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标题 联系实际对学生发散思维能力进行培养
范文

    沙强锋

    摘要:本文结合滑动变阻器教学,从概念形成的多样性、解题方法的灵活性、方案设计的选择性等方面讨论如何培养学生的发散思维能力。

    关键词:滑动变阻器;发散性思维

    中图分类号:G633.7 文献标识码:A文章编号:1003-6148(2009)6(S)-0008-3

    发散性思维是一种从不同方向、角度和途径去设想,探求多种过程和答案,最终使问题获得解决的思维方法。培养学生的发散思维能力是物理教学的目标之一。如何培养,这需要教师在课堂教学中善于从问题入手,寻求发散点,为学生的思维发散提供条件和创设情境,同时把握时机,对学生有效地激发和引导。

    变阻器是电学中的重要器材,电路中很多物理量的变化都与变阻器有关,它也是初中物理教学中的重点与难点。下面以变阻器相关问题为例浅谈谈如何培养学生的发散性思维能力。

    1 概念形成的多样性

    物理概念的形成都有一定的实验基础,通过实验探究,学生知道电阻是导体本身的一种性质,影响导体电阻大小的因素有材料、长度、横截面积和温度。在此学习基础上,教师引发学生思考下列问题:

    问题1:电阻是导体本身的一种性质,一个导体的电阻能否发生变化?

    回答“不变化”的学生认为,某个导体的材料、长度、横截面积和温度是确定的,因而其电阻不变。回答“变化”的学生认为,既然电阻与材料、长度、横截面积和温度有关,只要其中一个因素改变,电阻就会发生变化。

    教师首先肯定这两种说法的正确性,因为他们考虑问题的出发点不同。然后教师进一步指出,人们根据需要制造出了两种不同的元件:定值电阻和变阻器。

    问题2:要想制造变阻器,可以从哪些方面考虑改变电阻?

    学生会想到材料、长度、横截面积和温度这四个方面。教师引导进一步:假如让你来设计,怎样从这四个方面改变导体的电阻?学生经过讨论设计了改变电阻的不同方法。教师点评哪种方法容易改变电阻,然后经过列举和修正,总结出:改变导体长度最方便。教师接着提问:要改变一个导体电阻,怎样才能做得小巧,方便操作?要求学生开动脑筋,设计解决方案,确定几种较为合理的制作方法。最后,教师向大家展示几种变阻器,进一步通过比较讨论变阻器的构造。

    问题3:电流表、电压表能读出电路中的电流和电压,有仪器能直接读出接入电路的电阻吗?能测出电路或电器的电阻吗?

    在学过串联电路的电阻之后,结合滑动变阻器的结构特点,学生很快便想像出了电阻箱的内部结构电路。尽管初中未要求学习欧姆表的原理,但教师可引导学生适当了解它的结构和原理,为高中学习欧姆表打下基础。

    因此,作为物理教师,对任何一个物理概念、规律的形成过程都应深入研究,设计出的问题应具有启发性、思考性和多样性。

    2 解题方法的灵活性

    例题 如图1所示,当滑片P向下滑的过程中,电流表○A和电压表○V的变化情况是( )

    A.○A表的读数变大,○V表的读数变大

    B.○A表的读数变大,○V表的读数变小

    C.○A表的读数变小,○V表的读数变大

    D.○A表的读数变小,○V表的读数变小

    本题是一道常见的电路状态变化题,教师应引导学生多角度分析电路中电流表与电压表示数的变化。

    方法1:教师首先指导学生掌握最基本的方法: 滑片P向下滑,连入电路的电阻减小,根据欧姆定律,电路中的电流增大,由U1=IR1知,R1两端电压增大,根据U2=U总-U1可知,R2两端电压减小。

    方法2:启发学生运用串联电路的分压关系判定。由U1/U2=R1/R2可知,R2变小,R1不变,R2两端分配的电压变小。

    方法3: 再运用极端法判定。 当滑片P向下滑时,若滑至最下端,电压表被短路,示数为零,故电压表示数变小。

    以上多种方法拓宽了学生的思路,培养了学生的发散性思维。下题是上述问题的延伸:

    某同学用图2所示的电路研究电流跟电阻的关系。在实验过程中,当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后,他下一步的操作是( )

    A.记录电流表和电压表的示数

    B.将变阻器滑片向左移动

    C.将变阻器滑片向右移动

    D.增加电池的数目

    学生若没有掌握上述方法,解决这道题是有难度的。教师可引导学生这样分析:定值电阻由5Ω更换为10Ω后,该电阻两端的电压增大,而该实验要求探究电路中电流跟电阻的关系,因此需控制电压,现在定值电阻两端的电压增大了,应降下来,将滑动变阻器阻值调大,变阻器两端的电压也就增大了,那么定值电阻两端的电压便减小了,故滑片应向右移动。还可以这样考虑:换为10Ω后,电路中的电流减小了,滑动变阻器两端的电压减小了,定值电阻两端的电压增大了,应调小,故应将变阻器滑片向右移动。

    3 方案设计的选择性

    例题 利用如下器材:电池组、电压表、电阻箱和滑动变阻器各一个、开关两个、导线若干,请设计一个方案,测量一个未知电阻的阻值。

    本题解决方案较多,需引导学生多角度思考,故可选定一种思路作为突破口,以有效解决问题。下面给出几种典型的方案。

    方法1:利用串联分压原理。将滑动变阻器和待测电阻串联,移动电压表分别测定它们两端的电压。具体步骤为:

    ①将待测电阻R瓁和滑动变阻器R0串联接到电源两端;

    ②将滑动变阻器阻值调到最大值为R0,用电压表测出两端电压为U0;

    ③用电压表测出R瓁两端电压为U瓁

    由U0R0=U瓁R瓁得R瓁=U瓁U0R0。

    方法2:利用串联分压原理。将滑动变阻器和待测电阻串联,移动滑动变阻滑片测R瓁两次电压。具体步骤为:

    ① 将滑动变阻器阻值滑到最大值,记下电压表示数为U瓁;

    ② 将滑动变阻器阻值滑到最小值,记下电压表示数为U总;

    则R瓁=U瓁U总-U瓁R0。

    方法3:利用短路和串联分压原理。将滑动变阻器和待测电阻串联,通过断开和闭合开关测两次电压,如图5所示。具体步骤为:

    ① 将滑动变阻器的滑片滑到最大值,只闭合S,记下电压表示数为U瓁;

    ② 再闭合开关S1,记下电压表示数为U总;

    则R瓁=U瓁U总-U瓁R0。

    方法4:利用等效替代法。滑动变阻器和电阻箱配合使用,电压表并在R瓁和R0两端,如图6所示。具体步骤为:

    ①只闭合S1,将滑动变阻器的滑片由最大值调至适当位置,记下电压表示数为U0;

    ②断开S1,闭合S2,调节电阻箱,使电压表示数仍为U0,读出电阻箱的示数为R0;

    则R瓁=R0。

    方法5:利用等效替代法。滑动变阻器和电阻箱配合使用,电压表并在滑动变阻器两端,如图7所示。步骤与方法4相同。

    方法6:利用等效替代法。滑动变阻器和电阻箱配合使用,电压表并在滑动变阻器两端,如图8所示。具体步骤为:

    ①只闭合S2,将滑动变阻器的滑片由最大值调至适当位置,记下电压表示数为U0;

    ②断开S2,闭合开关S1,调节电阻箱,使电压表示数仍为U0,读出电阻箱的示数为R0;

    则R瓁=R0。

    以上多种方法都使问题得到了解决,但实际上,在培养学生发散性思维能力的过程中会遇到很多障碍。一方面,教师要善于引导学生多角度、多方位地寻找解决问题的途径;另一方面,还要敢于让学生体验失败,学会反思,从而寻求思维的突破,这样才能真正地培养学生发散思维能力。

    (栏目编辑赵保钢)

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更新时间:2025/3/14 19:28:33