“電動勢”教學設計

魏 華

(北京四中 北京 100034)

1 教學背景分析

教材分析：“電動勢”是必修3-1“恒定電流”一章中的第2節，本節課是高中物理學中一節重要的物理概念課.

《物理課程標準》中的要求是“知道電源的電動勢和內阻”、“測量電源的電動勢和內阻”.

學生分析：學習本節之前，對于電源在電路中的作用和用電場的知識解釋恒定電流現象有了初步的了解.但由于在初中學習中，學生對于“電源電壓”總是“恒定”的印象深刻，另外“電源兩端電壓”的概念本身對于“電動勢”概念的建立都是有影響的，是“負遷移”.

因此，如何利用電場的知識，突破學生思維定勢，正確建立“電動勢”這一抽象的概念，對于師生都是很有挑戰性的.

2 指導思想和理論依據

2.1 理論依據

(1)建構主義的學習觀.學習是學習者構建知識的過程，每個學生都在以原有的知識經驗為基礎構建自己的理解.學生通過高水平的思維活動來學習，通過問題解決來學習[1].

(2)物理教學的基本特征.以創設問題情境為切入點，以觀察實驗(事實)為基礎，以培養學生思維能力為核心，以提升學生探究能力為重點[2].

2.2 指導思想

物理新課程的基本理念強調,物理教學在內容上應加強與學生生活、現代社會及科技發展的聯系，關注物理學的技術應用所帶來的社會問題，培養學生對社會負責任的態度及環保意識；在課程實施上，注重自主學習，提倡探究式學習方式，讓學生積極參與、樂于探究、勇于實驗、勤于思考.

3 設計思路

設計1：舊電池的使用——電池環保公益廣告視頻.用事實引入,引起學習興趣,滲透環保意識.

在該段視頻中，電動玩具車用不了的舊電池，在收音機、遙控器中照樣可以使用.用它引入，一方面讓學生很快進入課堂狀態,激發了學生的學習興趣，同時,一個來自于生活中的真實例子，讓學生感覺很親切，想要進一步知道“為什么”，最重要的是“不知不覺”滲透了環保意識.

設計2：用學生電源和干電池分別給小燈泡供電，觀察燈泡亮暗的變化.喚起前認識、制造認知沖突、激發探究的興趣.

通常直接做第二個實驗，即用干電池供電.

改進：在本節課，筆者先用學生電源供電，再用干電池供電，這種強烈的對比，效果更好.喚起了學生的前認識，制造了認知沖突，激發了進一步探究的興趣.

以上是“以創設問題情境為切入點”理論指導下進行的設計，實際表明，效果很好.同時，在引發了學生興趣之后，通過教師引導，將這種興趣提升為更深層次的思考，并最終在本節課得到解釋.

設計3：現場解剖電池，了解電池構造，確定電池是一個導體.用事實說話，引發新的問題.

現場將事先剖開的電池展示給學生，讓學生了解電池的結構.這一段設計，引起了學生強烈的興趣.滿足了學生好奇心的同時，又提出新的問題——電池是導體，正負電荷為什么還能在兩極聚集，而不中和？為后面靜電力、電源內阻概念的提出打下伏筆.

設計4：利用小磁鐵，建立電源模型.變抽象為形象，幫助學生理解概念.

為了形象地說明問題，筆者設計了如圖1所示的模型，即用不同顏色的小磁鐵代表正、負電荷，在黑板上演示電源內部電場、非靜電力的產生，以及電荷是如何聚集在兩極，從而使電源電壓達到最大的過程.這一過程使學生明白了靜電力的存在和電能的實質.

圖1

設計5：設計碳棒電極，實驗展示電池內部電勢的兩次提升.真實、直觀的實驗，更具說服力.

通常：利用探針、數字電壓表測電動勢的大小，通過理論說明電源內部電勢的兩次提升.

改進：(1)用電池的碳棒作為一個電極，測金屬片與硫酸溶液間的電勢差，更有說服力.

(2)分步實驗,先插入一個電極，用數字電壓表測電勢的一次提升；再插入另一個電極，再測量，兩次電勢的提升不同.

(3)新的問題,為什么兩次電勢的提升不同？為電動勢相關因素的探究做好鋪墊.

設計6:學生探究實驗,水果電池電動勢相關因素及串聯水果電池的供電效果.

學生自備水果(還有學生直接買來水果飲料)，通過插入不同電極(銅棒、鋁棒、鐵棒)制作水果電池，探究水果電池電動勢的產生和相關因素.

將學生制作的水果電池串聯，電壓足夠大，但無法使小燈泡工作，引發問題，由學生理論分析，與課前實驗對比，再通過實驗驗證電池內阻的存在.

設計7:整節課以“問題的不斷生成”，引導學生深入思考，培養學生的思維能力；以“探究為主線”，解決生成的問題，提升探究能力.

本課的探究過程如表1所示.

表1 “電動勢”教學探究過程

探究主線：整節課都是圍繞著上述一個一個探究的問題展開，而問題的提出又是在不斷解決問題的過程中產生.整個探究過程概括為，以實驗(事實)為基礎—教師引導啟發—學生思維為核心—師生的探究為主線.

整個過程，正是在陶昌宏老師的“物理課堂教學的基本特征”的理論指導下進行的.

4 教學效果評價

從學生的學習效果以及教師自身的教學效果體會上看，本節課基本達到了預期的目的.

(1)從學生認知的角度.本節課在設計時，旨在通過一系列實驗，使學生能夠應用已有的知識和通過實驗探究建立電動勢的概念.

(2)從教師自身的教學效果看.本節課設計從學生認知出發，思考題設置循序漸進，課堂氣氛活躍，師生交流融洽，整堂課基本按照教師的設計思路有序進行.用現象激發了學生的興趣，用問題引領學生的思維，活躍但不乏深刻，有序但不乏靈感，討論熱烈，結論得出順暢自然.難點的突破有新意，重點的把握有思考.讓學生在不知不覺中掌握了重點和難點，達到了預期的效果.

參考文獻

1 陳琦，劉儒德.教育心理學.北京：高等教育出版社，2005

2 陶昌宏.高中物理教學理論與實踐.北京：北京師范大學出版社，2008