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铺设台阶　引导探究

作者：袁国道　 　时间：2007-11-18　　　　本文热度：　　　　等级：★★★
　　新课程义务教育物理各版本都有类似下列一道探究题：给你电源（电压不变，下相同）、电流表、有阻值刻度为0～20Ω的滑动变阻器、开关各一个，导线若干.请设法只连接一个电路就能测出未知电阻器Rx的阻值，要求画出电路图，并说明测试方法.这道探究题综合性较强，思维要求较高，对初中学生来讲难度较大.不少教师就题论题反复讲解，学生总是很难理解和掌握.我们在教学中引导学生注意前后知识的联系，给他们铺设台阶，加强知识和能力的正向迁移，让学生沿着台阶一步步进行探究，很容易达到教学要求.下面谈谈我们的做法和体会，供大家参考.
　　【台阶一】给你电源、电流表、电压表、开关各一个，导线若干，请你设法测出一个阻值不明的电阻器Rx阻值大小？
　　【启发】该题是课本的基本教学内容：伏安法测电阻.学生通过实验室实际操作基本掌握，很快设计出如图1所示的电路图.
　　按电路图连接好电路，合上开关，电压表读数为U，电流表读数为I，得出：Rx=U/I.
　　
　　【点评】设计这一台阶目的是让学生明确要测Rx 的电阻值，必须要测出它两端电压和通过它的电流这样一个分析问题的思路.
　　【台阶二】给你电源、定值电阻、电流表各一个，能否测出该定值电阻两端电压？
　　【启发】用电流表测出流过已知电阻的电流，利用欧姆定律变形U=IR，容易算出电阻两端电压值.
　　【点评】设计这一台阶目的是向学生提供用电流表间接测算电压的方法.
　　【台阶三】给你电源、电流表、已知阻值电阻R0、开关各一个，导线若干，能不能测出一个阻值看不清未知电阻器Rx的电阻值？要求设计电路，并说明探测方法.
　　【启发】由台阶一可知，欲测Rx阻值，必须测出流过它的电流和它两端电压.题设中已给出电流表测出电流不成问题，但没有电压表，关键是如何解决Rx两端电压值，通过台阶二学生已经知道用电流表测出R0电流，可算出R0两端电压.如果两者电压相等，问题就迎刃而解，要想两者电压相等，只需将它们并联即可.
　　根据上述思路，不难设计出电路如图2所示.
　　按电路图连接电路，合上开关，用电流表分别测出已知电阻R0和未知电阻Rx的电流I0和Ix.根据欧姆定律计算出Rx的阻值.
　　Rx=Ux/Ix，而Ux=U0=I0R0.
　　所以，Rx=Ux/Ix=U0/Ix=(I0/Ix)R0.
　　
　　【点评】设计这一台阶目的在于让学生跨过台阶一和台阶二以后，能够解决简单的实际问题.
　　【台阶四】在台阶三中，电流表先用来测量R0的电流，然后拆下再用来测量Rx电流.实际操作比较繁琐，能否只连接一次电路，利用开关的断开和闭合，就能测出Rx的阻值？设计电路图，并说明探测方法.
　　【启发】有了台阶三，学生自然想到R0和Rx还要并联，要求电流表只连接一次既能测出R0电流，又能测出Rx电流，电流表必须接在干路上，先要测出R0电流和流过Rx电流之和，而R0电阻不变，电源电压不变，流过R0电流也就不会因开关闭合和断开而改变，这样很容易得出流过Rx的电流，从而算出Rx阻值大小.
　　根据上述思路设计电路（如图3所示）.
　　按电路图先断开开关，记下电流表读数为I0，然后闭合开关，记下电流表读数为I1，则Ix=I1-I0，根据欧姆定律可计算出Rx的阻值.
　　因为Rx=Ux/Ix,而Ux=U0=I0R0,
　　所以Rx=Ux/Ix=[I0/(I1－I0)R0].
　　
　　【点评】设计这一台阶，使学生思维向解决既定目标更进一步，至此，教师稍加点拨，把滑动变阻器滑至最大值当作定值电阻使用，问题的解决已水到渠成.
　　【总评】上面台阶的设置，不仅让学生自己解决了问题，降低了习题难度，更重要的是增强了学生探究问题的兴趣，加强了知识间的联系，培养了学生综合运用知识的能力.
　　到这里，教师引导还要延续.首先，引导学生将上述思路清理一遍，真正弄通弄懂，变成自己的东西；其次，将上面系列问题中的电流表改成电压表，引导学生自己分析讨论，找出解决问题的办法，使知识和方法得到应用和巩固；最后，引导学生突破上述解题思路的框框，让他们去寻找其他解法，使思维发散和开放，知识和能力得到升华.
　　
　　【体会与感悟】
　　从上面这道探究题的教学我们看到，整个过程教师起铺路、引导作用，学生在教师诱导下通过自己活动沿着教师设置的台阶登上顶峰.这里不能否定学生主体作用的发挥，但可以看出教师的主导作用更为重要.新的课程理念下，教师们总是强调如何发挥学生主体作用，这当然是正确的，但很少研究甚至忽视学生主体作用的发挥是有前提的，即教师主导作用，只是抱怨学生启而不发，不去深思我们有没有去启，怎样启，启的得法不得法.时下，笔者经常听到或看到（各类杂志），物理教师（特别是初中物理教师）感叹：物理课，教师难教，学生难学.本人从教20多个年头，一直担任初中物理教学，平时注意钻研课程标准(大纲)和教材，注意研究教法和学生，走进课堂看到学生一双双求知欲渴的眼睛，满含喜悦的面容，会抛弃一切烦恼，轻松愉快地和学生一起解决一个又一个物理问题，从没感到物理难教；学生

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