追本溯源渐进目标

来源 :中学课程辅导·教师通讯 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tianyi666
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  欧姆定律是初中电学的核心内容,是学生学好电学的关键。伏安法测电阻是欧姆定律重要应用之一,而“间接测电阻”是伏安法的拓展,这部分对学生的综合素养要求比较高,既要有逻辑分析能力、又要有设计电路能力、还要有语言表达能力。
  笔者开设了苏科版《间接测电阻》的公开课,在备课、磨课、上课、议课中,对难点的把握有一些心得体会,现一一呈现出来,教学有法但无定法,只是希望能收到更好的教学效果。
  一、温故知新,润物无声
  本节课是伏安法测定值电阻的拓展,所以用复习伏安法测电阻引入,让学生自主回忆。
  若只有电压表或电流表如何测电阻呢?今天一起学习如何“间接测电阻”。通过师生互动一起讨论如何实现电压表间接测电阻,然后让学生自主解决电流表间接测电阻。
  学习效果:通过旧知识温习,为学生学习新知识做好铺垫,从伏安法测电阻中获得思维的启发。引入干脆利落,直击主题,让学生明确学习内容,尽快投入到自主学习中来。
  二、追本溯源,渐进突破
  万变不离其宗,再复杂的情况也离不开最基本的原理和性质,所以逻辑思考、理论推导时都要追本溯源,仍以欧姆定律为思维主线,缺什么就通过计算间接找哪个量。
  器材:电源,电表压一个(无电流表),待测电阻, 开关导线若干。
  师:测电阻原理是什么?
  生:Rx=Ux/Ix
  师:电压表测电压Ux,没有电流表,无法直接测电流,想办法通过计算找到Ix,结合串并联电路电流特点思索。
  生:串聯电路电流处处相等,所以用已知电阻值R0与Rx串联。
  师:很好,所以需要再增已知电阻值R0一个,现在如何测I0
  生:用电压表测出R0两端电压,利用I0=U0/R0。
  师:用定值电阻和电压表这个组合等效了缺失的电流表,测出I0,R0与Rx串联从而间接知道Ix,同学们的方法很巧妙。若难度低一些,电压表可以拆接分别测出R0与Rx两端电压,电压表“一表两测”,请学生画出设计图1并描述出实验步骤,推导Rx表达式。
  师:更进一步讨论,若电压表不能拆接,请同学们在图1中擦去R0两端电压,如图2,如何找通过R0(或Rx)电流?
  生:测Rx两端电压Ux,也可以测R0和Rx的总电压U总,从而知道R0两端电压为U总-Ux,从而知道通过R0的电流。
  师:请大家在图2基础上,增加开关来实现“一表两测”,设计电路并描述出实验步骤,推导出Rx表达式。
  学生设计了如图3、图4的电路。
  学生又在图4启发下,用一个单刀双掷开关替代了两个普通开关,如图4(1),殊途同归。
  学习效果:欧姆定律测电阻,原理清楚,当没有了电流表,想办法找电流,这里是难点,引导学生利用串联电路电流处处相等,学生想到串联定值电阻R0,电压表一表两测,计算得到通过R0的电流,使学生的逻辑分析、表达式推导有章可循。
  三、学以致用 知识迁移
  倘若只有电流表,没有电压表呢?指导学生学以致用,将知识迁移,如何间接找到电压,用什么组合来替代缺失的电压表,引导学生自主解决难点。
  生:没有电压,找电压,利用并联等压的规律,将定值电阻R0与Rx并联。用电流表和定值电阻组合替代缺失的电压表。
  若电流表可以拆接,展示学生设计的电路图图5(1),并推导Rx表达式。讨论另一组学生电路图如图5(2),同样可以实现目的。
  若电流表不可以拆接,学生们分组设计电路,如下图展示了学生们的设计结晶。从对比分析中查漏补缺,总结失败原因,成功经验。
  从比较中,学生们发现设计图6(1)无法知道Rx两端电压,因为电流表只能测通过Rx电流,无法测R0或干路的总电流,实现电流表“一表两测”。其余三个实验设计图6(2)、图6(3)和图6(4)都能实现电流表“一表两测”,从而间接知道Rx两端电压。
  学习效果:学生通过知识迁移,想到并联等压的特点,从而通过适当的逻辑思考,设计出电路图。在师生互动中学生提出的方案老师给予积极的鼓励,鼓励学生欣赏自己的方法,学习别人的方法,拓宽思路,使思维更完善、清晰。还有其他方法,可以通过课后练习让学生思考解决。
  四、另辟蹊径 殊途同归
  下面介绍一种另辟蹊径的方法:“等效替代法”测电阻。这种方法在“曹冲称象”中早已用过,所以用这个妇孺皆知的小故事,以动画片的形式展示给学生,缓解一下学生疲倦的状态,以轻松的方式进入“等效替代法”的类比学习。
  教学效果:通过耳熟能详的小故事激发学生学习热情,让学生热切感受到这些科学方法其实早就融入在生活中,这正是物理学科的魅力所在,“从生活走向物理,从物理走向社会”。使学生感受到熟悉,发生思维碰撞,通过类比学习“等效替代法”,使学生对于这种间接测电阻的方法顺利建构起来,使学生的智慧能够得以提升。
  总而言之,拓展思维,教会学生解决一类问题的一般方法,原理知道了,在严谨的逻辑指导下,一定可以解决问题,即使碰到创新题也不怕了,先思后活。经过缜密的逻辑演绎把一个看似毫无头绪的难题解决了。“授之以鱼,不如授之以渔”,让学生了解一类问题的解决方法,从而提高学生的能力,达到“教是为了不教”的目的,培养学生自主的学习和解决问题的能力。
  (作者单位:苏州市相城区蠡口中学)
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