梁燕飛

摘 要：本文針對(duì)學(xué)生畫(huà)分壓式電路時(shí)容易出現(xiàn)一些錯(cuò)誤，筆者從教與學(xué)的角度分析了錯(cuò)誤的原因，并結(jié)合建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)理論，試圖改變以往傳授式教學(xué)的方式，對(duì)電路的教學(xué)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)旨在讓學(xué)生在已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，從限流式電路出發(fā)，經(jīng)歷一系列問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)、分析、解決的過(guò)程，一步步建構(gòu)出分壓式電路，最終實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：限流式；分壓式；建構(gòu)主義

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2015）10-0041-2

在高中物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，有兩種典型的實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)，按滑動(dòng)變阻器的接法不同，我們稱為限流式電路（如圖1）和分壓式電路（如圖2）。多年的教學(xué)發(fā)現(xiàn)，在考查實(shí)驗(yàn)電路圖時(shí)，很多學(xué)生都不能畫(huà)出正確的分壓式電路圖。比如兩種典型的錯(cuò)誤是，將滑動(dòng)變阻器“并聯(lián)”入電路。筆者試著分析產(chǎn)生錯(cuò)誤的原因，認(rèn)為可以從兩個(gè)角度來(lái)看。從教學(xué)角度看，在上《歐姆定律》這一節(jié)的新課時(shí)，為探究金屬導(dǎo)體的電流和電壓的關(guān)系，教材上給出了分壓式電路，教師在上課時(shí)往往也是直接給出分壓式的電路，至于為什么用這個(gè)分壓式電路，教師的解釋通常是這樣的：與限流式的電路比較，可以發(fā)現(xiàn)分壓式電路的優(yōu)點(diǎn)是電壓可以從零開(kāi)始增大，且電壓的變化范圍更大了，這一點(diǎn)可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明驗(yàn)證。在這里，電路的教學(xué)屬于一種典型的傳授式教學(xué)。從學(xué)習(xí)者角度看，分壓式電路是教師直接“灌輸”給他的，學(xué)生只是被動(dòng)地在接受，他們不明白這個(gè)電路是從哪來(lái)的，人們是怎么設(shè)計(jì)出來(lái)的，他們只是機(jī)械地在記憶這個(gè)電路圖，所以也就容易忘記，容易記錯(cuò)了。

建構(gòu)主義認(rèn)為，知識(shí)不是通過(guò)教師傳授得到，而是學(xué)習(xí)者在一定的情境下，借助其他人（包括教師和學(xué)習(xí)伙伴）的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資料，通過(guò)有意義建構(gòu)的方式而獲得。學(xué)生是信息加工的主體、是有意義的主動(dòng)建構(gòu)者，而不是外部刺激的被動(dòng)接受者和被灌輸?shù)膶?duì)象。教學(xué)不能無(wú)視學(xué)習(xí)者的已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，簡(jiǎn)單強(qiáng)硬地從外部對(duì)學(xué)習(xí)者實(shí)施知識(shí)的“填灌”，而是應(yīng)當(dāng)把學(xué)習(xí)者原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)作為新知識(shí)的生長(zhǎng)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)習(xí)者從原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)中，生長(zhǎng)新的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)。教學(xué)不是知識(shí)的傳遞，而是知識(shí)的處理和轉(zhuǎn)換。教師不單是知識(shí)的呈現(xiàn)者，不是知識(shí)權(quán)威的象征，而應(yīng)該重視學(xué)生自己對(duì)各種現(xiàn)象的理解，傾聽(tīng)他們的看法，思考他們這些想法的由來(lái)，并以此為據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生豐富或調(diào)整自己的解釋。在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境下，教師和學(xué)生的地位、作用和傳統(tǒng)教學(xué)相比已發(fā)生很大的變化。

基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，筆者對(duì)分壓式電路的教學(xué)嘗試了這樣的設(shè)計(jì)：

問(wèn)題1：為了探究金屬導(dǎo)體的電流和電壓的關(guān)系，能否設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)的電路圖？

學(xué)生活動(dòng)：根據(jù)初中已學(xué)的知識(shí)，設(shè)計(jì)的電路是限流式電路。

教師：根據(jù)學(xué)生設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，（實(shí)驗(yàn)時(shí)Rx=1.1 KΩ， 滑動(dòng)變阻器最大阻值R=20 Ω，電源用新的兩節(jié)干電池）多次調(diào)節(jié)，發(fā)現(xiàn)電壓的變化很?。◣缀踅咏? V不變），不能測(cè)出多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

分析 滑片打在最上端時(shí)，滑動(dòng)變阻器全部連入電路，回路電流最小，所以Rx上的電壓最小。打在最下端時(shí)，滑動(dòng)變阻器連入電路的電阻為零，回路電流最大，所以Rx上的電壓最大。但Rx>>R，所以電流幾乎不變，電壓的變化非常小。

問(wèn)題2：你能否改變滑動(dòng)變阻器的接法，實(shí)現(xiàn)Rx上的電壓從零開(kāi)始增大，且電壓的變化范圍更大？

學(xué)生活動(dòng)：討論后設(shè)計(jì)了將滑動(dòng)變阻器“并聯(lián)”接入電路（如圖3）。

師生共同討論分析電路的優(yōu)缺點(diǎn)。

分析：當(dāng)滑片打在最左端時(shí)，R與導(dǎo)線并聯(lián)，電壓為零，滑片向右移，電壓不斷增大，滑片打在最右端時(shí)，電壓最大。實(shí)現(xiàn)R上的電壓從零開(kāi)始增大，唯一的遺憾是，滑片在最左端時(shí)，電源被短路了，這是不允許的。

問(wèn)題3：如何解決電源被短路的問(wèn)題？

學(xué)生活動(dòng)：提出可以加保護(hù)電阻，并重新設(shè)計(jì)了電路（如圖4和圖5）。

師生共同討論分析圖4和圖5存在的問(wèn)題。

分析：圖4中，Rx兩端的電壓不能從零開(kāi)始增大，且電壓變化很?。粓D5的電路中，Rx與滑動(dòng)變阻器左邊部分并聯(lián)，再與干路上的R0串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了電壓從零開(kāi)始增大，電壓的變化范圍較大，而且電源不會(huì)被短路，只是Rx兩端電壓的最大值比不接R0時(shí)略小。

問(wèn)題4：能否將圖6電路中的導(dǎo)線做適當(dāng)?shù)淖兓?，?shí)現(xiàn)跟圖5一樣的電路連接？

學(xué)生活動(dòng)：經(jīng)過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，只要斷開(kāi)ab導(dǎo)線即可，最終設(shè)計(jì)出圖2的分壓式電路。

師生共同討論圖2的電路特點(diǎn)。

分析：若斷開(kāi)ab導(dǎo)線，Rx與滑動(dòng)變阻器左邊部分并聯(lián)，滑動(dòng)變阻器的右邊部分就相當(dāng)于R0接在干路上。當(dāng)滑片打到最左端時(shí)，Rx與導(dǎo)線并聯(lián)，此時(shí)Rx兩端的電壓為零，滑片向右移動(dòng)，電壓從零開(kāi)始增大，滑片打到最右端時(shí)，Rx兩端的電壓達(dá)到最大，接近電源電動(dòng)勢(shì)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得此時(shí)電壓的變化范圍是0～2.7 V。

至此，學(xué)生的疑問(wèn)得以解決。

在設(shè)計(jì)時(shí)，筆者的意圖是希望建立在學(xué)生已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，讓每個(gè)學(xué)生能按照自己的知識(shí)建構(gòu)出新知識(shí)。從教學(xué)角度看，知識(shí)不再是直接灌輸，而是在教師的啟發(fā)下，學(xué)生自主建構(gòu)新知識(shí)，教師的任務(wù)是充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位，幫助學(xué)生成為有意義的主動(dòng)建構(gòu)者。從學(xué)習(xí)者角度看，學(xué)習(xí)是以學(xué)生為主體，強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主性和能動(dòng)性，讓學(xué)生主動(dòng)探索，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，最終實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。有不當(dāng)之處，盡請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。

參考文獻(xiàn)：

[1]http：//baike.baidu.com/view/630921.htm建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論

（欄目編輯 羅琬華）