李春梅

摘要：本文通過幾則用演示實(shí)驗(yàn)突破電學(xué)難題的案例，討論了在日常教學(xué)中教師應(yīng)如何引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行認(rèn)知圖式的拓展和完善。

關(guān)鍵詞：演示實(shí)驗(yàn)；認(rèn)知圖式

中圖分類號(hào)：G633.7

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-6148(2012)1(S)-0029-3

皮亞杰的發(fā)生認(rèn)識(shí)論認(rèn)為認(rèn)識(shí)的發(fā)生起源于活動(dòng)，在活動(dòng)的基礎(chǔ)上建立起認(rèn)知的圖式，然后用已有的圖式去認(rèn)識(shí)事物。實(shí)驗(yàn)心理學(xué)家赤瑞特拉(Treicher)在研究人的各種感官與學(xué)習(xí)的關(guān)系時(shí)就曾得出結(jié)論：人類獲取的信息83％來自視覺，11％來自聽覺，這兩個(gè)加起來就有94％。

物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。通過演示實(shí)驗(yàn)，能使學(xué)生以極大的熱情投入到學(xué)習(xí)中，對(duì)復(fù)雜的物理概念有深入的理解，排除思維定勢(shì)，突破難題，同時(shí)引起物理現(xiàn)象中本質(zhì)和非本質(zhì)的矛盾沖突，使學(xué)生能透過現(xiàn)象看本質(zhì)。因此一定要為學(xué)生提供更多的視覺信息，創(chuàng)設(shè)問題情景，實(shí)施啟發(fā)式教學(xué)，才能使學(xué)生對(duì)物理知識(shí)有更深入的理解。下面以幾例電學(xué)問題為例。

1燈泡的亮度由實(shí)際功率決定的問題

學(xué)生對(duì)于“燈泡的亮度由實(shí)際功率決定”這一問題始終迷惑不解，很可能教師這節(jié)課費(fèi)了很大的功夫講解，到了下節(jié)課學(xué)生還是會(huì)犯同樣的錯(cuò)誤。一個(gè)典型的例子就是一盞“220V、25W”的電燈和一盞“220V、60W”的電燈并聯(lián)在照明電路里時(shí)，哪盞燈亮?學(xué)生能正確回答出“220V、60W”亮。而如果再問一盞“220V、25W”的電燈和一盞“220V、60W”的燈串聯(lián)在照明電路里時(shí)，哪盞燈亮?學(xué)生誤認(rèn)為仍然是“220V、60W”的電燈亮。學(xué)生始終認(rèn)為額定功率越大的用電器，實(shí)際功率也一定越大。

經(jīng)過對(duì)自己教學(xué)實(shí)踐的反思，筆者干脆請(qǐng)實(shí)驗(yàn)教師準(zhǔn)備“220V、25W”和“220V、60W”的燈泡各兩只。并在燈泡附近貼一張用較大的字體寫有燈泡功率字樣的紙，讓全班同學(xué)都能始終看到燈泡的功率。將兩燈分別串聯(lián)和并聯(lián)到兩塊不同的演示板上，而且能夠讓學(xué)生從演示板后看清楚兩燈的連接情況。講此問題之前先讓學(xué)生復(fù)習(xí)判斷兩燈連接方式的方法：取掉其中一只燈，看另一燈的亮暗情況。然后筆者將兩塊演示板分別插上電源，結(jié)果發(fā)現(xiàn)串聯(lián)時(shí)“220V、25W”燈還更亮，而“220V、60W”的燈只發(fā)出微弱的光，學(xué)生對(duì)此現(xiàn)象感到很意外印象也很深刻。最后再引導(dǎo)學(xué)生通過計(jì)算得出結(jié)論：額定功率相同的用電器串聯(lián)時(shí)，額定功率越小的實(shí)際功率反而越大。

2交換電表位置的問題

例如圖1所示，當(dāng)開關(guān)S閉合后，發(fā)現(xiàn)電流表、電壓表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，兩燈都正常發(fā)光若交換電流表和電壓表的位置，則()

A電壓表和電流表的示數(shù)都為零

B電壓表示數(shù)為零，電流表有示數(shù)

C電流表示數(shù)為零，電壓表有示數(shù)且接近電源電壓

D電壓表和電流表都有示數(shù)

分析很多學(xué)生由于對(duì)“電壓表相當(dāng)于開路，電流表相當(dāng)于短路”不能正確理解，因此不能正確解答此題。若通過演示實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生很直觀的看到“交換電流表和電壓表的位置后，兩燈都熄滅了，且電流表示數(shù)為零，電壓表有示數(shù)并接近電源電壓”這一現(xiàn)象，學(xué)生必定會(huì)很詫異。此時(shí)，教師再從理論上進(jìn)行分析，學(xué)生必定會(huì)理解得很到位，以后再遇到類似的問題時(shí)必定能迎刃而解，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)的有效遷移。

3判斷電路故障的問題

例如圖2所示，閉合開關(guān)S時(shí)，燈泡L₁、L₂都不亮。為了檢查電路故障，用一段導(dǎo)線的兩端接觸a、6兩點(diǎn)時(shí)，兩燈都不亮；接觸b、c兩點(diǎn)時(shí)，兩燈也不亮；接觸c、d兩點(diǎn)時(shí)，兩燈都亮。則()

A燈L₁斷路

B燈L₂斷路

C燈L₂短路

D開關(guān)S斷路

此題若先讓學(xué)生思考、討論，再通過演示實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生觀察現(xiàn)象即可得出結(jié)論應(yīng)選D。再教給學(xué)生在沒有條件做演示實(shí)驗(yàn)的情況下的分析方法，學(xué)生的印象會(huì)很深刻，而且理解也會(huì)更到位。此處教師還可以將此演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一些拓展。

引申一：將導(dǎo)線換成電流表接在a、b兩點(diǎn)時(shí)，也能觀察到兩燈都不亮，且電流表示數(shù)為零；接觸b、c兩點(diǎn)時(shí)，兩燈都不亮，且電流表示數(shù)也為零；接觸c、d兩點(diǎn)時(shí)，兩燈都亮，且電流表有示數(shù)。電路故障仍然選D。

引申二：將導(dǎo)線換成電壓表接在a、b兩點(diǎn)時(shí)，也能觀察到兩燈都不亮，且電壓表示數(shù)為零；接觸b、c兩點(diǎn)時(shí)，兩燈都不亮，且電壓表示數(shù)也為零；接觸c、d兩點(diǎn)時(shí)，兩燈都不亮，但電壓表有示數(shù)且為電源電壓。電路故障仍然選D。

4判斷電壓表示數(shù)的問題

例如圖3所示的電路中，電源電壓為6V，L₁的電阻為R₁，L₂的電阻為R₂，R₁=2R₂，電壓表示數(shù)為()

A2V

B4V

C6V

D8V

分析此題在講解時(shí)若只是畫圖在黑板或屏幕上講解，學(xué)生同樣不能真正的理解。因?yàn)閷W(xué)生有三種錯(cuò)誤理解：大部分學(xué)生都認(rèn)為電壓表測(cè)的是電源和L₂的電壓之和，還有一種認(rèn)為電壓表測(cè)的是L₂的電壓，甚至還有同學(xué)認(rèn)為電壓表測(cè)的是電源電壓。若能先讓學(xué)生思考，讓不同意見的學(xué)生發(fā)表自己的看法，引發(fā)矛盾，再根據(jù)電路圖連接演示實(shí)驗(yàn)的實(shí)物圖，與同學(xué)一起討論得出此電路是串聯(lián)電路。再閉合開關(guān)，根據(jù)現(xiàn)象得出答案應(yīng)該為B，最后再用分壓原理與學(xué)生一起討論得出同樣的答案。通過這樣的演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生先有了感性認(rèn)識(shí)，再用理論知識(shí)去解答，學(xué)生的記憶和理解的效果會(huì)更好。以后在遇到類似的問題時(shí)，有了先前從事類似活動(dòng)的經(jīng)驗(yàn)便可以產(chǎn)生頓悟。

知識(shí)作為一種存在，在一種情形中被建構(gòu)出來，可以運(yùn)用于其他情景中。因此我們?cè)诮虒W(xué)過程中應(yīng)該多設(shè)計(jì)演示實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生有更多的視覺信息，從而加深記憶并達(dá)到對(duì)知識(shí)的深入理解。實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的正確遷移。