巧用突發事件生成教學資源
——例談初中物理生成性資源的挖掘和利用

徐建平

(江蘇省張家港市大新實驗學校,江蘇 張家港 215636)

巧用突發事件生成教學資源
——例談初中物理生成性資源的挖掘和利用

徐建平

(江蘇省張家港市大新實驗學校,江蘇 張家港 215636)

本文通過一個突發事件，講述利用突發事件生成科學觀教學資源，教師現身說法，對學生進行科學精神的教育.而在這個突發事件中，學生提出的物理問題本身，也是一個值得學術界研究的問題.

突發事件 生成性資源 科學精神

隨著新課改的推進，課堂教學不僅僅是傳授知識的線性的過程，在教學中，我們經常遇到學生在課堂上提出教師在備課過程中沒有想到的問題，遇到這這種情況，教師通常有三種對策：一是為了完成自己預設的教學進度，而斥責學生；二是為了教學預設不被打亂，置之不理，“果斷”的繞行；三是對節外生枝的“不速信息”適當點撥，以學生的問題作為生成性資源，引發學生思考，當堂解決；顯而易見，前兩種對策不可取，對策三是目前教師常用的方法和手段.但今天筆者要介紹的一個案例是比較少見的第四種情況是：教師被問住了，教師一時不會解決這個問題，或者教師也不能肯定自己的解釋是否合理的情況.

案例描述

我連續多年帶初三畢業班，今年初三中考復習到電阻這部分內容時，在課堂教學過程中，突然一名學生對一道考了N代學生的電學問題的答案提出質疑，例題是這樣的：

家用白熾燈燈絲容易被燒斷，請問，是在開燈瞬間時燒斷，還是在燈發光的過程中突然燒斷，為什么？請解釋原因.

一般的解答是：白熾燈在開燈的瞬間燒斷.因為燈絲的電阻隨溫度的升高而增大，剛開燈時，燈絲的溫度比較低，由于燈絲冷態電阻比正常發光時電阻小得多(實際測量，大約是正常工作電阻的十分之一)，根據P=U2/R，電壓一定，燈絲此時的實際發熱功率比額定功率大得多，相同時間產生很多的熱量，使燈絲溫度迅速升高，達到燈絲的熔點而熔斷，因此，燈絲在開燈的瞬間容易燒斷.

但班上的王科同學提出了質疑：“燈絲在開燈的瞬間易斷是事實，但不是“燒”斷，“燒”斷就意味著燈絲溫度過高，達到燈絲的熔點，燈絲因熔化而發生斷裂.我認為燈絲不是熔斷的，應該是其它的原因.”他接著說出了他的分析過程：在開燈瞬間燈絲的電阻(R)、電流(I)、溫度(t)三者的變化過程：未開燈時，燈絲溫度很低，電阻很小(與正常發光時相比)，剛通電的瞬間電流I很大，電熱功率P很大，所以燈絲溫度t迅速升高，溫度升高反過來影響燈絲電阻R，電阻迅速增大，電阻增大再反過來影響燈絲電流，使燈絲電流I迅速減小，最終電阻、電流、溫度處于穩定狀態，燈泡正常發光，在此以前燈絲的電流雖然有大于正常工作電流的情況，由于燈絲的R、I、P、t四個物理量相互影響又彼此牽制，但溫度理應始終沒有超過燈泡正常發光時的溫度，因為溫度高電阻就大，電流就會變小，電流變小，產生的電熱會變少，因此，在這一階段燈絲不可能是被“燒”斷的，所以說“燒斷”不妥當.如果燈絲是由于溫度過高而燒斷，那么正常情況下(開燈瞬間燈絲沒有斷的情況)，在開燈的瞬間豈不是將出現燈絲溫度由冷到升得很高，超過燈絲正常發光的溫度，由于溫度升高電阻又變得很大，電熱再變得很小，如此經過這樣的多次反復，最后穩定在正常發光的狀態.

這王科同學的分析有理、有據，他這么一解釋，部分同學也覺得合情合理，一個幾十年一直這樣解釋的問題也難住了我，到底該如何解釋呢？當時，我的腦子里比較混亂，但是，保護學生的問題意識，我還是對大家說：“王科同學提出的問題很有價值，他考慮問題全面、周到，比老師考慮得還深入了一步，老師暫時還答不上來，我要查閱資料，還要和其他老師討論，必要時要通過實驗，才能最終給出結論.同時，也請大家課后查閱相關資料，并積極思考，好嗎？”

回到辦公室和同事把這個問題一說，大家也覺得學生的問題有研究的價值.但查閱了相關圖書、網絡資料后，發現沒有一個支持王科同學的觀點.進而我校物理教研組進一步將查到的信息整合，討論分析，我們歸納出了一些有點站得住腳的開燈瞬間燈絲燒斷的原因：

觀點1 燈絲點亮的過程中，鎢絲進行了兩種變化，升華和凝華，附著在燈泡內壁上，我們可以看到燈泡內壁發黑，因此也使燈絲的橫截面積變小.而在電壓一定的情況下，燈泡在開燈瞬間容易斷的原因是燈絲的橫截面粗細不均造成的.產生粗細不均的原因是升華和升華燈絲的揮發面不同造成的.當燈絲變得粗細不均的時候，可以看成不同阻值的若干個電阻串聯在220V的電路中；根據P=I2R得，串聯電路，電流相等，電阻大的地方，功率也大，而電阻大的地方正是燈絲細的地方；就是這段細的燈絲，它局部的實際功率比它的額定功率更大，即使不是燈泡在開燈的瞬間，只要燈泡發光，細的那段局部溫度比正常粗的燈絲高，由于開燈瞬間燈絲是冷的，整個燈絲電阻小，通過燈泡的電流就很大，根據P=I2R，電熱功率由于跟電流的平方成正比，使得細的燈絲的局部實際功率更是要遠遠大于它的應有的局部額定功率，使那段細的燈絲不堪重負，才使其燒斷的.

觀點2 燈絲一般情況下又是繞成螺旋形的，而相鄰的兩匝之間距離很近很近，相當于兩匝線圈通了同方向的電流，根據電流周圍存在磁場，磁場對電流有力的作用，會使相鄰兩匝燈絲產生吸引力，由于開燈瞬間電流很大，因而螺旋形燈絲匝與匝之間的作用力也很大，這會使燈絲在強度較差(較細)的部位發生斷裂.

我們認為燈絲斷是上面兩個因素綜合作用的結果.

同時，我們還做了實驗，但由于開燈的瞬間時間很短，驗證王科同學的設想“在開燈的瞬間豈不是將出現燈絲溫度先冷到升得很高，超過燈絲正常發光的溫度，由于溫度升高電阻又變得很大，電熱再變得很小，如此經過這樣的多次反復，最后穩定在正常發光的狀態.”沒有取得成功.

從上邊的分析來看，燈絲燒斷的原因歸根與整個燈絲的實際功率大于額定功率確實是不全面的.

第二天，筆者將解決王科同學的提問的整個過程向全班同學作了一個詳細的說明.同時再次對王科同學提出再肯定，鼓勵大家要有問題意識.

筆者利用了這一個突發事件作為一個課堂生成資源的生長點，對學生進行了一次科學觀的教育，在對學生發展的影響方面，科學精神與物理成績相比，科學精神對學生的影響更深遠.所以像本文這樣的突發事件只要體現出科學精神，不管事件是否提高了學生的學習成績，也不管學生提出的問題是不是合乎情理，我們作為教師，都應當牢牢抓住這些稍縱即逝的機會，大力扶持學生中涌現出來的科學精神，使科學精神在學生心里生根、發芽.

上面的案例，是課堂的一個突發事件，課堂生成資源也不僅僅局限于這些突發事件，更多產生于學生在課堂活動發現的新問題，而很多問題由于時間關系不能當堂解決，這就要求教師首先要保護好學生積極思考、善于發現問題的激情，把這種激情培養成學生的一種思維品質.也只有這樣，才能實現提高學生的科學素養.

[1]張啟鋒.如何運用初中物理課堂生成性資源[J]. 數理化學習，2014(12).

[2]馮一兵,李春密.淺談物理學科自然課程資源的開發與利用[J]. 物理教師 ,2009(4).

G632

A

1008-0333(2017)23-0055-02

2017-07-01

徐建平(1967.02-) 男，江蘇張家港，張家港市大新實驗學校，高級教師，本科，研究方向：初中物理教學

[責任編輯閆久毅]