陶佳 袁海泉
[摘 要]電路是初中物理中的重要內(nèi)容,也是中考重點(diǎn)考查的內(nèi)容。文章通過(guò)對(duì)中考“電路連接”類題目的研究,提升這類問(wèn)題的教學(xué)效果和初中生的電路分析能力。
[關(guān)鍵詞]電路連接;中考題;物理教學(xué)
[中圖分類號(hào)] G633.7 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-6058(2018)14-0046-02
初中電學(xué)內(nèi)容一直是初中物理教學(xué)的重點(diǎn),也是教學(xué)難點(diǎn)。同時(shí),這部分內(nèi)容也是中考重點(diǎn)考查的內(nèi)容。 2011年版初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)中,對(duì)電學(xué)內(nèi)容的要求如下:1.從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識(shí)電源和用電器的作用。2.知道電壓、電流和電阻;通過(guò)實(shí)驗(yàn),探究電流與電壓、電阻的關(guān)系;理解歐姆定律。3.會(huì)看、會(huì)畫(huà)簡(jiǎn)單的電路圖;會(huì)連接簡(jiǎn)單的串聯(lián)電路和并聯(lián)電路;能說(shuō)出生產(chǎn)、生活中采用簡(jiǎn)單串聯(lián)或并聯(lián)電路的實(shí)例;了解串、并聯(lián)電路電流和電壓的特點(diǎn)。4.會(huì)使用電流表和電壓表。實(shí)際教學(xué)中,大部分學(xué)生表示電學(xué)學(xué)起來(lái)比較困難,很多教師也認(rèn)為電學(xué)內(nèi)容比較難教。筆者認(rèn)為,電學(xué)難學(xué)的原因大概有三點(diǎn):1.電學(xué)知識(shí)與初中其他內(nèi)容相比比較抽象,初中生學(xué)習(xí)時(shí)還是以形象思維為主,這就使得他們理解電學(xué)知識(shí)時(shí)較為費(fèi)力。2.電學(xué)中的物理概念、規(guī)律較多,學(xué)生的認(rèn)知水平較低,很容易混淆。3.教師在教學(xué)過(guò)程中對(duì)學(xué)生的知識(shí)掌握情況了解不深,對(duì)電學(xué)教學(xué)采取什么樣的教學(xué)策略研究不夠。
筆者對(duì)近幾年各地的中考卷進(jìn)行分析研究后發(fā)現(xiàn),中考電路考查的內(nèi)容大概可分為以下三種類型:1.電路的基本連接方式;2.分析判斷電路故障;3.電路設(shè)計(jì)。筆者選擇了一些中考中的典型題目,并就這些問(wèn)題提出一些教學(xué)上的見(jiàn)解,希望能夠?qū)﹄娐方虒W(xué)有所幫助。
一、電路連接類問(wèn)題
電路貫穿了整個(gè)電磁學(xué)的始終,很多電磁問(wèn)題需要分析研究電路。簡(jiǎn)單電路的構(gòu)成元件以及各種元件的電學(xué)符號(hào)是分析電路問(wèn)題的基礎(chǔ)。解決中考中的電路題,基本策略就是研究電路的連接方式。比如下面這道2016年山東濟(jì)南市中考模擬沖刺卷中的題目便是考查基本電路連接問(wèn)題。
題目1:小峰為了探究某電動(dòng)玩具車(chē)內(nèi)部電動(dòng)機(jī)與指示燈的連接方式。他將這輛玩具車(chē)的電池取下,保持開(kāi)關(guān)閉合。轉(zhuǎn)動(dòng)車(chē)輪,車(chē)上的指示燈還能發(fā)光。進(jìn)一步探究發(fā)現(xiàn),玩具車(chē)內(nèi)部電路是由電源、開(kāi)關(guān)、電動(dòng)機(jī)、指示燈各一個(gè)組成的,則該玩具車(chē)電路中電動(dòng)機(jī)與指示燈( )。
A.可以確定,一定串聯(lián)
B.可以確定,一定并聯(lián)
C.可以確定,串聯(lián)、并聯(lián)都行
D.需要再斷開(kāi)開(kāi)關(guān),轉(zhuǎn)動(dòng)車(chē)輪,觀察指示燈是否發(fā)光,才能判斷
分析:這類題目,在教學(xué)時(shí),應(yīng)始終從“串聯(lián)電路中各元件相互影響,不能獨(dú)立工作,并聯(lián)電路中各元件互不影響,能獨(dú)立工作”這一特征出發(fā),引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)題意與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷燈泡與電動(dòng)機(jī)的連接方式。
蘇科版教材講了兩種電路的連接方式,串聯(lián)電路與并聯(lián)電路。學(xué)生必須要牢記這兩種連接方式的性質(zhì)與特點(diǎn)。串聯(lián)電路的特點(diǎn)是:(1)各用電器逐個(gè)順次連接;(2)電流只有一條通道;(3)用電器同時(shí)工作或不工作,相互影響;(4)開(kāi)關(guān)控制整個(gè)電路,開(kāi)關(guān)的位置改變,控制作用不變。 并聯(lián)電路的特點(diǎn)是:(1)用電器并列連接; (2)電流有多條通道;(3)用電器彼此獨(dú)立工作,互不影響;(4)干路中的開(kāi)關(guān)控制整個(gè)電路,支路中的開(kāi)關(guān)控制該支路中的用電器。在教學(xué)過(guò)程中,教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和探究欲望的情境。教師創(chuàng)設(shè)的情境應(yīng)盡量貼近生活,比如生活中用電器的串并聯(lián)。學(xué)生在考試時(shí)遇到的不可能都是最簡(jiǎn)單基礎(chǔ)的串聯(lián)電路和并聯(lián)電路。在教學(xué)中,教師應(yīng)使學(xué)生明白不管電路多么復(fù)雜,歸根結(jié)底它們都符合串并聯(lián)電路的電壓、電流、電阻特點(diǎn)。串聯(lián)電路只有一條通道,并聯(lián)電路有多條通道,找到分支點(diǎn),同時(shí)根據(jù)電流的流向,就很容易把握并聯(lián)電路圖。教師要讓學(xué)生養(yǎng)成在分析電路圖時(shí)標(biāo)出電流方向的習(xí)慣。這樣能夠比較容易辨認(rèn)和抓住電路的特點(diǎn)。
二、判斷、分析電路故障
中考中的電路故障題目一般包括簡(jiǎn)單電路故障和實(shí)驗(yàn)電路故障。簡(jiǎn)單電路故障主要考查簡(jiǎn)單電路中由于電路斷路或短路而引起的電路故障;實(shí)驗(yàn)電路故障則考查實(shí)驗(yàn)中由于操作不當(dāng)或接線錯(cuò)誤造成的電路故障。電路故障問(wèn)題在初中階段是一個(gè)教學(xué)難點(diǎn),學(xué)生對(duì)電路故障的判斷分析都比較困難,但這又是近幾年中考的熱點(diǎn)。以2016年鎮(zhèn)江市中考物理選擇題12題為例。
題目2:如圖1所示,閉合開(kāi)關(guān)后,無(wú)論如何移動(dòng)滑片P,小燈泡始終不亮,已知導(dǎo)線及各處連接完好。為查找故障,開(kāi)關(guān)閉合后,用電壓表測(cè)得三次兩接線柱間電壓如下表所示,則( ) 。
A. 只可能是小燈泡發(fā)生短路故障
B. 只可能是小燈泡發(fā)生斷路故障
C. 還需測(cè)得H、G間電壓,才能判定滑動(dòng)變阻器是否發(fā)生斷路故障
D. 還需測(cè)得G、B間電壓,才能判定滑動(dòng)變阻器是否發(fā)生斷路故障
分析:教師在講解這道題時(shí),可先假設(shè)元件出現(xiàn)短路或斷路故障,引導(dǎo)學(xué)生判斷此時(shí)電表的示數(shù)如何變化,并與題目中的示數(shù)進(jìn)行對(duì)比,最后判斷得出正確答案。
牢固掌握基礎(chǔ)知識(shí)是學(xué)生正確分析判斷電路故障的關(guān)鍵。教師在這部分知識(shí)的教學(xué)中應(yīng)注意循序漸進(jìn),逐漸深入,切忌毫無(wú)條理。簡(jiǎn)單的電路故障,只需判斷電路的斷路、短路情況,教師在講解電路的斷路、短路時(shí),要突出斷路和短路的特點(diǎn)、性質(zhì)以及在電表儀器示數(shù)上的表現(xiàn)。其次要教會(huì)學(xué)生分析電路圖或?qū)嵨飯D,判斷電路的連接方式,這樣才能根據(jù)電路出現(xiàn)的現(xiàn)象與電表的示數(shù)判斷電路的故障。而實(shí)驗(yàn)電路故障更是要學(xué)生掌握各種元件的使用方法。這就要求教師在平時(shí)的教學(xué)中增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)。很多學(xué)生對(duì)電路故障的一些現(xiàn)象無(wú)法理解,比如當(dāng)電壓表接線柱間發(fā)生斷路時(shí),電壓表有示數(shù),且示數(shù)就是電源電壓這一問(wèn)題。教師可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)的直觀效果,引起學(xué)生的興趣,再根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行理論分析。學(xué)生很可能對(duì)此產(chǎn)生感性認(rèn)識(shí),對(duì)原理的理解就會(huì)深刻一點(diǎn),記憶也會(huì)長(zhǎng)久一些。電路故障的題目很多,題型千變?nèi)f化,但是萬(wàn)變不離其宗,教師可以選擇一些簡(jiǎn)單的典型例題,將其講透。再選擇難度較深,電路更加復(fù)雜的題目,逐步增強(qiáng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力。
三、電路設(shè)計(jì)
電路的設(shè)計(jì)是如今中考的一個(gè)熱點(diǎn),也是教學(xué)中的難點(diǎn)。這種題型要求學(xué)生首先要將電路的基本概念牢記于心,對(duì)串、并聯(lián)電路的連接方式及基本特點(diǎn)把握到位,且要具有一定的生活常識(shí)。電路的設(shè)計(jì)一般包括生活類電路設(shè)計(jì)和電學(xué)實(shí)驗(yàn)類電路設(shè)計(jì)兩種。
生活類電路設(shè)計(jì)是根據(jù)一些現(xiàn)實(shí)生活中的特殊要求設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的電路,比如樓梯燈電路設(shè)計(jì)、紅綠燈電路設(shè)計(jì)、病房呼叫系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)。生活類電路設(shè)計(jì)題貼近我們的日常生活,同時(shí)體現(xiàn)了課標(biāo)中從生活走向物理、從物理走向社會(huì)的思想。教師可以通過(guò)這部分內(nèi)容的教學(xué)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,增強(qiáng)學(xué)生的生活技能,為學(xué)生以后的學(xué)習(xí)、生活打下基礎(chǔ)?,F(xiàn)以2016年江蘇省泰州市中考物理選擇題27題為例。
題目3:如圖2所示,是四種模擬病房呼叫電路的設(shè)計(jì)圖,其中設(shè)計(jì)最佳的是( )。
分析:講解這道題時(shí),教師首先要使學(xué)生弄明白病房呼叫系統(tǒng)的工作原理,再結(jié)合題目與電路連接方式的特點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生選擇正確的連接方式。
實(shí)踐活動(dòng)就是簡(jiǎn)單的電路設(shè)計(jì),但是很多教師并不重視綜合實(shí)踐內(nèi)容。實(shí)際教學(xué)中,可以通過(guò)綜合實(shí)踐活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,增加他們的動(dòng)手能力,提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。生活類電路設(shè)計(jì)問(wèn)題對(duì)學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)要求較高,教師在設(shè)計(jì)電路之前可通過(guò)播放多媒體動(dòng)畫(huà)、視頻給學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)物理情境,幫助學(xué)生建構(gòu)設(shè)計(jì)思路,比如上面病房呼叫電路的設(shè)計(jì),教師就可以播放一個(gè)病房呼叫的視頻,引導(dǎo)學(xué)生思考需要哪些電路元件,元件之間分別是什么連接方式,這樣學(xué)生就可以比較輕松地設(shè)計(jì)電路了。同樣,教師也可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)電路。比如樓梯燈電路設(shè)計(jì),可以將實(shí)驗(yàn)所需的器材呈現(xiàn)出來(lái),讓學(xué)生自己進(jìn)行探究。電學(xué)實(shí)驗(yàn)的電路設(shè)計(jì)不是唯一的,根據(jù)題目的要求,可以有很多種連接方式。教師在教學(xué)中應(yīng)注重調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維,鼓勵(lì)學(xué)生合作、交流,對(duì)學(xué)生提出的不同方法給予鼓勵(lì)和表?yè)P(yáng)。再配合課后相應(yīng)電路設(shè)計(jì)進(jìn)行鞏固提升。
綜上所述,電學(xué)知識(shí)在初中物理教學(xué)中占有重要地位,是中考物理重點(diǎn)考查內(nèi)容。教師應(yīng)不斷摸索,根據(jù)中考要求,不斷提高教學(xué)質(zhì)量。
[ 參 考 文 獻(xiàn) ]
[1] 郁美華. 初中電路圖相關(guān)知識(shí)的教學(xué)研究[D].蘇州:蘇州大學(xué),2015.
[2] 陳宗獻(xiàn). 初中“電路故障問(wèn)題剖析與診斷”[J]. 中學(xué)物理,2015,33(24):96-97.
[3] 孫建生. 巧設(shè)情境 引導(dǎo)探究:“電路連接的基本方式”教學(xué)設(shè)計(jì)[J]. 中學(xué)物理,2011,29(24):36-38.
(責(zé)任編輯 易志毅)