曹晶，曹小芳，婁青青，王學(xué)文，潘遠(yuǎn)尚

(1.湖南科技大學(xué) 教育學(xué)院，湖南 湘潭 411201；2.懷化市辰溪二中，湖南 懷化 419500；

3.株洲市醴陵一中，湖南 株洲 412200；4.遵義市求是高級(jí)中學(xué)，貴州 遵義 563000)

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青年物理教師如何處理教學(xué)中的疑難問(wèn)題
——以“探究變壓器的工作原理的實(shí)驗(yàn)”為例

曹晶1，2，曹小芳3，婁青青4，王學(xué)文1，潘遠(yuǎn)尚2

(1.湖南科技大學(xué) 教育學(xué)院，湖南 湘潭 411201；2.懷化市辰溪二中，湖南 懷化 419500；

3.株洲市醴陵一中，湖南 株洲 412200；4.遵義市求是高級(jí)中學(xué)，貴州 遵義 563000)

摘要：作為物理教師這一行業(yè)中的生力軍，青年物理教師在教學(xué)過(guò)程中會(huì)遇到各種各樣的疑難問(wèn)題，如何應(yīng)對(duì)教學(xué)中的疑難問(wèn)題成為很多青年物理教師亟待解決的課題。通過(guò)對(duì)一個(gè)教學(xué)實(shí)例的探討，總結(jié)出遇到教學(xué)疑難問(wèn)題的不同情況，并針對(duì)各種教學(xué)疑難問(wèn)題提出與之相應(yīng)對(duì)的建議。

關(guān)鍵詞：青年教師；物理教學(xué)；疑難問(wèn)題；案例

1案例探討

1.1問(wèn)題的提出

在學(xué)習(xí)高中物理選修3-2中的變壓器這節(jié)內(nèi)容時(shí)，為了讓學(xué)生更直觀地體會(huì)變壓器的工作原理，筆者作為第一次教這部分內(nèi)容的年輕教師，準(zhǔn)備在課堂上演示課本上關(guān)于本節(jié)內(nèi)容的思考與討論中的實(shí)驗(yàn)。

課本內(nèi)容：把2個(gè)沒(méi)有導(dǎo)線相連的線圈套在同一閉合鐵芯上，一個(gè)線圈連到交流電源兩端，另一個(gè)線圈連到小燈泡上。小燈泡可能發(fā)光嗎？說(shuō)出你的道理。連接電路，接通電源，看看你的判斷對(duì)不對(duì)[1]。按課本圖示連接電路，燈泡亮了。為了更清晰地展示變壓器的工作原理，筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。把電源接在了學(xué)生電源的直流檔，雖然燈泡亮度比接相同電壓的交流電時(shí)暗了很多，可是燈泡確實(shí)亮了。實(shí)驗(yàn)結(jié)果跟預(yù)測(cè)效果完全不一樣，原因在哪？

1.2原因的初步分析

根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以推出變壓器能在直流電下工作，這個(gè)跟課本上的內(nèi)容不符，推測(cè)實(shí)驗(yàn)出了問(wèn)題。經(jīng)過(guò)網(wǎng)上搜索，并沒(méi)有類似問(wèn)題的討論可以參考，筆者只好請(qǐng)教有經(jīng)驗(yàn)的老師，可惜沒(méi)有得到確切的答復(fù)。經(jīng)過(guò)與其他同事的探討，筆者著手從兩個(gè)方面查找原因。

一是實(shí)驗(yàn)器材的新舊。鑒于實(shí)驗(yàn)所用的變壓器、學(xué)生電源等比較老舊，筆者思考是否問(wèn)題出在變壓器上。換一套新的實(shí)驗(yàn)器材，重新實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)結(jié)果跟使用舊器材時(shí)一樣。所以排除實(shí)驗(yàn)器材的問(wèn)題。

二是實(shí)驗(yàn)器材的選取。從課本上對(duì)變壓器的講解(互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)。電流通過(guò)原線圈時(shí)在鐵芯中激發(fā)磁場(chǎng)，由于電流的大小、方向在不斷變化，鐵芯中的磁場(chǎng)也在不斷變化。變化的磁場(chǎng)在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，所以盡管2個(gè)線圈之間沒(méi)有導(dǎo)線相連，副線圈也能夠輸出電流[1]。)來(lái)看，要變壓器正常工作，必須保證原線圈當(dāng)中電流的大小或方向不斷地變化。根據(jù)接直流電時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，筆者反推，原線圈中的電流應(yīng)該是大小、方向發(fā)生了變化，也就是說(shuō)原線圈當(dāng)中的電流非恒定直流電。提供原線圈中電流的是學(xué)生電源，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是否跟電源有關(guān)？筆者換干電池再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是燈泡不亮，說(shuō)明引起變壓器能在“直流電”下正常工作的原因在于學(xué)生電源。

當(dāng)接高中學(xué)生電源上的直流電時(shí)，為什么會(huì)產(chǎn)生跟交流電類似的效果？這里的直流電有什么樣的特點(diǎn)？

1.3對(duì)高中學(xué)生電源認(rèn)知的進(jìn)一步探討

對(duì)于高中學(xué)生電源這一中學(xué)實(shí)驗(yàn)室必備的實(shí)驗(yàn)儀器，中學(xué)教材中并沒(méi)有劃分出特定的章節(jié)來(lái)介紹，高考大綱中對(duì)其要求也不高。除了部分學(xué)校在做涉及到高中學(xué)生電源的學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生能接觸到實(shí)物，并在教師指導(dǎo)下了解學(xué)生電源的用途、使用步驟以及在使用過(guò)程中的注意事項(xiàng)外，還有一部分學(xué)校，學(xué)生只能在老師的描述中對(duì)照著課本上的插圖認(rèn)識(shí)高中學(xué)生電源。而這些基本知識(shí)并不能讓教師解決前文所提問(wèn)題。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，筆者查找了大量的相關(guān)資料，以J1202型高中學(xué)生電源為例，從其原理中發(fā)現(xiàn)了端倪。高中學(xué)生電源內(nèi)部電路比較復(fù)雜，主要包括以下幾個(gè)組成部分：

電源變壓器：把220V交流電變?yōu)槎鄼n不同的低電壓；

整流電路：將工頻交流電(運(yùn)行頻率為50 Hz的交流電)轉(zhuǎn)換為脈動(dòng)直流電。

濾波電路：將脈動(dòng)直流中的交流成分濾除，減少交流成分，增加直流成分。

穩(wěn)壓電路：采用負(fù)反饋技術(shù)，對(duì)整流后的直流電壓進(jìn)一步進(jìn)行穩(wěn)定。

調(diào)壓電路、保護(hù)電路及延時(shí)電路等。輸出的直流穩(wěn)壓和交流電壓由分檔開關(guān)選擇。

主要的簡(jiǎn)化工作原理圖如圖1。

圖1　高中學(xué)生電源簡(jiǎn)化工作原理圖

其中有部分稱為單相橋式整流電容濾波電路(在整流部分的負(fù)載電阻上并聯(lián)一個(gè)濾波電容C)。如下圖2：

圖2　單相橋式整流電容濾波電路　　　　　　圖3　濾波前后波形圖

其工作原理是：

當(dāng)u2處于正半周時(shí)，二極管D1和D3導(dǎo)通，變壓器的次端電壓u2給電容器C充電。

當(dāng)u2處于負(fù)半周時(shí)，二極管D2和D4導(dǎo)通，電容C以指數(shù)規(guī)律向負(fù)載RL放電。

經(jīng)過(guò)整流電路和濾波電路后可以看出，正弦交流電變?yōu)榱擞胁y的平滑的直流電，也就是說(shuō)，電壓、電流會(huì)隨時(shí)間發(fā)生變化。雖然后面有穩(wěn)壓電路，但是只是對(duì)電壓進(jìn)一步穩(wěn)定，并不能讓電流變?yōu)楹愣ㄖ绷麟?。所以?dāng)學(xué)生電源輸出檔位打在直流電時(shí)，輸出的是大小有一定波動(dòng)的直流電，而變壓器可以在這種環(huán)境下工作。

2反思與啟迪

經(jīng)過(guò)對(duì)這一問(wèn)題的探討，筆者感觸頗多。作為青年教師，對(duì)很多知識(shí)點(diǎn)的處理不夠完善，或者說(shuō)知識(shí)點(diǎn)儲(chǔ)備不夠全面，所以看似簡(jiǎn)單的教學(xué)變得復(fù)雜。那么，青年物理教師該如何解決教學(xué)中的疑難問(wèn)題？我們建議：

一要認(rèn)真研讀教材，做好備課工作。青年教師很多是剛畢業(yè)不久的大學(xué)生或研究生，對(duì)近幾年教材的變動(dòng)、教學(xué)的改革不甚了解，加上身份上從學(xué)習(xí)者到教學(xué)者的轉(zhuǎn)變，難免導(dǎo)致教學(xué)上出現(xiàn)問(wèn)題。這種情況下就需要認(rèn)真研究大綱和教材，包括初中和高中階段所有的教學(xué)內(nèi)容，這樣才能掌握教材的科學(xué)體系、知識(shí)結(jié)構(gòu)，以便處理好各知識(shí)點(diǎn)的銜接，以及更好地把握各知識(shí)點(diǎn)的深度和廣度。另外，青年教師一般工作任務(wù)較重，以致教學(xué)精力不足，就如備課，課前教師準(zhǔn)備不充分，沒(méi)理清思路，講的時(shí)候邏輯性不夠，加上表達(dá)能力欠缺，一堂課下來(lái)，老師累，學(xué)生更累。正所謂磨刀不誤砍柴工，課前備好了，課上得自然輕松。

二要加強(qiáng)自身學(xué)習(xí)，提高專業(yè)素養(yǎng)。隨著科技的發(fā)展和教學(xué)實(shí)踐，更多的中學(xué)物理教師意識(shí)到，想要教好中學(xué)物理，除了普通物理知識(shí)要掌握好，電工學(xué)，電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)等知識(shí)都應(yīng)該全面深入地扎扎實(shí)實(shí)鉆研，一個(gè)基礎(chǔ)雄厚的中學(xué)物理教師，正是在于他能將教材中那些抽象深?yuàn)W的理論通俗形象地講授給學(xué)生，使學(xué)生易于接受。要做到這點(diǎn)，沒(méi)有精深的物理專業(yè)知識(shí)是不可能的。所以青年教師哪怕工作再忙，平常也需多練練手做做題，不懂的查資料，問(wèn)同事，多看相關(guān)書籍雜志，及時(shí)給自己“充電”，教學(xué)中也會(huì)少很多疑難了。

三要及時(shí)反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)信息，調(diào)整教學(xué)進(jìn)度。很多青年教師剛開始教學(xué)會(huì)比較激進(jìn)。不管是簡(jiǎn)單的還是較難的概念和規(guī)律，總認(rèn)為學(xué)生剛接觸就能理解透、掌握深、運(yùn)用巧，而錯(cuò)估學(xué)生水平會(huì)發(fā)現(xiàn)教學(xué)變得很艱難。一個(gè)概念的形成，往往是需要經(jīng)過(guò)一個(gè)循序漸進(jìn)的教學(xué)過(guò)程，也才符合人們的認(rèn)識(shí)規(guī)律。象瞬時(shí)速度與加速度這2個(gè)概念，隨著教學(xué)進(jìn)程的發(fā)展、學(xué)生的認(rèn)識(shí)不斷深入，再通過(guò)學(xué)習(xí)勻變速直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)以及動(dòng)力學(xué)后，才能比較牢固的掌握它們。所以，如果遇到學(xué)生難以接受的知識(shí)，教師要把握全局，及時(shí)地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)信息，適當(dāng)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，加強(qiáng)基礎(chǔ)訓(xùn)練，然后才能逐步升級(jí)。

四要及時(shí)反思，做好總結(jié)。教學(xué)反思能通過(guò)教師的再一次思考和認(rèn)識(shí)來(lái)總結(jié)教學(xué)中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，以便提高教師的教學(xué)水平。教學(xué)反思的對(duì)象包括教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過(guò)程以及教學(xué)方法。比如有些青年教師備課充分，對(duì)講授內(nèi)容十分嫻熟，但教學(xué)過(guò)程卻顯呆板，且教學(xué)效果不盡人意等等，這就是疏于教學(xué)反思和總結(jié)造成的結(jié)果。所以，需要專業(yè)的成長(zhǎng)和能力的提升，要做好教學(xué)反思及總結(jié)。

3結(jié)語(yǔ)

從剛?cè)胄械摹安锁B”過(guò)渡到名師，這個(gè)過(guò)程需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力，所以青年教師在教學(xué)中遇到困難時(shí)，不要?dú)怵H，多花心思在研讀教材和備課上，努力加強(qiáng)自身學(xué)習(xí)提高專業(yè)素養(yǎng)，及時(shí)反思并總結(jié)遇到的教學(xué)問(wèn)題，多跟有經(jīng)驗(yàn)的教師請(qǐng)教，積累經(jīng)驗(yàn)。能做到這些成為一名優(yōu)秀教師指日可待。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張大昌，彭前程.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理選修3-2[M].3版.北京：人民教育出版社出版，2010.

[2] WANG Neng-zhou. 什么叫電容的濾波作用——低頻半波整流電路[DB/OL]. (2013-05-06)[2015-05-25].http://wenku. baidu. com/link?url.

(責(zé)任校對(duì)晏小敏)

中圖分類號(hào)：G63

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1674-5884(2016)02-0019-03

作者簡(jiǎn)介：曹晶(1989- )，女，湖南益陽(yáng)人，中學(xué)二級(jí)，碩士生，主要從事學(xué)科教學(xué)(物理)研究。

收稿日期：20150702

doi:10.13582/j.cnki.1674-5884.2016.02.006