影響電流做功因素合并的教學(xué)策略

摘 要 科學(xué)探究環(huán)節(jié)一般包括：提出問(wèn)題、猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù)、獲得結(jié)論等幾大環(huán)節(jié)。根據(jù)新課標(biāo)的要求和新課改的推廣，教師都認(rèn)識(shí)到了科學(xué)探究的重要性，其中猜想環(huán)節(jié)在整個(gè)物理探究過(guò)程中顯得尤其重要，猜想的合理與否，通常決定著整個(gè)探究的成敗和付出的精力能否與收獲成正比，而猜想環(huán)節(jié)中對(duì)學(xué)生所提出的影響因素的研究、合并和干擾因素的排除，有時(shí)會(huì)決定整個(gè)教學(xué)過(guò)程的邏輯性和精彩程度。

關(guān)鍵字 電功 影響因素 合并 教學(xué)

近期，參加了物理教研中心組組織的教學(xué)活動(dòng)，聽(tīng)了幾位教師上的示范課《科學(xué)探究：電流做功與哪些因素有關(guān)》，深受啟發(fā)，感想頗多。特別對(duì)同仁在“猜想電流做功與哪些因素有關(guān)”的環(huán)節(jié)處理上有著自己不同的見(jiàn)解。

在猜想“電流做功與哪些因素有關(guān)”時(shí)，大部分學(xué)生都容易猜想出：電功W與電流I、電壓U 、電阻R、通電時(shí)間t有關(guān)。而在實(shí)際的探究中必須把電阻R這個(gè)影響因素合并，如何順理成章地把電阻R合并到電流I、電壓U這兩個(gè)影響電功的因素中去，就是一個(gè)很不好處理的難點(diǎn)。

幾位授課教師的處理方法歸納如下：

1.甲老師處理的方法：通過(guò)小燈泡亮度變化的小實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生猜想，電功W與電流I、電壓U、通電時(shí)間t有關(guān)，把電阻R這因素規(guī)避掉，不讓學(xué)生向這個(gè)方向猜想，讓課堂教學(xué)更流暢。筆者認(rèn)為：這樣的教學(xué)方法不可取。原因有三：一是違背科學(xué)探究的教學(xué)規(guī)律。猜想與假設(shè)就是要讓學(xué)生根據(jù)已學(xué)的知識(shí)、生活體驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，大膽地把所有可能影響研究目標(biāo)的物理因素都一一列舉，然后再運(yùn)用控制變量法進(jìn)行探究。規(guī)避的作法，顯然不符合科學(xué)探究的教學(xué)規(guī)律。二是不利于學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展，這樣的教學(xué)方法久而久之會(huì)禁錮學(xué)生的思維，把學(xué)生培養(yǎng)成教師牽著走的“小綿羊”。三是很難達(dá)到規(guī)避的目的。學(xué)習(xí)本節(jié)之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了歐姆定律，并且至少半個(gè)月的時(shí)間都在運(yùn)用歐姆定律知識(shí)，解決相關(guān)習(xí)題，電流I、電壓U、電阻R之間的必然聯(lián)系，在他們的大腦中已經(jīng)根深蒂固。所以猜想到電流I、電壓U這兩個(gè)影響因素后，想要學(xué)生不去提出電阻R這個(gè)影響因素都難，這位教師是如何做到規(guī)避的，是否提前打過(guò)招呼就不得而知了。

2.乙老師處理方法：首先在小電動(dòng)機(jī)電路中串聯(lián)電流表和滑動(dòng)變阻器，在小動(dòng)機(jī)兩端并聯(lián)上電壓表，通過(guò)滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)改變小電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，并觀察電流表、電壓表的示數(shù)變化，然后讓學(xué)生根據(jù)這一現(xiàn)象進(jìn)行猜想。學(xué)生猜想影響電功的因素中自然地出現(xiàn)了電阻R，教師因?yàn)檎n堂時(shí)間的關(guān)系為避免過(guò)多的講解，只是隨口說(shuō)了一句：同學(xué)們前面已學(xué)過(guò)了歐姆定律，知道電流I、電壓U、電阻R之間有必然聯(lián)系，電阻R這一因素在電流I、電壓U中已經(jīng)體現(xiàn)，這一地方不再另做研究。筆者認(rèn)為這樣的處理方法自相矛盾，完全沒(méi)有說(shuō)服力。既然電流I、電壓U、電阻R之間有必然聯(lián)系，那恰恰說(shuō)明電阻R可能是因素影響，怎么能不進(jìn)行研究呢？顯然有點(diǎn)含糊其辭，想蒙混過(guò)關(guān)的意思在里面。

3.丙教師處理方法：讓學(xué)生回憶前面做過(guò)的“測(cè)量小燈泡不同亮度時(shí)的電阻”這一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行猜想，學(xué)生猜想同樣也出現(xiàn)了電阻R這一影響因素。該教師處理的方法是：同學(xué)們，電阻R這一因素在純電阻電路中對(duì)電功W是有影響的，今后我們學(xué)習(xí)焦耳定律時(shí)，再做詳細(xì)的研究，今天由于時(shí)間關(guān)系就不把它作為影響因素之一了。筆者認(rèn)為這一處理方法，雖說(shuō)比較合情合理，但純電阻電路和焦耳定律都是新的物理概念，學(xué)生聽(tīng)了會(huì)有點(diǎn)云山霧罩的感覺(jué)，可能還有些喜歡思考的學(xué)生，思緒會(huì)停留在這一處，影響后面的聽(tīng)課。

聽(tīng)完同仁的課后，我只是覺(jué)得這幾種處理方法都不夠理想，至于怎么處理更符合教學(xué)規(guī)律，更能培養(yǎng)學(xué)生在科學(xué)探究中排除一些多余的干擾因素的能力，也沒(méi)有想到更好的處理方法。于是，我只能帶著問(wèn)題上課了，沒(méi)想到在上課的過(guò)程中學(xué)生給了我很大的啟發(fā)。

教學(xué)片段實(shí)錄：

在給907班上課時(shí)，導(dǎo)入時(shí)用了與甲教師相似的方法，通過(guò)小燈泡的亮度及電流表和電壓表的示數(shù)變化讓學(xué)生進(jìn)行猜想，學(xué)生猜想出：電功W與電流I、電壓U、電阻R、通電時(shí)間t有關(guān)。

師問(wèn)：如何研究一個(gè)物理量與幾個(gè)物理量之間的關(guān)系呢？

生答：運(yùn)用控制變量法。

師問(wèn)：（1）如何研究電功W與電流I的關(guān)系？要控制哪些量不變，而改變哪個(gè)量呢？

板書：W I 如何判斷W？

生答：必須控制電壓U、電阻R、通電時(shí)間t的相同，而改變電流I，再通過(guò)小燈泡的亮度來(lái)判斷電功W的多少。

板書：W I 如何判斷W？

師問(wèn)：如何設(shè)計(jì)電路保持U、R、t不變，而可以改變I呢？

就在此時(shí)突然有好幾位學(xué)生皺起眉頭，有的學(xué)生還脫口而出：電壓U、電阻R都不變，電流I是不會(huì)變化的。

教師提問(wèn)看出問(wèn)題的學(xué)生：你思考一下，具體說(shuō)一說(shuō)你的思路。

學(xué)生思考后回答：想要控制電壓U相同，需要將兩小燈泡連接成并聯(lián)電路；要使通過(guò)兩小燈泡的電流不同，就必須要讓兩小燈泡的規(guī)格不同，而規(guī)格不同的小燈泡的電阻R是一定不同的。

師問(wèn)：這位同學(xué)說(shuō)的真好，并聯(lián)電路中，電壓U是相同的，要改變電流I，必須通過(guò)不同電阻R來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以電阻是不能控制不變的，那么我們應(yīng)該怎么辦呀？

生答：排除這個(gè)干擾因素。

師說(shuō)：同學(xué)們真棒，不但能猜想出影響電功的因素，還能簡(jiǎn)化合并影響因素，你們的科學(xué)探究能力進(jìn)了一大步，給自己來(lái)點(diǎn)掌聲。

這樣，就很自然的將電阻R這個(gè)因素合并到另一影響因素電流I的研究中去了，既順理成章又符合教學(xué)規(guī)律，提高了學(xué)生的科學(xué)探究能力。

師問(wèn)：（2）如何研究電功W與電流U的關(guān)系？要控制哪些量不變，而改變哪個(gè)量呢？

師書：W U 如何判斷W？

生書：W U 如何判斷W？

通過(guò)第一次的經(jīng)驗(yàn)，在這兒學(xué)生自然不費(fèi)吹灰之力就能想到：想要控制電流I相同，需要將兩小燈泡連接成串聯(lián)電路；要使兩小燈泡兩端的電壓U不同，就必須要讓兩小燈泡的規(guī)格不同，而規(guī)格不同的小燈泡的電阻R也是一定不同的。從而把電阻R的這一因素合并到對(duì)電壓U的研究中去。

《科學(xué)探究：電流做功與哪些因素有關(guān)》猜想環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的電阻R因素直接合并到電流I、電壓U中去很困難，不凡先不處理它，讓學(xué)生從設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中自行發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并解決之。既發(fā)揮了學(xué)生猜想的能力，又培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，讓學(xué)生從中獲得成功的情感體驗(yàn)。

總之，科學(xué)探究中對(duì)影響因素的合并、干擾因素的排除，是我們廣大教學(xué)工作者不斷探索的一個(gè)命題，我們只有在平時(shí)的教學(xué)工作中，斷的嘗試，不斷優(yōu)化，不斷總結(jié)，才能在45分鐘的課堂天地里，完成有效的科學(xué)探索之旅。