黃坤+?おお?

1教學(xué)背景

在物理教學(xué)中，由于中學(xué)生處于物理學(xué)習(xí)的初級(jí)水平，有些物理量只有相對(duì)性的說(shuō)明，而無(wú)法定量給出，只能以大小、多少、高低、快慢、強(qiáng)弱等給出，甚至有時(shí)這種相對(duì)性的說(shuō)明也隱含在題目條件中。在這種情況下，學(xué)生就只能用定性的方法解決物理問(wèn)題。在中考物理試題中就有這樣一類(lèi)電學(xué)問(wèn)題——?jiǎng)討B(tài)電路問(wèn)題，是學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握起來(lái)非常困難的一類(lèi)問(wèn)題，同時(shí)也是教師教學(xué)中的重點(diǎn)內(nèi)容。

2教學(xué)案例

2.1案例1

如圖1所示電路中，電源電壓保持不變，R1為定值電阻，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片向左移動(dòng)時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)將如何變化？

初中物理電學(xué)問(wèn)題中，經(jīng)常會(huì)遇到電源電壓不變，滑動(dòng)變阻器阻值改變（或者說(shuō)某個(gè)開(kāi)關(guān)閉合或斷開(kāi)引起阻值改變）的問(wèn)題，這是判斷電路中電流、各用電器兩端電壓以及電功率的變化等定性分析的問(wèn)題。學(xué)生在分析此類(lèi)問(wèn)題時(shí)往往顧此失彼，思維嚴(yán)密性不夠，經(jīng)常出錯(cuò)。

課堂教學(xué)中，筆者在引導(dǎo)學(xué)生解決這類(lèi)問(wèn)題時(shí)，明確問(wèn)題的關(guān)鍵是要抓住電路串聯(lián)和并聯(lián)中的關(guān)系，在尋找變量的同時(shí)，提高思維密度，同時(shí)注意不變量，并根據(jù)電壓、電阻與電流之間的關(guān)系順利突破此類(lèi)問(wèn)題。圖1中滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻R2變小，由于R1為定值電阻，所以串聯(lián)電路的總電阻R總變小，串聯(lián)電路的電流I=U/R總，由于電源電壓U不變，R總變小，所以電流I變大，即電流表示數(shù)變大。定值電阻兩端的電壓U1=IR1，所以U1變大。而電壓表測(cè)量的是R2兩端的電壓，再利用串聯(lián)電路電壓規(guī)律可得，U2=U-U1是變小的，即電壓表的示數(shù)會(huì)變小。

實(shí)際課堂教學(xué)中，引入分析思路導(dǎo)圖，建立抽象問(wèn)題具體化的解題思路。分析思路導(dǎo)圖如下（↑表示變大，↓表示變小）：

R2↓R總↓I↑（I=U/R總）U1↑（U1=IR1）U2↓（U2=U-U1）。

上述案例中并不是要求學(xué)生定量計(jì)算，教師在課堂教學(xué)中要求學(xué)生通過(guò)邏輯推理進(jìn)行定性分析。由于電阻、電流和電壓是彼此關(guān)聯(lián)的，處理好這類(lèi)問(wèn)題，教師還需要與學(xué)生共同反思和歸納此類(lèi)動(dòng)態(tài)電路問(wèn)題相應(yīng)的方法和規(guī)律：局部電阻變化→整個(gè)電路的電阻變化→總電流的變化→局部定值電阻兩端電壓的變化→局部電流的變化。教師應(yīng)教會(huì)學(xué)生以“局部→整體→局部”這一“不變”的原則來(lái)應(yīng)對(duì)“萬(wàn)變”的電路變化，緊緊把握不變的物理量，并以此為切入點(diǎn)。

2.2案例2

如圖2（a）所示，電路電源電壓保持不變，閉合開(kāi)關(guān)S，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P從右端滑到左端的過(guò)程中，R1、R2的I-U關(guān)系圖像如圖2（b）所示。則下列判斷正確的是（）。

A.圖線甲是電阻R1的I-U關(guān)系圖像

B.電源電壓為18 V

C.R1的阻值是20 Ω

D.滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為30 Ω

針對(duì)動(dòng)態(tài)電路中的圖像分析試題，也是近年來(lái)物理中考考查學(xué)生能力的常考題型。在這類(lèi)復(fù)雜的綜合問(wèn)題教學(xué)時(shí)，需要充分認(rèn)識(shí)到初中學(xué)生學(xué)習(xí)物理的思維雖然已基本達(dá)到形式運(yùn)算階段，具備一定的邏輯思維能力，但由于他們還沒(méi)有進(jìn)行過(guò)系統(tǒng)的物理思維訓(xùn)練，其物理邏輯思維能力還較差。

筆者通過(guò)組織合乎學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的教學(xué)材料，以逐步遞進(jìn)的方式呈現(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生共同跟進(jìn)，取得了良好的教學(xué)效果。

引導(dǎo)學(xué)生找出此類(lèi)復(fù)雜圖像中的對(duì)應(yīng)物理量，讓學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的最近發(fā)展區(qū)思維比較抽象的問(wèn)題，創(chuàng)設(shè)物理情景、動(dòng)手動(dòng)腦畫(huà)出圖線，形成形象化的圖示，并在圖中標(biāo)注相應(yīng)的物理量。通過(guò)教師向?qū)W生滲透比較、分類(lèi)、類(lèi)比的思想，讓其學(xué)會(huì)對(duì)物理研究對(duì)象的統(tǒng)一性、差異性進(jìn)行比較，進(jìn)而以此為基礎(chǔ)進(jìn)行類(lèi)比、歸納，抽象概括出一類(lèi)物理問(wèn)題或現(xiàn)象的本質(zhì)規(guī)律。此類(lèi)問(wèn)題的教學(xué)實(shí)踐中，筆者是“由果導(dǎo)因”，通過(guò)已有知識(shí)，運(yùn)用定量研究與定性分析相結(jié)合的方法，最終歸納出“果”，即圖像中圖線的物理含義，至此，學(xué)生即可以初步掌握案例2中圖像的圖線對(duì)應(yīng)關(guān)系。

3小結(jié)

數(shù)理思維的運(yùn)用需要借助數(shù)學(xué)工具來(lái)解決物理問(wèn)題，它是物理課程標(biāo)準(zhǔn)中要求的一項(xiàng)重要能力，但物理不是數(shù)學(xué)，物理更需要的是物理事實(shí)、物理規(guī)律、物理關(guān)系。學(xué)生由于一開(kāi)始在遇到這類(lèi)問(wèn)題時(shí)，總帶有一種“數(shù)學(xué)慣性”，將物理問(wèn)題數(shù)學(xué)化，忽視了圖像問(wèn)題中物理量本身的含義以及物理量之間關(guān)系所對(duì)應(yīng)的物理含義，因而造成簡(jiǎn)單直接運(yùn)用公式解題的思維偏差。

收稿日期：2017-03-16