基于学生学习差异的个性化教学———以伏安法测电源电动势和内阻实验的误差分析为例

◇ 江苏 黄修斌

新课改强调，教师应该关注学生的个体差异，满足不同学生的学习需要，创设能够引导学生主动参与的教学环境，激发学生学习的积极性，使每个学生在原有的基础上都能得到充分的发展与提升.高中物理难度大，思维水平要求高，造成不同学生的学习存在较大的个体差异，实行差异化的个性化教学势在必行.差异化教学的前提是分层教学目标的设定，目标设计应以学生的全面发展为出发点，针对每个学生的个性进行设计，让每个学生都获得成功的体验，教师应注重学生的共性，关注学生的个性，面向全体设计分层教学目标，真正做到“因材施教”.

1 了解“差异”，把握学情，合理分层

分析并掌握学生个体差异，依据基础、能力、学习习惯及成绩等相关因素，对学生合理分层.A 层次学习能力突出，对物理学习兴趣高，成绩优异；B 层次基础较扎实，掌握基本解题思路和方法，成绩中等；C 层次接受能力一般，基础较弱，不肯吃苦，缺乏信心，有畏难情绪，但对一些识记或规律性的知识尚能掌握.合理分层后对不同层次的学生提出不同的教学要求.

2 抓住共性与个性，分层制订个性目标

以伏安法测电源电动势和内阻实验的误差分析为例，笔者把处理方法分为三层，分别对应不同层次的学生.

2.1 函数表达式法

原理表达式为

U、I 分别表示路端电压和通过电源的电流，实验分为内接法和外接法.内接法(图1)的实际表达式为

RA为电流表内阻，对比式①②可知电动势测量值为真实值，内阻的测量值为r＋RA，结果偏大.

外接法(图2)的实际表达式为

RV为电压表内阻，对比式①③可得电动势测量值为结果偏小，内阻测量值为结果偏小.

图1

图2

函数表达式法较为复杂，对电路结构和数学要求都比较高，需要对电路结构认真分析，了解误差产生的原因，弄清各量之间关系，利用数学知识列出函数表达式并进行变形，找出测量值和真实值之间的关系，虽然运算过程较为复杂，但若将函数表达式列出，通过对比函数表达式之间的区别，结果一目了然，少数能力较强的同学可以通过这种方法去处理.

2.2 图象法

描绘U-I 图象(U＝E－Ir 为一次函数)，图象斜率k＝－r，纵轴截距b＝E.

内接法(图1)：误差产生的原因是电流表的分压，电压的测量值小于真实值.图3中a、b 分别表示真实值和测量值，ΔU＝U真－U测＝I·RA，电流越大，误差越大，当I＝0时，ΔU＝0，电动势测量值为真实值，通过观察图象斜率绝对值可知内阻测量值结果偏大.

外接法(图2)：误差产生的原因是电压表的分流，电流的测量值小于真实值(图4)，其中a、c 图线分别为真实值和测量值，ΔI＝I真－I测＝U/RV，电压越大，误差越大，当U＝0时，ΔI＝0，电源电动势的测量值小于真实值，内阻的测量值通过观察图线斜率的绝对值可得测量结果偏小.

图3

图4

图象法难度中等，要求学生能通过原理表达式作出U-I 图象，弄清图象的截距和斜率的物理意义，通过对误差产生原因的分析，弄清测量值和真实值之间的关系，并运用在图象分析中，这种方法难度中等，中等层次同学可以采用这种做法.

2.3 等效法

将实际电流表等效成理想电流表和电阻RA的串联，实际电压表等效成理想电压表和电阻RV的并联，就不用考虑电表带来的误差(图5).电流表内接法的电路中，电源可看成实际电源和RA串联，内阻的实际测量值为r＋RA，测量结果偏大，外电路断开时电源两端的电压为电源电动势，电动势测量值为真实值.电流表外接法的电路中，电源可看成实际电源和RV并联，当外电路断开时电源仍与RV组成回路，所以内阻的实际测量值为测量结果偏小，电源两端的路端电压为电动势测量结果偏小.

图5

等效法较为容易，在伏安法测电阻中学生容易掌握，现在加以拓展，学生掌握的情况仍普遍较好，也有不少学生利用总结的规律来掌握这一特点，“大内偏大，小外偏小”，所有同学均可掌握这一方法.

综上所述，这三种方法中等效法最为容易，图象法难度中等，函数表达式法最为复杂，对电路结构和数学要求都比较高.三种方法对不同层次的学生要求也不同(如表1)，如A 层次的学生三种方法尽量全掌握，而C层次的学生则要求掌握较为容易的等效法.因此针对该节课可以设计如表1所示的教学目标.

表1

3 关注个体，真正施行教学的定制化

平时教学中，除了根据不同学生层次制定不同的教学目标之外，还应该对不同的班级制定个性化的教学目标，应针对不同学生的需要施行差异化教学等.比如A 层次学生可以多用小组合作让他们自主探究，而B层次学生多用集中启发式的引导，而C 层次学生应多予以个别引导和鼓励.

总之，在课堂教学中教师应立足于学生差异，让学生参与到符合自己学习需要的学习活动中，使学生在原有基础上得到最大限度的发展.