夏小偉
摘要:縱觀自2009年至2018年安徽省中考物理試卷中,選擇題中的電路的動態(tài)變化問題的考查,題型基本保持不變,考查難度、深度逐年遞增,與高中電學內容的銜接也是逐年遞增。動態(tài)電路作為中考的必考題也是難點問題,在平時教學中需要不斷地思考,抓住課程改革的機遇,理清教學改革的脈絡,從電路的實際變化,邏輯分析,深入探討動態(tài)電路問題。讓學生能清楚地分析電路的動態(tài)變化,理解引起電路變化的原因。
關鍵詞:動態(tài)電路 中考 電路變化 教學方法
一、簡略分析近十年動態(tài)電路在中考中的考查情況
2009年—2012年,電路的動態(tài)變化和電路故障是隔年交替考查,題目順序也沒有特別固定,在2009年的第15、16題分別考了故障和動態(tài)電路問題。而2013年—2017年連續(xù)五年幾乎都是在第17題考查了動態(tài)電路(2014年和2018年為第16題)??v觀這九年共七次的考查,雖說都是動態(tài)電路題,但考查各不相同:
1.引起電路變化的條件不同,2013年考查的是半導體器件(氣敏傳感器)引起的電路變化,其他年份考查的多為滑動變阻器引起的電路變化。因此在中考中,滑動變阻器導致電路變化的考查依然為主要考查因素。在初中階段,滬科版教材中,半導體在材料部分有粗略介紹。相比滑動變阻器,學生了解不多,在分析時相對會有認識上的障礙,因此這類題最要做到的就是認真審題,找到“R2是一個氣敏傳感器”,它的電阻值會“隨著其周圍酒精蒸氣濃度的增大而減小”這樣的字樣,然后根據題目中的提示“喝了酒的司機對著氣敏傳感器吹氣”判斷半導體的電阻變化,從而類比滑動變阻器的題型判斷電路中電流、電壓等的變化。
2.判斷的選項不同,有考查電表的變化(電流表、電壓表)、燈泡的發(fā)光程度、電路參數(電流、電壓、電功率),2015年的17題則較新穎的將動態(tài)電路和圖像結合考查。這些變化其實主要要求學生在學習解決動態(tài)電路問題時,不能套公式的方式學習,“一招鮮吃遍天”的想法是行不通的。必須要有自己的思考,能理解引起電路變化的原因,能理清電路中各參數之間的邏輯關系,才能在中考解題時游刃有余。
3.電路不同,2009年考查的是對家庭電路的認識,2011、2013、2015、2018年考查的均為串聯電路,2014、2016、2017年是串、并聯電路混合考查。電路的分析應該是解決動態(tài)電路的第一步,也是最重要的一步。如:2016年17題:
圖中電源電壓保持6 V不變,燈泡L標有“6 V 6 W”字樣,開關閉合后在滑片P從b端向a端滑動的過程中,下列說法正確的是( )
A.燈泡兩端的電壓不斷增大
B.通過燈泡的電流不斷減小
C.燈泡消耗的電功率不斷減小
D.燈泡消耗的電功率恒定不變
分析電路為:燈L與滑動變阻器的Pb段并聯,滑動變阻器Pa段在干路上串聯,因此能得到Pa段電阻在干路上的結論。滑片P從b端向a端滑動,Pb部分電阻長度變長,阻值變大,Pa變短,電阻變小。利用極值法:當P在b端時,燈L被短路,不發(fā)光,當P在a端時,電路為并聯,即UL=6 V,燈正常發(fā)光。綜上分析可知: L兩端的電壓增大,由I=U/R得通過燈的電流不斷增大,由P=UI得燈泡消耗的電功率P不斷增大,正確選項為A。若電路分析錯誤,如: L與滑動變阻器并聯或燈L與滑動變阻器串聯都很難得到正確答案。
二、動態(tài)電路在教學中的思考和教學嘗試
鑒于動態(tài)電路在中考中的重要地位,在平時教學時從新課開始滲透,單元復習重點強調,階段復習突出地位,中考復習更是作為專題問題各種分析、講解、練習;在中考備考中,要不斷地反思,從學生的學情出發(fā),從題目的特點出發(fā),從中考的意義出發(fā),不斷嘗試,改進動態(tài)電路的教學方法。
1.利用簡單邏輯(物理公式)推導法,如:
2011年安徽中考物理第14題。
如圖,電源電壓不變,開關閉合,向右移滑動變阻器滑片,選項要求判斷電表及燈的變化情況。
電路分析,先不考慮電壓表,可知滑動變阻器與燈泡串聯,電流表測電路電流,又電壓表測量滑動變阻器電壓。由題意可知:向右移滑動變阻器的滑片,則電阻變短,阻值變小,理論推導過程為
邏輯嚴謹的推導中,需要掌握各個物理量之間的邏輯關系,如:產生電流的原因是電壓,阻礙電流的是電阻,當一段導體確定即電阻不變,導體兩端的電壓改變(原因改變),通過導體的電流(電路結果)必然隨之改變,這也是歐姆定律的內容。不能僅僅只是死記公式。
2.利用實際的生活經驗幫助判斷。在電流的新課教學時,通過大量的演示實驗,學生容易得出小燈泡發(fā)光程度與電流有關:電流越大,小燈泡越亮。同理在滬科版版的《測量電壓》的新課教學中也可以得到:加在小燈泡兩端電壓越大,燈泡越亮。這些簡單的經驗可以幫助學生判斷一些簡單的動態(tài)電路問題如2009年安徽中考題第16題:
用電高峰時期,家庭里的白熾燈泡比正常發(fā)光要暗一些。這是因為,在用電高峰時( )
A.并聯用電器增多,電路的總電阻增大
B.并聯用電器增多,電路的總電流減小
C.并聯用電器增多,家用電器的實際功率減小
D.并聯用電器增多,家用電器的額定功率減小
由題意,白熾燈比正常發(fā)光暗,可知白熾燈兩端的實際電壓比平時低,通過白熾燈的實際電流比平時小,P實減小,白熾燈屬于家用電器,可較容易得到正確答案為C。干擾較大的B選項,學生容易以偏概全,錯誤的將通過白熾燈的電流當成了電路的總電流。本題考查家庭電路的動態(tài)問題,屬于簡單題,利用已有的生活經驗比較容易解決。反思,這些做對的同學是否真的理解題目的意思,是否弄清楚用電高峰期家庭電路中的各個電路參數的變化?于是在平時測驗中將該題做了簡單修改:
2009年安徽省中考題第16題改:
用電高峰時期,下列說法正確的是( )
A.并聯用電器增多,電路的總電阻增大,電路的總電流減小
B.并聯用電器增多,電路的總電流減小,白熾燈會比平時暗
C.并聯用電器增多,家用電器的實際功率減小
D.并聯用電器增多,家用電器的額定功率減小
實際答題情況:班級38人選A的為15人,選B的13人,選C的7人,選D的13人。當題目中的提示減少時,很多學生只能靠蒙了!只依靠生活經驗,沒有掌握真正的物理原理,解決問題的能力會大打折扣,正確率也會降低,還會出現很多模棱兩可的尷尬選項。
3.百花齊放式百家爭鳴的解題方式,尊重學生實際,教會他們分析動態(tài)電路的大步驟,不固化具體分析方法。動態(tài)電路在中考中雖多以選擇題形式出現,但究其題目本質是電學的綜合問題,包含范圍也較廣:電路分析、公式應用、家庭電路等。因此在教學中,不能只拘泥于某一種解題方式的教學,也不能指望找到一種萬能鑰匙,更不能嘗試通過大量的各種訓練將學生變成做題的機器。在平時的教學中,(1)教師沉入題海,拾其珍寶,歸納分類,有很多的教輔資料已經在動態(tài)電路方便做過很好的分類做成專題練習,但教學中不能毫不篩選,拿來就用,應該在別人篩選的基礎上,根據學生的實際學情二次篩選,讓學生真正做到學有所獲。(2)教學有法,教無定法,不能每一屆、每個班都用同樣的教學方法,應科學多樣的分析學生的電學基礎,因材施教。對于歐姆定律都不能理解的學習困難生,可以多以生活經驗為主,讓其在分析電路時有較直觀形象的生活經驗做依據,即使題目不能做對,也可以在課堂學習中,課后練習中對電路現象有認識。對于能解多數疑難問題的優(yōu)秀生,他們往往有挑戰(zhàn)難題的好勝心,有較強的邏輯思維能力,堅實理論基礎,但很容易出現眼高手低,不喜歡解基礎題,甚至容易在簡單的基礎題上栽跟頭??梢栽谒麄兛焖俚玫秸_答案后要求寫出完整的邏輯推導過程,并給小組同學講解。一方面優(yōu)秀生的能力能得到鍛煉,基礎也進一步夯實,另一方面小組的合作學習也真正的落到了實處。然而班級中大多數都是有一定的基礎,但是需要老師指導、點撥的中等生,因此教學中必須各種方法有機的融合,找到適合班級學生的,讓學生經歷思考、分析、探究的過程,從而發(fā)現解決問題最有效的辦法。多年的教學經驗讓我漸漸明白一個簡單又深奧的道理,只有學生積極參與的課堂才可能是高效的課堂,只有高效的課堂才是好的課堂,才是符合課程改革的課堂。
三、關于動態(tài)電路題在未來中考中的發(fā)展猜想
動態(tài)電路即電路中電學參數的動態(tài)變化問題,它可以全面地考查學生對電路的分析、電學規(guī)律的理解,生活中電學知識的應用等,因此是作為電學考查必不可少的內容。近十年年的安徽省中考都是在平穩(wěn)中有創(chuàng)新,基礎中有深化。未來中考中,動態(tài)電路題應該依舊是常住居民,位置是否會稍有變動,如:(1)前移到填空題中,考慮動態(tài)電路屬于較有難度的題,而歷年的安徽中考題的難度梯度,填空題都是作為基礎題,難度逐級提高,因此就難度而言填空題中出現會產生一個小峰值,可能會引起學生心理上的變化,因此概率較小。(2)后移至實驗題,中考實驗題中的電學部分的考查多以注重實驗過程的考查,動態(tài)電路可以滲入考查,也會提高實驗題的難度系數,這些可能會是出卷專家們重點考量的一個方面。(3)在以往歷年的電學計算題中,經常滲透各種由開關、滑動變阻器等引起的動態(tài)電路的定量計算,這里就不再贅述。
動態(tài)電路的考查只是電學在中考中的一個很小的方面,但卻能比較全面地反映學生在電學部分學習的綜合能力,因此思考、改進動態(tài)電路教學過程和方法也是提升教師自身素質的必經之路。
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