在新课改理念下，如何让探究性教学变得更精彩

新课改特别强调学生的探究性学习，那么，在新课改理念下，我们应该采取什么样的探究性教学来引导学生的探究性学习呢?高中物理教材上有很多值得引导学生去探究的题材一一阅读材料。我认为大家在教学过程中如果能够利用好这些阅读材料，那么，我们的探究性教学就会变得更精彩迷人，下面就以阅读材料——《汽油机点火装置》这一题材的探究性教学为例来谈谈如何引导学生进行探究性学习。

[探究准备]

摩托车电瓶(L2V)，摩托车点火器，火花塞，变压器，电灯泡，小直流电动机，干电池，导线及其它可能用到的器材(估计要用的器材)。

[探究过程]

让学生仔细阅读高二教材(人教版必修加选修)P224的阅读材料——汽油机点火装置，内容如下：

汽油机做功冲程开始时，汽缸中的汽油——空气混合气要靠火花塞点燃。但是汽车蓄电池的电压只有12V，不能在火花塞中产生火花。为此，要使用左图所示的点火装置。这个装置的核心是一个变压器，它的初级线圈通过开关连到蓄电池上，次级线圈接到火花塞的两端。开关由机械进行自动控制。做功冲程开始时，开关由闭合变为断开，初级线圈中的电流急剧减小。由于次级线圈的匝数比初级线圈多得多，所以可在次级线圈中感应出很高的电压，可达10000V以上，这样就能在火花塞中产生火花了。

蓄电池提供的是直流，在这里为什么也能用变压器得到高电压呢?请和你的同学们讨论一下。

我让学生讨论了2分钟之后，提出问题：

老师：为什么这里变压器对“直流电”也起作用呢?

学生：在开关接通或断开的瞬间，通过初级线圈的电流方向虽然没有变，但大小在发生急剧变化，初级线圈中产生的磁场也发生急剧变化，这样穿过次级线圈的磁通量也发生急剧变化，所以，次级线圈的两端就会产生感应电动势。

老师：汽油机在工作时每一个工作循环都有一次点火，那么开关该是如何控制的呢?

学生：一定是有一个什么装置能使开关不断的通、断、通、断。

老师：不错!的确有一个特殊的装置来控制开关，现在我们不去研究它是一个什么样的装置，我用一个简单的东西来代替它演示一下(学生很兴奋)。

我把早已准备好的摩托机上的点火线圈、火花塞、12V的蓄电池(瓶)、导线(带夹的)等从讲桌下面的柜里一样样的拿上讲台，并一一介绍。最后差一个开关，我说还需要一个特殊的开关，这时学生感到好奇了，这个特殊的开关会是什么样的呢?最后我故作神秘的拿出一块钢锯条，学生轰堂大笑，感到太滑稽了，一块钢锯条，有什么特殊的呢?我快速的按书上的图把电路接好，只是钢锯条只接通了一端的导线，另一端从电源接出的线没有接到锯条的另一端，而是拿在我手里，然后提醒同学们我要演示了，学生一个个都睁大眼睛等待着，我将手里拿的这根导线的自由端快速从钢锯条上有齿的那一侧滑过，学生果然看到火花塞上产生了几乎连续的火花，并伴随有“啪啪啪”的声音。

老师：为什么火花塞会不断的产生火花呢?

学生：这是因为你手里拿的这根导线的那一端接触到锯条的齿尖时，初级线圈回路就被接通了，当滑到齿间时电路就被断开了，这样在次级线圈中就不断的产生出很高的感应电压。

老师：补充说明，次级线圈的两端接在火花塞上，由于火花塞上的两个触点之间的距离很小，这样使得触点之间放电而产生出火花的。

老师：那么，如果将这个装置中的火花塞换成一只我们家用的电灯泡，电灯泡会亮吗(引入本节课所要重点探究的问题)?这时学生更加来兴趣了，但学生的结论也各不相同。

学生：电灯泡应该会亮；由于火花塞产生火花时两端有上万伏的电压，电灯泡可能会被烧坧……。有的学生干脆说，试一试不就知道了吗?

为了防止因电流大而烧坏摩托车的点火器，于是我换了一个可拆装的用来演示通电自感和断电自感的变压器，这样又便于学生观察变压器的结构。我把匝数少的那一端作初级、匝数较多的那一端作为次级(匝数比大约1:20左右)，仍按上图把电路接好，把原来的火花塞换成了一只“220V、10W”的电灯泡(带灯头)，同样将导线的一端快速地从锯条上滑过，果然，电灯泡闪烁地发光了。我重复了几次，让学生看清灯泡发光时是在不断的闪烁，并不像他们想像的那样稳定的发光。

老师：如何让灯泡一直发光呢?

学生：那就不停了把导线重复在锯条上来回的滑动就行了。

老师：那多累啊!哪个同学愿意上来不停了做这个工作呢?这时一个个的只是笑，设有人愿意上来。既然你们不愿意上来，那就动脑筋想办法吧，

学生用圆锯来代替直的锯条，再想办法使圆锯转动起来，再把原来接在锯条上的固定导线接(压)在圆锯的侧壁上，另一根的自由端与圆锯的齿接触就行了。

老师：这个办法不错!可哪里去找圆锯?又用什么来带动圆锯转动呢?

这一下学生闷了，不知道怎么办。下面学生的讨论又开始热闹起来了。

2分钟之后，有两个学生提出：能否将课本上这个电路的开关让它处于长通状态，再想办法用一个不导电的东西将开关的两个触点顶开，这个东西最好是会转动的，每转动一次就顶开一次，这样开关就可以处于不断的通、断、通、断，这样电灯泡不就可以持续的亮了吗?

老师这个办法好像行得通，那是否可以用转动的小电动机的轴来代替那个会转动的东西呢?(有意的引导)

学生：可以。

于是，我又从讲台下面的柜中拿出一个小的直流电动机(额定电压6V)，接着问：这个电机能用这个12V的电瓶作电源吗?

学生不能!(因为在初中的电学部分做过用电机提升物体做功的实验，知道这种电机好像只用2、3节干电池就能转动)

老师：那我们只好另用干电池来带动它转动了。又从柜中拿出两节电池和事先做好的开关，并当着学生的面在电机轴的顶端紧套了一个塑料凸轮，快速把电路重新接好。

电路接通后，电机开始转动，电灯泡果然持续地发光了，可出现两处不足之处一是灯泡不停的闪，根本不像家里的电灯泡那样正常发光。二是发现开关的两触点之间会产生火花，好像变成了前面那个实验中的“火花塞”了。这时我急忙断开电动机的电源，又提出了新的问题。

老师：①为什么电灯泡发光时会发生闪烁而不像我们家里的那样稳定呢?这个问题又怎么解决呢?②开关的触点处会不断的产生火花，那这个开关耐用吗?我们如果消除触点处的火花呢?这两个问题学生又讨论了几分钟，在学生讨论过程中我也不时的走下去听听他们的分析讨论，并作了一些启发。最后同学们基本上找出了问题的原因，并提出了一些解决的方法。

学生我们家里电灯发光时，通过灯泡的电流方向是每秒钟改变100次，而这个实验中电机的转速较慢，每秒钟可能只有10多20次，也就是最后通过电灯的电流变化的频率太小，所以，要提高电流变化的频率即提高电机的转速才能解决问题，根据视觉暂留的原因，灯泡中电流变化快了我们就感觉不到灯泡在闪烁了。

学生：好像前面老师讲过日光灯中启动器中的那个小电容就是用来消除火花的，是否也可以在开关的两个触点之间并联一个电容呢?

老师：同学们提到在开关的触点之间并联一个电容来消除火花，这个想法真好!我们完全可以办得到的。可是，你们提出通过提高电机的转速不很现实，因为要提高转速，只能提高电机两端的电压，即只有多用几节电池，但这样万一烧坏了电机怎么办?大家再想想，能否在电机转轴上的那个凸轮上做文章?这一下好多同学都想到了。

学生电机上安装的那个凸轮，电机转动一周才使初级回路通断一次，如果把凸轮换成齿轮，且齿轮的齿数越多，那电机转动一周，那开关通断的次数不就多了吗?

老师：这个建议非常好!那我们就来试一试吧!

我拿出事先准备好的这些器材，快速的又把电路组装好，然后开始了最后的演示，结果效果比较好，前面提到的那些不足之处都解决了。这时我听到下面有些同学在说，回去我也要做一个这个装置，如果家里停电了，它就可以起作用了。既然电灯都点得亮，那一定还可以用来放电视。到时别家都没有电，而我家不但有“电”。说不定还可以用来放电视。看来学好物理用处可大了。

这节引导学生的探究活动课，充分调动了学生动脑参与探究的积极性，在实验探究过程中不但把前面所学的很多知识都复习到了，而且从学生对知识的掌握角度来看，其效果胜过老师只讲理论知识10遍20遍。

经常通过这样的探究性教学，培养学生进行探究性学习，不但可以培养学生探究问题、分析和解决问题的能力，也为社会或高校培养创新型人材打下了良好的基础。

(作者单位四川省宁南县高级中学)

责编　臧耀民

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