以变易理论实施动态串联电路的教学

姜皎

变式教学既是一种教学行为，又是一种教学策略。它的核心是在保持事物基本属性不变的前提下，改变事物的非本质属性，尽可能通过必要的变化范式，应用不变的基本属性解决问题。通过这个过程，帮助学生更深刻地认识事物的关键属性及属性之间的关系。

以下是笔者用变易理论实施动态串联电路的教学设计，教学中尝试以一个典型题为母题，然后将母题的条件、形式、内容、图形等做适当变换，设计成变式题组，力图通过一个问题解决一类问题，通过一类问题掌握一种方法，通过一种方法学会一种思想。

一、滑动变阻器滑片位置变化引起的电路的变化

設计意图：母题采用串联电路标准图形。母题作为串联电路的范式图形，要尽可能完整、详尽。考虑到电表测量的各种情况，引导学生围绕串联电路的电流与电压、电阻的关系特点展开深入分析，从而找到问题的本质属性——欧姆定律或串联分压原理。在解决问题过程中，形成解题步骤：（1）判断电路的连接方式；（2）确定滑动变阻器接入电路的有效电阻是哪一段，电流表、电压表分别测谁的电流、电压；（3）根据串联分压原理，分析判断电表的示数变化情况。

设计意图：变式题组一，保持电路串联连接不变，改变滑动变阻器接入电路的阻值这一属性，同时变化电压表所测电阻的电压，旨在让学生加深对“欧姆定律”或“串联分压”这一本质属性的理解。图（3）、（4）还有意识地对串联电路模型进行了“化妆”，目的是引导学生进行全方位发掘，从相异之中找相似，不断完善学生的电路模型结构。

二、电阻箱、电位器调节引起的电路的变化

变式二：如图（5）所示是一调光灯的电路图，电源电压不变。闭合开关S，当顺时针转动滑动触头时，灯泡的亮度如何变化？电流表A、电压表V的示数如何变化？

设计意图：变式题组二，仍然保持电路串联连接和模型结构不变，仅改变变阻器的类型这一属性，让学生认识到电阻箱和电位器的实质就是变阻器。通过对比，抓住运用“欧姆定律”或“串联分压”的本质属性进行解决，训练学生举一反三、举三归一的能力。

三、压敏、热敏、光敏电阻引起的电路的变化

设计意图：变式题组三，保持串联电路不变，不断改变半导体的材料及电压表所测电阻的电压。这种变与不变的范式能起到融合的作用，有助于学生更清晰地审辨出压敏、热敏、光敏电阻的实质就是一个变阻器，明确了这一点，问题处理也水到渠成。

四、开关状态的变化引起的电路的变化

设计意图：开关的断开、闭合，通常会造成电路结构发生根本性变化，学生往往由于观察不够全面而顾此失彼，教师需引导学生在变与不变之间逐步解构并重新建构电路，这一过程是动态的，要让学生渐悟其理而深受启迪。

五、电路故障引起的电路的变化

一本质属性，问题即可迎刃而解。此题能与学生原本散乱的故障知识有机整合，达到“做一题、学一法、会一类、通一片”的目的。

课堂最后学以致用环节，借用常州市2013年中考题的电路设计题，此题综合性较强，要求学生运用“欧姆定律”或“串联分压原理”进行逆向思维解题。笔者拟通过此题让学生经历知识再创造的过程，培养学生学会观察问题特征，捕捉解题信息，促进学生对串联电路本质规律的内化和吸收。