对《变压器》一节的设计与思考

李　庆

新海高级中学，江苏省连云港市222006

摘要：作者就《变压器》一节的教学进行了详述，在该节的教学中教师采用探究式的教学方式，让整节课始终以问题解决的线索贯穿，对学生的问题解决能力有了一定的促进。

关键词：探究；问题；能力

中图分类号：G633.7 文献标识码：A文章编号：1003-6148(2009)3(S)-0031-2お

探究式教学是创新教学的一种模式，其宗旨是通过探究问题的解决，促进学生的自主活动和积极思考，从而使学生的知识与技能、思想与方法、兴趣与爱好等得到和谐发展。采用这种教学模式的关键是设计出一系列的探究问题，让学生通过多方寻求答案，解决疑问，并从中发现、提出和解决问题，使探究活动不断走向深入，从而达到培养学生自主、合作、探究的能力，更好地实现对物理概念的理解。

1 教学设计的背景和思路

新课程的理念就是让学生学会探究学习。《变压器》这一堂课应该是新课程改革中一节典型的培养学生探究能力的课型。因此如何设计好这一节课就显得至关重要。本节课的内容是以设计问题展开的。希望通过演示实验去培养学生观察问题、分析问题的能力；通过分组实验去培养学生的设计、动手、探究、合作等方面的能力。

2 教学设计的过程和分析

探究设计1 发电厂发电机发出的交流电压一般都是几万伏，而生活、生产中所需的电压往往各有不同。比如：普通照明电压为220V；一般收音机、录音机、MP3等用电器的电源电压不超过10V；而电视机显像管却需要10kV以上的高电压。这些不同的电压该如何获得呢？显然需要有一种改变电压的仪器的出现——变压器。而变压器是怎样改变电压的呢？

评注 通过新课引入引起学生对学习内容的探究兴趣，同时这样的引入也符合学科的特点及教材自身的性质。

探究设计2 让学生思考以下问题：一闭合铁心，两边绕上两组线圈，一组接上低压交流电，另一组接上小灯泡。小灯泡会发光吗？

学生初探：会发光，然后让学生上来演示这个小实验，结果真的发光了。

探究设计3 若电源换成直流电，灯泡还会发光吗？

学生初探：不发光，学生上来继续演示，结果灯泡不发光。为什么呢？

学生分析：由于交变电流在原线圈中产生了交变磁场，磁场通过闭合铁心在副线圈也产生了交变磁通量，从而在副线圈中产生了感应电动势。若是恒定电流，副线圈中的磁通量是不变的。所以副线圈无感应电动势，灯泡不亮。

教师呼应：这位同学回答好不好？（大多数说好，但其中有一位同学问副线圈中的电流会不会在原线圈中也产生感应电动势呢？）

教师回答：问得很好。大家可以思考：实际上副线圈中电流也应在原线圈中产生感应电动势，也就是说两个线圈中的电流都能在线圈中产生磁通量，实际上进行互感。因此，变压器的原理实际上是特殊的电磁感应原理，并且原、副线圈在进行互感。

评注 美国教育家布鲁克曾经说过：“最精湛的教育艺术就是让学生自己提出问题”。但如何选择提问的切入口却是进行科学探究的一个比较值得关注的要素。不过，只要学生经历过若干次这样的开放性探究活动的体验之后，他们就能逐渐积累到一些经验，这对学生的终身发展具有积极的意义。

探究设计4 线圈两端的电压与线圈的匝数可能会有什么关系呢？能不能简单的判定线圈的匝数越多，它两端的电压就越高？或许两个线圈的匝数都对原、副线圈两端的电压都有影响？也许……

每组有一变压器、电压表、学生电源及导线若干，同学们可以设计一下实验步骤，如何探究原、副线圈两端的电压与匝数之间的关系。并画出相应的表格。

学生探究设计：

（1）先保持原电压和原线圈匝数不变，改变副线圈的匝数；

（2）保持副线圈的匝数和电源电压不变，改变原线圈的电压；

（3）保持电源电压不变，任意改变原、副线圈的匝数；

（4）保持原、副线圈匝数不变，只改变电源电压。

学生做完实验后，找两位同学把本组所做的实验数据写在黑板上。分析数据，看看原、副线圈的电压与它们的匝数有什么样的规律？

结论 原、副线圈上电压比基本上等于它们的匝数比。

探究设计5 为什么是基本等于呢？

学生一：实验有误差；学生二：因为线圈有电阻，有能量损失；学生三：因为有漏磁现象。教师回应：回答很好。应该说三种情况均存在，如果没有漏磁现象和能量损耗，原、副线圈两端电压比应等于它们的匝数比。

探究设计6 通过理论推导，能否得出变压器的原、副电压比。

由于互感，原、副线圈中任意时刻磁通量的变化率是一样的，因此线圈两端的电动势为E=nΔφΔt。在忽略线圈内阻的情况下，两端电压U=E，因此，原、副线圈两端的电压比也应等于它们的匝数比。

评注 探究式教学是以学生发展为本，重视在知识获得的过程中培养学生的自主探究意识，掌握探究方法，提高探究能力。这一节的中心内容是变压器的原、副线圈两端的电压比与它们的匝数比的关系。直接通过理论推导得出结论，不利于探究能力、实验能力的培养；不利于探究过程的体验；不利于对物理内容的理解加深。因此这一节课的设计是把这一重要内容留给学生自己完成。

3 教学设计的反思和感悟

传统的教学都是先罗列知识，再列举题型，并讲解相应的解题套路，最后进行强化练习。这样的训练似乎也挺扎实，但由于学生的思维自始自终处于被动状态，因而一旦遇上难以对上套路的问题，便显得束手无策。在新课程改革的背景下，为了激发学生的创新意识，应倡导自主、探究、合作和交流为主的新的教学方式，但由于传统观念依然根深蒂固，长期形成的教学习惯难以更改。

本堂课的设计，把自主研究和目标研究、提出问题与解决问题、独立思考与合作交流等有机地结合了起来，从而使教学能有序、和谐地展开。在教学过程中，学生的知识结构被建构，物理教学思想和方法被激活，创新意识被唤起。

学生课后对本节课的评价是：有新鲜感、生动有趣、思路开阔。但想要实施这种开放式的教学模式，对教师课前的精心准备和预设，课堂上的教学机智和生成评价等，都提出了严峻的挑战。

教与学的方式本应是多种多样的，因为只有这样，课堂教学才会焕发出生机和活力。通过这堂开放性探究课的实践与尝试，笔者的最大感触是：学生的学习潜能是无穷的，只要我们去积极开发和引导，他们的智慧就必定会放射出耀眼的光芒，从而为物理教学增光添彩。

(栏目编辑邓 磊)