻和電壓的數值上有什么的關系?
二、設計實驗重素養
學生對動態電路的分析總存在矛盾的心理:既想挑戰又有幾分害怕,教師此時設計一個簡單的實驗:如圖(2)所示,閉合開關S,將滑片P向a端滑動,討論電壓表和電流表示數的變化。已有對前面的問題的思考,再師生一同討論,不難得出兩種分析方法:方法一;①由于滑片P向a端滑動導致RPa變小;造成R總變小;→②依 I=U/R使電流I變大;→③小燈泡兩端的電壓U=I×R燈變大,所以電壓表的示數變大。方法二:①直接從滑動變阻器入手,依■=■,RPa變小,滑動變阻器兩端的電壓U2變小;→②依串聯電路中有U1+U2=U 得到 串聯電路中有U1=U-U2,所以小燈泡兩端的電壓U1變大,→③依 I=U/R使電流I變大。然后在學生交流討論的基礎上,讓學生上講臺進行具體操作驗證結論,這樣除了培養學生的動手能力。激發學生主動學習的內驅力。其效果遠遠超過了教師一而再、再而三的分析提問。
三、精編習題練能力
如圖3所示,電源電壓恒定為12V,S閉合后,調節滑片P使得電壓表和電流表的示數分別為3V和0.3A,若不計溫度對燈泡帶來的影響,求:
①燈泡的電阻R1和此時滑動變阻器的電阻R2的大小。
②若滑動變阻器的電阻變為40Ω時,再求電流表和電壓表的示數。
先請兩個學生上講臺做,其它學生在下面做。師生一起討論如下:
解:由于是串聯電路,所以有①I=I1=I2=I3=…In;
②U=U1+U2+U3+…Un,其次是利用歐姆定律。
(1)依I=■ 得到R1=■=■=10Ω
U2=U-U1=12V-3V=9V.
R2=■=■=30Ω 或者■=■ 可得R=30Ω.
滑動變阻器的電阻變為40Ω時,■=■=■
U'1+U'2=12V 得到 U'1=2.4V I2=0.24A。
通過以上學生動手、動腦、交流討論的過程,再討論串聯電路中電壓與電阻的有什么規律?(串聯電路電壓與電阻成正比),其結論的得出真正做到了瓜熟蒂落、水到渠成,再反回去討論動態電路就易如反掌了。
通過上面的學習過程學生的思維進入了一種積極的、自主的亢奮狀態,對于串聯電路,學生們基本上有了全面的認識,而且知道了串聯著重點轉移到電阻與電壓的數量關系上;于是趁熱打鐵拋出并聯電路交給學生們自己討論。如圖(4)所示,定值電阻R1=10Ω,R2=5Ω電源兩端的電壓U=10V,
(1)求流經電阻R1和R2的電流是多少?
(2)通過電流表的示數是多少?
(3)當電源兩端的電壓增大為原來的2倍時,再求流經電阻R1和R2的電流是多少?
(4)根據以上計算,你能總結什么樣的結論?
同理,學生會自行總結出:并聯電路中電流與電阻成反比。這種由教師構建的平臺、通過學生的推理得出的結論,無論是從學生的理解能力;還是體驗成功感,其效果遠遠超過教師的“灌輸”。
四、梳理整合促提升
盡管串聯電路、并聯電路各有特點,但是整個電學部分的知識聯系緊密、整體性強;其中的主線是歐姆定律。對于學生來說電流、電壓、電阻三個物理量來說可以根據串、并聯各自的特點控制一個變量,直接研究其余兩個,往往使問題簡單化,更容易讓學生掌握,我們還可以朝著縱深拓展。
科學教育的一方面要把學生們的一般常識中的模糊不清之處提升到科學層次,另一方面要能在這一過程中發展學生的思維能力。對于復習課而言我個人的體會是:應該是抓住主線、系統整理、提高效率。這樣課堂做到教有目標,學有成效,達到了提高了學生的能力,激發了學生學習物理的積極性的目的。
參考文獻:
[1]張行濤,周衛勇主編《新課程教學法》.
[2]《中國輕工業出版社》2003年3月第1版.endprint