用举一反三助力课堂生长
2016-05-06鲁佩用
鲁佩用
美国教育家杜威说:“教育即生长”。课堂是学校教育的主阵地,在课堂上怎样实现学生有效、真实的生长,是教师要研究和付诸实践的问题。笔者认为,找到什么是生长点,然后在这个“点”上“举一反三”是课堂生长的举措和途径。本文以一道电学故障题作为生长点为例,说明在课堂上如何举一反三,助力课堂生长。
1中考原题
如图1所示,开关S闭合后,电路正常工作,电压表有一定的示数。一段时间后,电压表的示数突然变为零,则故障可能是R1或R2。(填“短路”或“断路”)
本题主要考察电表在判断电路故障中的应用。如图1所示,R1和R2串联,电压表测电阻R1两端的电压,电压表由有示数变为无示数,说明电路出现了断路或短路。如果R1断路,电压表就会和R2形成串联,电压表的示数接近电源电压,不合题意。因此R1短路,电压表也被短路,示数为零;如果R2短路,则R1正常工作,电压表有示数,不合题意。因此R2断路,整个电路也断路,电压表无示数。故答案为:R1短路或R2断路。
2试题改编
故障判断一直都是初中生难以逾越的一道鸿沟,为了突破这一难点,同时为了响应学校习题课“举一反三”生长课堂教学模式,对本题进行了改编如下。
如图1所示,开关S闭合后,电路正常工作,电压表有一定的示数。一段时间后,电压表的示数突然变为零,则故障可能是R1或R2。(填“短路”或“断路”)。现取下电压表,并请自选器材,在不拆开电路的情况下,进一步确定故障。
3学生解答
学生积极思考,想出了7种方法。
方法一:把电压表并联在R2两端,如图2所示。若电压表有示数,则R1短路;若电压表无示数,则R2断路。
方法二:把电流表并联在R2两端,如图3所示。若电流表有示数,则R2断路;若电流表无示数,则R1短路。
方法三:把电流表并联在R1两端,如图4所示。若电流表有示数,则R1短路;若电流表无示数,则R2断路。
方法四:把电流表串联在靠近电源负极的位置,如图5所示。若电流表有示数,则R1短路;若电流表无示数,则R2断路。
方法五:将灯泡并联在图1中R2两端,如图6所示。若灯亮电压表无示数,则R1短路;若灯亮电压表无示数,则R2断路。
方法六:把电流表并联在开关两端,断开开关,如图7所示。若电流表有示数,则R1短路;若电流表无示数,则R2断路。
方法七:把电压表并联在开关两端,断开开关,如图8所示。若电压表有示数,则R1短路;若电压表无示数,则R2断路。
4错因分析
7种方法中,后3种正确的方法是在大量错误方法的基础上,大家共同讨论得出的。作为教师,没想到学生会遇到这么多的问题。前4种方法的错误解答暴露出的问题有以下几种。
4.1学生对问题的分析不够深入
方法一中,电压表有示数R1不能断路只能短路,下面不再分析,想当然地认为电压表无示数R2断路,其实无论R1短路还是R2断路,电压表的示数都为电源电压;方法二中,电流表有示数,认为R2断路,电路由断路到通路,也不再分析,想当然地认为电流表无示数R1短路,其实当R1短路时,电路出现了电源短路,会烧坏电流表或电源,是绝对不允许的。
4.2电路识别不过关
图2中,部分学生不知道R2断路时,电压表的示数接近电源电压,或者在教师的提醒下才知道;图3中,不知道R1短路时,由于R2也被电流表短路,出现了电源短路;多数学生认为方法三正确,其实当R1短路时,电流表也被短路,电流表也没示数,因此无论R1短路还是R2断路,电流表都无示数。
4.3审题不仔细
当有学生提出方法四时,大家一致同意,但忽略了题中的要求,不能拆开电路,所以这种方法也不可行。
5教学策略
5.1实验演示加深印象
电学故障是教学中的一个难点,而搞清楚电路故障的前提是电路识别要过关,即当灯泡、电流表或电压表在电路中,电路发生变化时,灯泡、电表的示数如何变化。因此在电流表和电压表使用的教学中,教师除了边说明边演示这两种仪表最基本的使用方法外,还可以演示如下几个电路(电源电压为3 V,灯泡规格均为3.8 V 0.3 A)。
图9中,闭合开关,当用一根导线接在电流表两端时,发现电流表的示数为0.02 A。图10中,闭合开关,当用一根导线接在电压表两端时,发现电压示数几乎为0,灯泡不亮。图11中,闭合开关,当取下灯泡L1时,发现电压表示数由原来的1.5 V变为3 V,约等于电源电压;当取下L2时,发现电压表示数变为0。
通过实验演示,学生提高了感性认识,同时也让学生信服教师下面的分析。
5.2理论分析加深理解
图9中,实验得出电流表的示数为0.02 A,教师可以告诉学生,电流表的电阻大概为百分之几欧,与实验室的导线相比,它的电阻要大很多,所以,通过电流表的示数很小,可以忽略不计。图10中,闭合开关,电流通过灯泡L2后,不再从灯泡和电压表走,直接从上面的导线走,也就是导线将灯泡和电压表短路,所以灯泡不亮,电压表无示数。
由图9和图10分析可总结:当将一根导线接在用电器或电表两端时,它们会被短路,将不再工作。
图11中,闭合开关,当取下L2时,电流不能通过灯泡L1和电压表,形成不了通路,所以灯泡都不亮,电压表示数为0;当取下灯泡L1时,灯泡电阻10 Ω左右,相对于电压表的十几千欧可以忽略不计,因此相当于将电压表直接接在电源两极,所以电压表的示数接近电源电压。
由图11分析可总结:当仅有一电压表串联在电路中时,电压表的示数近似为电源电压。
5.3方法总结和训练提升
5.3.1方法总结
这里的方法总结主要指教学中对多种题型的解答方法进行分析和概括,为学生的解题提供依据,从而提高学生的解题能力。
如图12所示,假如只有一处故障,并且是由灯泡L1或L2引起的,请找出。
(1)当开关闭合后一灯泡发光,电流表有示数,电压表无示数,则电路发生的故障。
(2)当开关闭合后一灯泡发光,电流表、电压表都有示数,则电路发生的故障。
(3)当开关闭合后两灯均不亮,电流表无示数,电压表有示数,则电路发生的故障。
(4)当开关闭合后两灯均不亮,电流表、电压表都无示数,则电路发生的故障。
正确答案:(1)L1短路;(2)L2短路;(3)L1断路;(4)L2断路。
通过上面的分析总结出串联电路故障,见表1。
5.3.2训练提升
在如图13所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S后,灯L1、L2都发光。一段时间后,其中两灯都突然熄灭,其中一个电压表的示数变大,则产生这一现象的原因可能是。
分析:该电路为串联电路,突然两灯都熄灭,说明电路出现了断路,由于电压表V2示数始终为电源电压保持不变,示数变大的只能是V1,根据表格中总结的方法得出与电压表并联的L1断路。
在如图14所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S后,灯L1、L2都发光。一段时间后,其中一灯突然熄灭,而电流表、电压表的示数都不变,则产生这一现象的原因可能是。
分析:该电路为并联电路,如果任一灯泡短路,将出现电源短路,因此一定是出现了断路故障,由图知电流表测量L1中的电流,如果L1断路,电流表将无示数,所以该题故障为灯泡L2断路。
师生共同分析总结出判断电路故障的方法,然后通过适当的训练帮助学生提高解题熟练程度,从而顺利突破这一难点。
5.4提高审题的能力
5.4.1强化审题意识
大家一致认为方法四正确,说明学生存在的审题问题比较严重。作为教师,在教学中要善于发现学生不懂得审题的问题,指出不善于审题可能产生的后果,对学生加强审题意识教育。
采取的措施有以下几种。①抓住机会,加强教育。在教学中要非常重视学生因不认真审题而造成的错误,加强对学生审题意识的教育,并能对这些错误的问题进行收集整理,以便服务于以后的教学。②教师和学生同步做题,养成认真审题的习惯。教师和学生同步做题,学生会特别重视,从而认真审题,认真书写。而且做完后,通过集体订正,可以明白自身实力,有时教师故意报错答案,让学生发现错误,让他们明白原来教师不认真审题,不认真检查也会出现错误,从而认识到认真审题、认真检查的重要性。
5.4.2指导学生科学的审题方法
在教学中,经常会有这样的体会:有些问题看似简单但隐含的条件较多,虽然所涉及的概念、规律曾做过透彻的讲解,但学生仍不能正确解答;有的问题题文较长,综合性强,学生读不懂题意,不知从何下手。面对这些现象,我们经常会在心里埋怨学生,真有点“恨铁不成钢”的味道。可细心思考一下,可以发现,这些问题的症结都在于学生的审题能力差。因此,要提高学生的解题能力,不仅要重视对基本概念和基本规律的教学,还必须重视培养他们的审题能力,交给学生科学的审题方法。
(1)推敲题中关键词语。
所谓关键词语,指的是一些限制性语言,或是对物理变化方向的描述、对变化过程的界定等。如“匀速直线运动”或“静止”意味着该物体不受力或受平衡力;用电器“正常工作”意味着实际电压等于额定电压,实际功率等于额定功率……。教学中要求学生读完题后,认真地分析,划出关键词、关键句,然后大家一齐交流,共同纠正,这样更利于学生理解能力的提高;另外在复习时,对学生进行专题讲座,引导学生自己独立地进行思考,分析求解,解后反思,总结得失,从而达到举一反三的目的。
(2)挖掘题中隐含条件。
隐含条件就是隐蔽在题目中的已知条件,把这些隐含条件挖掘出来,往往就是解题的关键。如说到家庭电路意味着电压220 V,各用电器并联;说到物体漂浮在液面上,意味着物体受到液体的浮力等于物体重力……对题目隐含条件的挖掘,需要把物理情境、物理过程的分析结合起来。教师可以从培养学生的观察能力入手,有意识地多问些“从图中你知道了什么”、“你发现了什么”这样的提问可以有效地促使学生去读题,去观察,去收集,去思考。“你还有什么新发现”“你还知道了什么”这样的提问更能激起学生观察的热情。通过这些有意识的训练,不断提高学生对题目隐含条件的挖掘能力,从而提高其审题能力。
(3)分析辨认,排除干扰。
在题目中设置干扰因素,是考查能力,特别是考查理解能力的手段。所谓干扰因素,是指那些与解答本题没有关系,但却对考生的思维产生干扰的已知条件。如判断月亮在水中像到水面的距离,此时水的深度就是干扰因素;两灯串联,甲比乙亮,这里的“甲比乙亮”就是判断电流相等的干扰因素。当题目给出一些多余的具有干扰因素的已知条件时,往往会分散学生的注意力,使学生在解题时出现错误,因此在教学中我们要求学生做到认真审读题文,正确理解题文含义,分清层次,排除干扰信息,这样才能解决好具有干扰因素的问题。
6结束语
对于教学中的资源,只要教师稍加留意并加以修改,可能会取得意想不到的效果,如果能充分利用好这些“错误”,对于我们的教学难点突破及学生知识、能力、情感、态度价值观的生长将大有裨益。