毛迎新
在長期的初中物理教學實踐中,我發(fā)現(xiàn)學生在學習電學的初始階段最常問到的問題有以下兩個:1.如何判斷電路中是否出現(xiàn)短路(特別是局部短路);2.如何準確無誤地將實物連接圖轉(zhuǎn)換為電路圖。對此,我經(jīng)過多年的思索與實踐,逐步探索出一套較好的方案,有助于學生突破以上兩個難點,下面談?wù)劸唧w的解決方案。
一、如何判斷電路是否出現(xiàn)短路
電路中的短路可分為電源短路和局部短路(也稱用電器短路)兩種,教材中只給出了電源短路的概念:“導線不經(jīng)過用電器直接跟電源兩極連接的電路,叫短路?!贝朔N短路一般比較容易判斷,因為只要在電源的正極到負極之間找到一條路徑上沒有任何用電器(或電阻),即可判斷它為電源短路。局部短路因富于變化成為困擾學生的一個難點,那么我們?nèi)绾涡蜗蟮貋碜寣W生認識局部短路呢?事實上,此時我們不應(yīng)受到章節(jié)的限制,可以先引入下一章的“電阻”,利用一兩分鐘時間讓學生在腦子里先有“電阻”這一概念,之后告訴學生:電流在選擇路徑時與我們?nèi)祟愒谶x擇道路時一樣,當我們遇到有多條路徑可以到達同一目的地,但其中只有一條暢通無阻,其他路徑上均有諸多阻礙時,我們自然而然會選擇那條沒有任何阻礙的道路通過,電流在選擇路徑時也是如此,它會盡量選擇一條沒有任何電阻的路徑通過,如圖,當開關(guān)閉合時,L1被短路,電路出現(xiàn)局部短路。為了幫助學生理解,可將L1比作是電流需通過的“一座高山”,而開關(guān)的短路通道則可比作是“山里的一條隧洞”。有了“隧洞”這條暢通無阻的道路,電流只會選擇“走隧洞”而不會去“爬山”,造成電流只是繞過L1而并沒有通過L1。圖中如此形象地把電流“擬人化”,能讓學生更深刻地理解為什么會造成短路,從而輕松地判斷電路是否出現(xiàn)電源短路或局部短路。二、如何準確無誤地將實物連接圖轉(zhuǎn)換成電路圖
在多年的教學中,我發(fā)現(xiàn),每一屆的學生在剛剛接觸將實物連接圖轉(zhuǎn)換成電路圖的題目時,因為怕畫錯,許多人在作圖時都顯得小心翼翼,常會采用“局部解決法”,即:邊看實物圖,邊畫電路圖,看一部分,畫一部分。以為這樣就可以確保無誤,結(jié)果畫出的電路圖往往是形狀與實物連接圖很相似,但卻存在要么結(jié)構(gòu)不一致,要么電路元件畫在電路圖中拐角處等諸多問題。調(diào)查發(fā)現(xiàn),大多數(shù)的學生認為作圖時最難的是不知道在哪里設(shè)置分流的點,而串聯(lián)電路學生都比較易接受,我給他們舉例說就如串糖葫蘆或者說我們手拉手圍成一個圈。并聯(lián)學生就不知道在哪里設(shè)置分流的點,那么這些問題如何才能得到根本性的解決呢?首先,一定要杜絕學生采用“局部解決法”。因為邊看邊畫有著諸多弊端。一是容易導致電路圖與實物連接圖形狀相似而結(jié)構(gòu)卻不一致;二是容易把電路元件放在電路圖的拐角處;三是不利于培養(yǎng)學生的看圖能力,很多學生甚至在圖畫好之后還不知道自己所畫的電路到底是并聯(lián)還是串聯(lián)結(jié)構(gòu)。所以在教學的初始階段,一定要把學生這種不好的作圖習慣堅決消除在萌芽狀態(tài)。
然后,向?qū)W生介紹畫圖的三個步驟。
1.先根據(jù)“電流流向法”看清實物連接圖的結(jié)構(gòu),包括電流有幾條路徑,干路上有什么,各條支路上有什么,以及電流經(jīng)過各個電路元件的順序,如有電壓表的,還要注意電壓表是并聯(lián)在哪段電路兩端。
2.根據(jù)實物連接圖的結(jié)構(gòu),用鉛筆畫出對應(yīng)的電路圖框架。先畫好一個長方形,如果電路中有兩條支路,就在長方形中加一條線,三條支路再加一條,依此類推。
3.在框架上逐個添加各個電路元件的符號。先在框架上確定電源的位置,此時就能清楚地看出框架中哪些屬于干路部分,哪些屬于支路部分,然后在干路和各條支路上逐個添加各元件的符號(添加時應(yīng)注意各元件的相對位置,且必須在添加元件前先擦除框架上原有的線)。以下通過一實例對這一方法加以說明。例題:根據(jù)圖2所示的實物連接圖畫出對應(yīng)的電路圖。第一步:根據(jù)“電流流向法”判斷電流有兩條路徑,即該電路為兩條支路的并聯(lián)電路,電源正極出來分成兩條支路, L1在一支路中,開關(guān)S2與L2在同一支路(電流先過S2再過L2),開關(guān)S1在干路上(靠近電源負極)。分,然后在相應(yīng)的位置上逐個添加其它電路元件的符號,如下圖。這里還要交待一點,在實際作圖中如遇到電路中有電壓表,我們可以先不理會電壓表的存在,把電路主結(jié)構(gòu)先畫好,再看電壓表測量哪段電路電壓,利用兩段T型導線把電壓表添加到相應(yīng)的位置上,這樣可以降低畫圖的難度。教學有法,但無定法。上述兩種教學方法或許并不適用于每位老師、每位學生。在物理教學中,我們應(yīng)從多方面、多角度設(shè)身處地為學生著想,給學生營造一種輕松、愉快的學習氛圍。