劉繼

摘 要：學(xué)生的參與程度是評(píng)價(jià)課堂教學(xué)效果的重要指標(biāo)之一，但學(xué)生能否積極參與以及參與的程度都與學(xué)生的基礎(chǔ)有關(guān)。教師要充分了解學(xué)生的基礎(chǔ)，分析學(xué)生的不足與困難，加強(qiáng)必要的指導(dǎo)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，使學(xué)生真正參與到課堂學(xué)習(xí)中來(lái)，體驗(yàn)學(xué)習(xí)的樂(lè)趣。

關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)；參與；變壓器；課堂學(xué)習(xí)

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2018）1-0030-3

美國(guó)教育家彼得克萊恩說(shuō)：“學(xué)習(xí)的三大要素是接觸、綜合分析、實(shí)際參與?！眮喞锸慷嗟乱灿幸痪涿裕骸案嬖V我的我會(huì)忘記，給我看的我會(huì)記住，讓我參與的我會(huì)理解?！边@就啟示我們：在課堂教學(xué)中學(xué)生只有積極參與學(xué)習(xí)活動(dòng)才能實(shí)現(xiàn)主動(dòng)發(fā)展。學(xué)生參與教學(xué)活動(dòng)需要一定的知識(shí)基礎(chǔ)，教師要了解學(xué)生的知識(shí)、能力水平，從學(xué)生實(shí)際出發(fā)，精心設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)。否則，即使調(diào)動(dòng)起了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，學(xué)生也很難真正參與到學(xué)習(xí)活動(dòng)中來(lái)，學(xué)生學(xué)習(xí)的潛能得不到充分發(fā)揮，學(xué)習(xí)效果不佳，反過(guò)來(lái)影響參與的積極性。因此，課前教師要分析學(xué)生的不足和困難；教學(xué)中，教師要為學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)做好必要的準(zhǔn)備，針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)上的困難做好必要的引導(dǎo)，遇到學(xué)生有知識(shí)遺忘，還要進(jìn)行及時(shí)的復(fù)習(xí)。

某版本高中《物理》“3-2”教材中，對(duì)變壓器U1：U2=n1：n2公式的得出采用實(shí)驗(yàn)探究的方法。而在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，由于變壓器鐵芯的漏磁和原、副線(xiàn)圈電阻的實(shí)際存在，以及兩個(gè)演示用的電壓表測(cè)量誤差不完全相同，都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，有時(shí)偏差還很大。學(xué)生很難通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出正確公式，往往是教師解釋實(shí)驗(yàn)誤差的原因，然后讓學(xué)生直接接受這個(gè)公式。這樣的教學(xué)顯然缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性，不利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和能力的培養(yǎng)。課后“發(fā)展空間”中提到了理論推導(dǎo)的方法，增加了知識(shí)得出的嚴(yán)密性，筆者認(rèn)為可以在課堂上學(xué)習(xí)。但布置學(xué)生自學(xué)后，學(xué)生提出了兩個(gè)問(wèn)題：（1）請(qǐng)看教材中的描寫(xiě)：“……在理想情況下，忽略了漏磁，因此，通過(guò)每匝線(xiàn)圈的磁通量都相等……”。對(duì)這個(gè)問(wèn)題，學(xué)生很難理解。因?yàn)閷W(xué)生以前學(xué)過(guò)的是通電螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)相當(dāng)于一個(gè)條形磁鐵的磁場(chǎng)，線(xiàn)圈外部的磁感線(xiàn)是分散的，不能接受鐵芯能使磁感線(xiàn)絕大部分通過(guò)鐵芯的結(jié)論。要接受這部分知識(shí)，學(xué)生需要有相應(yīng)的實(shí)踐性經(jīng)驗(yàn)和理性認(rèn)識(shí)。（2） 再看教材中的描寫(xiě)：“……因?yàn)楹雎粤嗽?、副線(xiàn)圈的電阻，因此加在原線(xiàn)圈兩端的電壓U1總是跟它產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1大小相等，而副線(xiàn)圈的輸出電壓U2就等于它的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2……”。因?yàn)閷W(xué)生沒(méi)有學(xué)過(guò)反電動(dòng)勢(shì)，不能理解不計(jì)內(nèi)阻的線(xiàn)圈兩端會(huì)有電壓，更不能理解U1=E1這個(gè)關(guān)系，要想搞清這個(gè)問(wèn)題，必須讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)際的實(shí)驗(yàn)操作。

這兩個(gè)問(wèn)題不解決，學(xué)生對(duì)變壓器原、副線(xiàn)圈電壓與匝數(shù)關(guān)系的理論推導(dǎo)只能說(shuō)是流于形式。這樣的參與學(xué)習(xí)是不深入的，直接影響學(xué)生對(duì)公式的深刻理解和正確使用。所以，如何采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄒ龑?dǎo)學(xué)生理解這兩個(gè)問(wèn)題就成了本節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)，也是學(xué)生能不能真正參與到學(xué)習(xí)活動(dòng)中的關(guān)鍵。為了使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)和理解這兩個(gè)問(wèn)題，筆者采用了實(shí)踐探究與邏輯推理相結(jié)合的方法，具體設(shè)計(jì)如下：

1 探究線(xiàn)圈兩端電壓與電源電壓的關(guān)系

演示實(shí)驗(yàn)：如圖1所示，連接電路，兩個(gè)線(xiàn)圈一樣，兩個(gè)電阻R1=R2，圖1中所接是交流電源，圖2中所接電源是直流（交流電源電動(dòng)勢(shì)的有效值與直流電源的電動(dòng)勢(shì)相同），分別用電壓表V1 和V2測(cè)線(xiàn)圈兩端的電壓。教師邊引導(dǎo)邊演示，學(xué)生邊觀察邊記錄。學(xué)生通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)電壓表V1讀數(shù)較大，而V2讀數(shù)較小。

教師提出問(wèn)題：為什么兩個(gè)電壓表的讀數(shù)不同呢？

學(xué)生回答：圖1中用的是交流電，線(xiàn)圈會(huì)發(fā)生自感，有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)存在；圖2中用的是直流電，線(xiàn)圈沒(méi)有發(fā)生自感，但線(xiàn)圈有很小的電阻，由歐姆定律可知線(xiàn)圈兩端會(huì)有較小的電壓，所以V1的讀數(shù)比V2的大。

教師：對(duì)學(xué)生的回答適當(dāng)補(bǔ)充后繼續(xù)提問(wèn)，如果線(xiàn)圈沒(méi)有電阻，這兩個(gè)電壓表讀數(shù)又如何？

學(xué)生回答：由歐姆定律可知V2讀數(shù)為零；圖1中接的是交流電，線(xiàn)圈仍有自感現(xiàn)象，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，所以V1有讀數(shù)。

教師：同學(xué)們回答得很好！從等效電路的角度來(lái)看，圖1中的線(xiàn)圈產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，可以看作是一個(gè)在充電的電源，它的電動(dòng)勢(shì)E1與加在線(xiàn)圈兩端的電壓U1的作用是相反的，等效電路如圖3所示。請(qǐng)大家思考，當(dāng)電源內(nèi)阻不計(jì)、線(xiàn)圈電阻為零、電阻R1阻值也為零時(shí)，U1與E1的關(guān)系。

學(xué)生：U1=E1

2 探究鐵芯對(duì)磁場(chǎng)的作用

演示實(shí)驗(yàn)：如圖4所示，將線(xiàn)圈1和線(xiàn)圈2并排放著，線(xiàn)圈1接交流電源，線(xiàn)圈2接交流電壓表。

教師提問(wèn)：給線(xiàn)圈1接通電源，電壓表有讀數(shù)嗎？什么原因？

學(xué)生回答：有，線(xiàn)圈1上的電流產(chǎn)生了變化的磁場(chǎng)使線(xiàn)圈2的磁通量發(fā)生了變化，所以線(xiàn)圈2產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

教師演示實(shí)驗(yàn)：讓學(xué)生觀測(cè)電壓表的讀數(shù)，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)電壓表讀數(shù)很小，幾乎為零。

教師提問(wèn)：電壓為什么這么小？

學(xué)生回答：線(xiàn)圈2中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)很小。

教師繼續(xù)追問(wèn)：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小與哪些因素有關(guān)？線(xiàn)圈2的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)很小是什么原因？

學(xué)生回答：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，線(xiàn)圈2中的磁通量變化率很小。

教師引導(dǎo)學(xué)生畫(huà)出線(xiàn)圈1上的電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁感線(xiàn)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到只有少量的磁感線(xiàn)能穿過(guò)線(xiàn)圈2，從而認(rèn)識(shí)：穿過(guò)線(xiàn)圈2的磁感線(xiàn)越少，對(duì)應(yīng)的磁通量變化率也越小。

教師提問(wèn)：如果不改變交流電源的電壓、頻率、兩個(gè)線(xiàn)圈的匝數(shù)，你還有哪些方法來(lái)提高線(xiàn)圈2產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)呢？

學(xué)生：大部分學(xué)生想到將線(xiàn)圈2向線(xiàn)圈1靠攏；可能有少量學(xué)生提出將線(xiàn)圈2放在線(xiàn)圈1的正上方并靠近線(xiàn)圈1。

教師：根據(jù)學(xué)生的想法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明學(xué)生所提的方法是可行的。

教師：你能解釋其中的原因嗎？endprint

學(xué)生：上述兩種做法都使線(xiàn)圈2的磁通量增加了，這樣線(xiàn)圈2中的磁通量的變化率也變大了，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，線(xiàn)圈2產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也就變大了。

教師：對(duì)學(xué)生的回答給予及時(shí)肯定，并及時(shí)做好總結(jié)。通過(guò)逐一展示下列幾幅圖（如圖5）對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行補(bǔ)充，讓學(xué)生對(duì)問(wèn)題的理解更形象。

教師繼續(xù)提問(wèn)：如果不改變線(xiàn)圈1、2之間的距離，還有什么方法來(lái)增大線(xiàn)圈2中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)呢？

學(xué)生根據(jù)現(xiàn)有的知識(shí)基礎(chǔ)是想不出更好辦法的。此時(shí)，教師作必要的引導(dǎo)：剛才提到的方法都是通過(guò)移動(dòng)線(xiàn)圈來(lái)增加線(xiàn)圈2的磁通量，線(xiàn)圈1產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感線(xiàn)并沒(méi)有發(fā)生變化，現(xiàn)在能否不移動(dòng)線(xiàn)圈而讓磁感線(xiàn)發(fā)生變化，“主動(dòng)”穿過(guò)線(xiàn)圈2，從而使線(xiàn)圈2的磁通量增加呢？

教師演示實(shí)驗(yàn)：教師展示一個(gè)不閉合的鐵芯，把線(xiàn)圈1、2分別套在鐵芯兩邊，然后重復(fù)做前面圖4所示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生會(huì)觀察到電壓表的讀數(shù)比之前明顯增加，這讓學(xué)生十分驚訝。教師再把鐵芯閉合，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)電壓表的示數(shù)更大了。這樣的實(shí)驗(yàn)極大地激發(fā)了學(xué)生的好奇心，讓學(xué)生的情緒更加激動(dòng)和興奮，使學(xué)生對(duì)后面的學(xué)習(xí)充滿(mǎn)了渴望，同時(shí)學(xué)生學(xué)習(xí)的潛能也能得到激發(fā)。

教師繼續(xù)提問(wèn)：在前面的實(shí)驗(yàn)中鐵芯起到了什么作用，為什么閉合鐵芯的效果更好？

有了前面的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，再通過(guò)教師的介紹，學(xué)生對(duì)“閉合鐵芯能使磁感線(xiàn)絕大部分通過(guò)鐵芯”這個(gè)知識(shí)接受起來(lái)并不感覺(jué)那么生硬了，對(duì)這個(gè)新知識(shí)的掌握已經(jīng)是水到渠成的事了。

經(jīng)過(guò)這樣的教學(xué)過(guò)程，可以使學(xué)生非常信服得到的結(jié)論，真正理解了學(xué)到的知識(shí)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)與理論探究，大大增強(qiáng)了課堂上師生之間的互動(dòng)，使課堂氣氛更加活躍，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性更強(qiáng)。在這兩個(gè)問(wèn)題的解決過(guò)程中，學(xué)生自然了解了變壓器的結(jié)構(gòu)，理解了變壓器的原理，也為推導(dǎo)變壓器原、副線(xiàn)圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系式鋪平了道路。實(shí)踐證明：教師只有充分了解學(xué)生的基礎(chǔ)，知道學(xué)生的問(wèn)題所在，在教學(xué)中給予必要的引導(dǎo)，才能使學(xué)生克服思維障礙，真正參與到學(xué)習(xí)中來(lái)。

參考文獻(xiàn)：

[1]教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：人民教育出版社，2003：3-5.

[2]教育科學(xué)出版社.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)物理選修3-2[M].北京：教育科學(xué)出版社，2006：47-51.

[3]紀(jì)金忠，張軍. 問(wèn)題為中心的物理演示實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2017，46（8）：13-15.

[4]胡衛(wèi)平.物理學(xué)科核心素養(yǎng)的建構(gòu)[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2017，46（7）：1-3.endprint