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高中物理复习课的尝试教学模式研究

2012-07-19章小萍

物理教师 2012年9期
关键词:电容器滑动尝试

章小萍

(江苏宜兴市第一中学,江苏 宜兴 214200)

1 尝试教学理论简介

尝试教学理论是由我国邱学华先生创立的.他用40多年时间进行了尝试教学的研究,从尝试教学法到尝试教育理论,又因执着于“尝试”教育研究而成名成“家”.最终,邱学华先生形成了他一生中最重要的教育理念:学生能在尝试中学习,能在尝试中成功,能在尝试中创新.

尝试教学不是先由教师讲解,把知识都讲清楚了,再让学生做练习;而是先由教师提出问题,学生通过自习和互相讨论,依靠自身的努力,尝试运用已有的经验去解决新问题.然后教师根据学生尝试过程中遇到的困难及教材的重点和难点,有针对性地引导学生进行分析、归纳、提升.整个过程,把教师的主导作用和学生的主体作用有机地结合起来,使学生的尝试活动取得成功.尝试教学给教育、教师和学生都带来了很多成效.

从一定程度上说,尝试教学获得了很大的成功.但是另外一方面,由于落实不到位或者方法单一,光注重形式等,在尝试教学上还存在着很多的不足.例如,不能把课前、课中及课后的各种尝试活动紧紧结合起来.我们还必须思考:如何真正地把尝试教学落实到实处?又如,同样一份尝试性学案,发给学习基础不同的所有学生,使得学案发挥的效能还是不很明显!我们必须思考对尝试教学的教学方案进行调整和修改,使教师指导下的尝试学习更加合理化、更具有成效.再如,不同的课型应该灵活地运用尝试教学的不同变式,不能教条地照搬固定的模式等等.

尝试教学这种特定的教学方式决定了它对不同的教学内容具有不同的适应性.在教学过程中,不能把“尝试准备——尝试问题——尝试指导——尝试练习——尝试评价——再次尝试”这一基本模式机械、单一地强加于所有的课题,而必须根据教学内容的特点,选择合适的尝试教学模式.

本论文重点对高中物理的复习课课型的尝试教学模式进行实践研究,力图解决高中物理复习课课型适合怎样的尝试模式的有关问题.

2 “恒定电流”一章复习的尝试教学案例

本章为历年高考考点分布的重点区域之一,在高考中主要考查电路的计算,包括电阻的计算,串并联电阻的计算,电功、电热的计算(纯电阻电路、非纯电阻电路、混联电路等),闭合电路欧姆定律的计算,电压、电流、电阻的测量等.另外,由于该部分知识与学生实验结合十分紧密,因而常通过实验考查该部分知识的运用情况.不论是实验知识的检查,还是器材连接、数据处理、误差分析等,每年试题中都有所涉及,考得既具体又灵活,在复习中应予以足够的重视.由于内容比较多,本章复习安排2课时进行.第1课时:基本概念、规律和典型电路;第2课时:实验复习.

现将第1课时复习过程展现如下.

(1)尝试准备、尝试问题.

将全班学生分成3个小组,要求他们在课前按组相应完成下列任务.

第1小组:整理本章涉及的重点概念.

第2小组:找出本章涉及的定律或规律.

第3小组:总结各种典型电路问题及相应解决方法.

教师准备例题,复习课中的例题选择必须精心考虑,题目必须要有一定的基础性、典型性与综合性,要选择一些能“牵一发而动全身”的题目让学生尝试练习,帮助学生从中找出解题的规律与方法.还可选一些“一题多解”、“一题多变”的题目拓展学生的思路,促使学生通过复习有新的体验和新的收获.

(2)尝试指导、尝试练习、尝试评价(针对每一小组的内容轮流开展).

第1小组:

师:本章有哪些主要概念?

学生代表将自己整理好的知识点用实物投影展示,边展示边讲述.

第2小组:

师:本章涉及哪些物理定律?

在听取了第1小组代表发言后,第2小组代表用类似的方法总结出本章涉及到的3个定律:电阻定律、部分电路欧姆定律和闭合电路欧姆定律,并主动解释与的区别以及定律的适用范围.一般学生能主动地总结其适用范围,说明自学能力在逐步提高.

第3小组:

师:本章涉及哪些典型电路?

学生归纳:① 纯电阻电路;② 非纯电阻电路;③ 含电容电路问题.

接着,教师指出还有一类动态分析的问题也比较典型,并举例分析(用投影仪展示).

例1.已知电源电动势E=6.3V,内电阻r=0.5Ω,在如图1所示电路中,固定电阻R1=2Ω,R2=3Ω,R3是阻值为5Ω的滑动变阻器.按下开关S,调节滑动变阻器R3的触点,求通过电源的电流范围.

图1

同学甲解答:将R3的滑动触头滑至右端,使R3与R2串联再与R1并联.这时外电阻

再将滑动触头滑至左端,使R3与R1串联后再与R2并联.这时外电阻

师:请大家对同学甲的解答过程展开讨论,有不同意见可以提出.

同学乙举手:将原图化简成图2所示.这时外电路的结构是R′与R2串联,(R3—R′)与R1串联,然后这两串电阻再并联.要使通过电路中电流最大,外电阻应当最小,要使通过电源的电流最小,外电阻应当最大.

设R3中与R2串联的那部分电阻为R′,则外电阻R为

图2

因为当两数和为定值时,两数相等其积最大,两数差值越大其积越小.当R2+R′=R1+R3-R′时,R最大,解得R′=2Ω,R大=2.5Ω.

由闭合电路欧姆定律可列式求得

因为R1=2Ω<R2=3Ω,所以当变阻器的触头滑动到靠近R1端点时,两部分电阻差值最大.此时外电阻R最小,于是有

综上所解,通过电源的电流范围是[2.1A,3A].

教师:以上甲、乙两位同学的解法谁更有道理?

大部分同学赞同同学乙.此刻同学甲皱着眉头问:那么我的解法错在哪里呢?(于是大家开始主动思考为什么).这时教师不急于回答,而是让学生展开讨论,寻求答案.同学乙思考一会儿后响亮地答道:滑动触头在两端时并不对应极值.

教师顺势总结:由于平时实验,常常用滑动变阻器作限流使用(滑动变阻器与用电器串联),当滑动头移到两头时,通过用电器的电流将最大或最小,以至形成一种思维定势:只要电路中有滑动变阻器,滑动触头在它的两头,通过的电流最大或最小.同学甲就是犯了这种错误,而同学乙解得很精彩.

那么,通过本题的训练,你们领悟到了什么呢?(仍需画龙点睛)

生:要画好电路图,搞清电路结构再进行计算.

教师评价:电路分析的重要性好比力学中的受力分析.画出不同状态下的电路图,运用电阻串并联的规律求出总电阻的阻值或阻值变化的表达式是解决电路问题的首要工作.

例2.如图3所示,试分析当滑动变阻器的滑片向下滑动过程中各电阻中电流、电压是如何变化的?

学生思考后顺利解答(略).

师:解答此类问题的一般思路是什么?

生:基本思路是“部分→整体→部分”.一部分串联电压等于总电压减另一部分串联电压,并联部分支路电流等于总电流减另外支路的电流(学生平时解题过程中已有所思考,有所感悟).

例3.如图4所示,问:

图3

(1)当开关S断开时,A、B 两 点 的 电 压UAB是多少?

(2)当S闭合后,电容器C1的带电荷量变化了多少?

引导学生解答后总结:① 电容器在电路稳定时相当于断路,电势差等于与其并联支路两端电压.

②电路稳定时,与电容器串联的电阻充当导线的作用.

③在计算开关闭合前后电容器的带电荷量的变化时,只要分别计算出变化前、后电容器的带电荷量,然后进行讨论.

图4

变化与拓展:如图5所示,电源电动势E=9V,内阻r=0.5Ω,电阻R1=5.0Ω,R2=3.5Ω,R3=6.0Ω,R4=3.0Ω,电容C=2.0μF.当开关S由a扳到b时,通过R3的电荷量是多少?

同学丙思考后解答如下:

根据R1、R2串联有

图5

当S接a时,电容器与R1并联,

当S接b时,电容器与R2并联,

所以电容器放电,流过R3的电荷量

师:同学丙的解答是否正确?展开请大家讨论.

同学丁:当S接a时,电容器的上板带正电,下板带负电;当S接b时,电容器的下板带正电,上板带负电.所以电容器先放电,后反向充电,流过R3的电荷量应该是ΔQ=Q+Q′=1.7×10-5C.

师:对含容电路的注意点,有什么要补充的?

生:电路中电容器充、放电时,具体求出变化前后电容器的带电荷量后,必须同时判定两板的极性.

教师评价:很好,最好把两板的极性标在图示上.如果变化前后极板带电的电性相同,那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量的差;如果变化前后极板带电的电性改变,那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量绝对值之和.

最后,教师引导学生总结本节课的内容,将本章的知识要点用图6(知识网络图)呈现出来.

(3)再次尝试.

由于时间限制,该部分内容的训练可延伸到课外,由学生课后完成(题目略).

3 复习课的尝试教学模式

复习课基点较新授课高了许多,新授课重在积累知识点,突破重点、化解难点等,而复习课的目标应该定位在建构知识网络、理清解题思路、生成解题方法等.因此,我们采用了归类复习方法贯穿始终.在3个小组对各部分知识进行回顾与总结后,全体学生对教师出示的例题也进行了讨论与有效训练,绝大部分学生可以掌握本章的重点概念、典型题型及解题方法.接下来教师的任务就是要将这些知识串成线、织成网,使学生脑海里的知识系统化、结构化,而达到这种效果最有效的方法是用知识网络图表表示出各类知识间的相互联系.框架图可以使内容化繁为简,重点突出,脉络分明,便于进行分析、比较、综合、概括,可以不断地把分散的概念系统化,加深对基础知识的理解,不断地把新概念纳入概念系统之中,逐步在头脑中建立清晰的知识程序结构和方法程序结构,使学习更上新台阶.

章复习课的内容一般较多,教学中的一个突出矛盾就是课堂教学时间不够.为了解决这个矛盾,我们把尝试准备和尝试问题提前到课前完成.学生利用课余时间,对学过的知识进行梳理.学生具备了自学的条件,让他们在用自己的语言整合、表达的过程中提高他们的自学能力.课上,教师检查学生尝试归纳的成果,接着组织学生讨论、探究以及尝试练习.把再次尝试练习放在课后,这是课堂尝试教学的延续.对于那些基础好的学生可以快速完成,而那些少数对知识或方法仍模模糊糊、一知半解的学生则可以多花些时间慢慢消化,逐步提高.

把再次尝试放在课后,一方面可以缓解课堂时间紧张的局面,另一方面可以让学生更灵活地安排训练时间.这种延伸式尝试教学模式不一定只在复习课中适用.在新授课中,如果新知识与旧知识联系比较密切,我们也可以把尝试准备和尝试问题放在课前作为预习让学生先完成.而这堂课的重点放在典型例题的训练上,使学生有充分思考、练习、消化、巩固的时间.

图6 “恒定电流”知识网络

但复习不只是选讲学生反映有问题的题目,这样就成了习题课.教师应该时刻提醒自己:做练习题不是目的,而是手段,不是终点,而是起点.在例题讲解后教师应及时引导学生进行解题方法的总结,既理清了概念,积累了方法,又培养了学生自行归纳的能力,真正体现了“授之以渔”的教学理念.

本堂复习课从组织形式上呈现了小组合作.传统教学的知识总结与评价一般都是教师承担的,但在新课程实施中,这个角色必须让位给学生.其实学生的潜力是很大的,将学习的主动权、评价权交给学生,他们就能开动脑筋、敢于尝试.把全班学生分成3组,每组由约15位学生组成一个小团体,他们利用集体的智慧互补,优等生尽情地发挥才能,中等生得到锻炼,学困生得到帮助.从而实现了“在竞争中合作,在协作中竞争”,形成了和谐的关系,获得了集体的荣誉意识,极大地激发了他们的主动性和创造性.

当学生在尝试讨论中出现思维障碍时,教师不要急于点拨,而是把问题抛向其他学生,在同伴的启迪下,有些学生的潜在智慧得到开发,所谓的困难也就会迎刃而解.学生可在观点“碰撞”、意见争论、交流解惑的过程中,实现对物理知识来龙去脉的清晰把握和深层感悟.

新课改要求学生的学习是一种可持续性发展的学习,许多问题几乎不可能靠个人的力量在有限的时间内完成.未来社会是一个既竞争激烈又相互依存的社会,任何发明创造都离不开群体的通力协作与合作,必须依靠集体的力量和智慧,因此我们必须强调在尝试中合作,有意识地培养学生合作尝试的群体创新精神.

综上所述,在高中物理复习课中,笔者在内容上采用分类归纳法结合框架图,引导学生建构了知识体系.在模式上采用尝试教学及其延伸式,把尝试准备和再次尝试分别放到课前与课后,把课堂的主要时间用在尝试训练上,让学生在训练中掌握方法、提升能力.在形式上采用小组合作,积极调动学生的主动性,从而充分挖掘和发挥了学生集体的智慧和潜能.

1 邱学华.尝试教学课堂艺术.北京:教育科学出版社,2000.

2 邱学华.尝试教学论.北京:教育科学出版社,2005.

3 尤良芳.新课程标准下物理教学方法的探索.天水师范学院学报,2006(9).

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