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理想变压器教学疑难问题探讨（一）|教研分享系列263
?三、教学疑难问题讨论?
1、引课问题
变压器随处不在，但是学生平时未必有意注意，更可能未做深入学习。因此，引课时有必要激发学生有意注意，引起探索兴趣。下面先分析一下教材“引课”编排。
（1）教材分析
19版教材按照新教材统一体例，安排了“问题”，变压器一节也不例外。
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教材作为范本，“问题”编排只是一个体例，对教师设计教学具有启发作用。显然，教师在设计教学时，应该理解体例，必要时丰富、完善、甚至重新设计问题。
新教材的“问题”编排，号主认为意图是明确的，是起到引起有意注意，激发探究兴趣的作用。当然，情景还嫌单调，有必要更紧密地联系生活，丰富情景，唤醒已有图式。
04版教材，以“思考与讨论”引课。
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显然，04版教材“思考与讨论”来得“突然”，看上去是引发学生思考，摒除直接灌输，但是实质上还是“灌输”，例如直接把变压器的核心结构告知了学生，并通过实验设计暗示学生，变压器实现变压只能适用于交流电（注意：为了形成对照，有必要设计对照性实验，即原线圈通恒定电流，观察比较实验现象。然而，教材为什么没有安排对照实验呢？）
这种变相灌输方式未必就有良好的教学效果，例如确实促进学生更好地理解变压器工作原理——互感。下面论文列举了实证试题，结果就佐证了这一点。
文献1：收藏学习《理想变压器电压与匝数关系的理论推导》
可以说，两版本教材的编写理念是一致的，那就是通过情景引发学生思考，避免直接灌输知识。号主当然认可这种教学理念，问题是落实这一理念还得对这一环节教学进行优化设计。
（2）优化设计
①丰富情景，基于实际生活引出变压器。
展示生活中的电器，提供铭牌信息，特别是呈现额定电压大于或小于220V的电器。完成下面师生对话：
师：了解了各种电器的额定电压后，同学们，发现什么问题没有？
生：有些电器的额定电压与生活电压220V不一致。
师：很好。据此，再把问题深入一点。
生：这些电器在日常生活中是如何正常工作的呢？
师：这个问题非常好！我们再来看一个情景。
展示高压输电线缆，完成下面师生对答：
师：为什么输电线要架这么高？
生：输电线上的电压很高。
师：需要确认一下具体意思，此电压很高，好像是有比较意义的，对吗？
生：比生活电压220V高许多。
师：据此，又发现了什么问题？
生：高压输电线电压与生活电压不同，这是如何改变的？
师：对了，生活中经常需要实现电压改变，有的要升压，有的要降压，是怎么做到的？
生：运用了变压器。
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②深入探索，追问变压器的内部核心结构
展示生活中的变压器，例如郊区变电站、小区变电箱、电器充电器等等。有些电器核心部件的电压也不同于220V，但其插头却直接插在了220V插座上，事实上这些电器内置了变压器。由此继续师生对话：
师：生活上的变电器外观形状差异很大，他们却完成了同样的变压功能，由此我们需要…
生：了解变压器的内部结构。
在一体机上打开网络，输入“变压器的内部结构”，选择“图片”搜索。
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要求学生从网络上的变压器中尽可能发现可能的一致性结构特征？学生经过认真观察，讨论得到，变压器中有两组以上的线圈。
③基于科学推理，建构变压器结构模型。
师：变压器内部有两组以上线圈，为了方便就以两组线圈为例。那么两组线圈是接触在一起，还是绝缘靠近放置？亦或是两组线圈串联或并联在一起？并说明理由。
生：思考与讨论。
学生思考与讨论得出结论：两线圈绝缘靠近放置。
师：能否简单示意画出两个线圈的放置关系，并画出接线柱，并指出接线柱怎样与外电路连接，以实现供电回路与用电回路的能量隔空传递？
生：思考、讨论、绘图。
师：两个回路隔空能量传递的原理是什么？
生：互感。
师：结合互感，即电磁感应原理和日常生活实际，说一说供电回路通什么电流，能够持续实现隔空能量传递？最理想的是哪一种？为什么？
生：交变电流，最好是正弦式交变电流，因为用电回路电流特征不变，都是正弦式交变电流，只改变电学量大小，不改变频率。（必要时提醒，并因材施教：例如运用数学上已经学习的导数进行定性分析）
之后完成如下教学片段。
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（来自教师用书）
（3）教学反思
这个引课，估计在基础较差的班级，需要较长的时间。但号主认为，完成这个引课就已经大功告成，诸如电压比公式完全可以采用“告知”教学方式，电压比教学是本节教学重点，也是难点。就这一教学难点，基础较差的学生根本就没有能力运用实验探究性教学，也无法运用理论定量演绎推理。
对于基础较好的班级，此引课用时并不会太多，有了扎实的引课，在充分理解工作原理的基础上，才能更好的开展后续教学——不管是实验探究教学、理论探究教学。没有扎实的引课，后面的教学只能是教师牵着学生的“牛鼻子”的机械学习，学生亦步亦趋而不知路在何方？
总之，以上引课内容是十分必要的，突出了变压器结构模型的建构，突出了变压器的工作原理——互感；突出变压器运用于交变电流。此稍长的引课根本没有喧宾夺主，其本身就是教学的重要部分，文献1的结论也佐证了这一点。
未完待续
............试读结束............
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