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        追本溯源漸進(jìn)目標(biāo)

        2018-09-04 10:21:04黃燕
        關(guān)鍵詞:端電壓電壓表電流表

        黃燕

        歐姆定律是初中電學(xué)的核心內(nèi)容,是學(xué)生學(xué)好電學(xué)的關(guān)鍵。伏安法測電阻是歐姆定律重要應(yīng)用之一,而“間接測電阻”是伏安法的拓展,這部分對學(xué)生的綜合素養(yǎng)要求比較高,既要有邏輯分析能力、又要有設(shè)計電路能力、還要有語言表達(dá)能力。

        筆者開設(shè)了蘇科版《間接測電阻》的公開課,在備課、磨課、上課、議課中,對難點(diǎn)的把握有一些心得體會,現(xiàn)一一呈現(xiàn)出來,教學(xué)有法但無定法,只是希望能收到更好的教學(xué)效果。

        一、溫故知新,潤物無聲

        本節(jié)課是伏安法測定值電阻的拓展,所以用復(fù)習(xí)伏安法測電阻引入,讓學(xué)生自主回憶。

        若只有電壓表或電流表如何測電阻呢?今天一起學(xué)習(xí)如何“間接測電阻”。通過師生互動一起討論如何實現(xiàn)電壓表間接測電阻,然后讓學(xué)生自主解決電流表間接測電阻。

        學(xué)習(xí)效果:通過舊知識溫習(xí),為學(xué)生學(xué)習(xí)新知識做好鋪墊,從伏安法測電阻中獲得思維的啟發(fā)。引入干脆利落,直擊主題,讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)內(nèi)容,盡快投入到自主學(xué)習(xí)中來。

        二、追本溯源,漸進(jìn)突破

        萬變不離其宗,再復(fù)雜的情況也離不開最基本的原理和性質(zhì),所以邏輯思考、理論推導(dǎo)時都要追本溯源,仍以歐姆定律為思維主線,缺什么就通過計算間接找哪個量。

        器材:電源,電表壓一個(無電流表),待測電阻, 開關(guān)導(dǎo)線若干。

        師:測電阻原理是什么?

        生:Rx=Ux/Ix

        師:電壓表測電壓Ux,沒有電流表,無法直接測電流,想辦法通過計算找到Ix,結(jié)合串并聯(lián)電路電流特點(diǎn)思索。

        生:串聯(lián)電路電流處處相等,所以用已知電阻值R0與Rx串聯(lián)。

        師:很好,所以需要再增已知電阻值R0一個,現(xiàn)在如何測I0

        生:用電壓表測出R0兩端電壓,利用I0=U0/R0。

        師:用定值電阻和電壓表這個組合等效了缺失的電流表,測出I0,R0與Rx串聯(lián)從而間接知道Ix,同學(xué)們的方法很巧妙。若難度低一些,電壓表可以拆接分別測出R0與Rx兩端電壓,電壓表“一表兩測”,請學(xué)生畫出設(shè)計圖1并描述出實驗步驟,推導(dǎo)Rx表達(dá)式。

        師:更進(jìn)一步討論,若電壓表不能拆接,請同學(xué)們在圖1中擦去R0兩端電壓,如圖2,如何找通過R0(或Rx)電流?

        生:測Rx兩端電壓Ux,也可以測R0和Rx的總電壓U總,從而知道R0兩端電壓為U總-Ux,從而知道通過R0的電流。

        師:請大家在圖2基礎(chǔ)上,增加開關(guān)來實現(xiàn)“一表兩測”,設(shè)計電路并描述出實驗步驟,推導(dǎo)出Rx表達(dá)式。

        學(xué)生設(shè)計了如圖3、圖4的電路。

        學(xué)生又在圖4啟發(fā)下,用一個單刀雙擲開關(guān)替代了兩個普通開關(guān),如圖4(1),殊途同歸。

        學(xué)習(xí)效果:歐姆定律測電阻,原理清楚,當(dāng)沒有了電流表,想辦法找電流,這里是難點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生利用串聯(lián)電路電流處處相等,學(xué)生想到串聯(lián)定值電阻R0,電壓表一表兩測,計算得到通過R0的電流,使學(xué)生的邏輯分析、表達(dá)式推導(dǎo)有章可循。

        三、學(xué)以致用 知識遷移

        倘若只有電流表,沒有電壓表呢?指導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用,將知識遷移,如何間接找到電壓,用什么組合來替代缺失的電壓表,引導(dǎo)學(xué)生自主解決難點(diǎn)。

        生:沒有電壓,找電壓,利用并聯(lián)等壓的規(guī)律,將定值電阻R0與Rx并聯(lián)。用電流表和定值電阻組合替代缺失的電壓表。

        若電流表可以拆接,展示學(xué)生設(shè)計的電路圖圖5(1),并推導(dǎo)Rx表達(dá)式。討論另一組學(xué)生電路圖如圖5(2),同樣可以實現(xiàn)目的。

        若電流表不可以拆接,學(xué)生們分組設(shè)計電路,如下圖展示了學(xué)生們的設(shè)計結(jié)晶。從對比分析中查漏補(bǔ)缺,總結(jié)失敗原因,成功經(jīng)驗。

        從比較中,學(xué)生們發(fā)現(xiàn)設(shè)計圖6(1)無法知道Rx兩端電壓,因為電流表只能測通過Rx電流,無法測R0或干路的總電流,實現(xiàn)電流表“一表兩測”。其余三個實驗設(shè)計圖6(2)、圖6(3)和圖6(4)都能實現(xiàn)電流表“一表兩測”,從而間接知道Rx兩端電壓。

        學(xué)習(xí)效果:學(xué)生通過知識遷移,想到并聯(lián)等壓的特點(diǎn),從而通過適當(dāng)?shù)倪壿嬎伎?,設(shè)計出電路圖。在師生互動中學(xué)生提出的方案老師給予積極的鼓勵,鼓勵學(xué)生欣賞自己的方法,學(xué)習(xí)別人的方法,拓寬思路,使思維更完善、清晰。還有其他方法,可以通過課后練習(xí)讓學(xué)生思考解決。

        四、另辟蹊徑 殊途同歸

        下面介紹一種另辟蹊徑的方法:“等效替代法”測電阻。這種方法在“曹沖稱象”中早已用過,所以用這個婦孺皆知的小故事,以動畫片的形式展示給學(xué)生,緩解一下學(xué)生疲倦的狀態(tài),以輕松的方式進(jìn)入“等效替代法”的類比學(xué)習(xí)。

        教學(xué)效果:通過耳熟能詳?shù)男」适录ぐl(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情,讓學(xué)生熱切感受到這些科學(xué)方法其實早就融入在生活中,這正是物理學(xué)科的魅力所在,“從生活走向物理,從物理走向社會”。使學(xué)生感受到熟悉,發(fā)生思維碰撞,通過類比學(xué)習(xí)“等效替代法”,使學(xué)生對于這種間接測電阻的方法順利建構(gòu)起來,使學(xué)生的智慧能夠得以提升。

        總而言之,拓展思維,教會學(xué)生解決一類問題的一般方法,原理知道了,在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬛笇?dǎo)下,一定可以解決問題,即使碰到創(chuàng)新題也不怕了,先思后活。經(jīng)過縝密的邏輯演繹把一個看似毫無頭緒的難題解決了?!笆谥贼~,不如授之以漁”,讓學(xué)生了解一類問題的解決方法,從而提高學(xué)生的能力,達(dá)到“教是為了不教”的目的,培養(yǎng)學(xué)生自主的學(xué)習(xí)和解決問題的能力。

        (作者單位:蘇州市相城區(qū)蠡口中學(xué))

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