徐建平

(江苏省张家港市大新实验学校,江苏 张家港 215636)

巧用突发事件生成教学资源
——例谈初中物理生成性资源的挖掘和利用

徐建平

(江苏省张家港市大新实验学校,江苏 张家港 215636)

本文通过一个突发事件，讲述利用突发事件生成科学观教学资源，教师现身说法，对学生进行科学精神的教育.而在这个突发事件中，学生提出的物理问题本身，也是一个值得学术界研究的问题.

突发事件 生成性资源 科学精神

随着新课改的推进，课堂教学不仅仅是传授知识的线性的过程，在教学中，我们经常遇到学生在课堂上提出教师在备课过程中没有想到的问题，遇到这这种情况，教师通常有三种对策：一是为了完成自己预设的教学进度，而斥责学生；二是为了教学预设不被打乱，置之不理，“果断”的绕行；三是对节外生枝的“不速信息”适当点拨，以学生的问题作为生成性资源，引发学生思考，当堂解决；显而易见，前两种对策不可取，对策三是目前教师常用的方法和手段.但今天笔者要介绍的一个案例是比较少见的第四种情况是：教师被问住了，教师一时不会解决这个问题，或者教师也不能肯定自己的解释是否合理的情况.

案例描述

我连续多年带初三毕业班，今年初三中考复习到电阻这部分内容时，在课堂教学过程中，突然一名学生对一道考了N代学生的电学问题的答案提出质疑，例题是这样的：

家用白炽灯灯丝容易被烧断，请问，是在开灯瞬间时烧断，还是在灯发光的过程中突然烧断，为什么？请解释原因.

一般的解答是：白炽灯在开灯的瞬间烧断.因为灯丝的电阻随温度的升高而增大，刚开灯时，灯丝的温度比较低，由于灯丝冷态电阻比正常发光时电阻小得多(实际测量，大约是正常工作电阻的十分之一)，根据P=U2/R，电压一定，灯丝此时的实际发热功率比额定功率大得多，相同时间产生很多的热量，使灯丝温度迅速升高，达到灯丝的熔点而熔断，因此，灯丝在开灯的瞬间容易烧断.

但班上的王科同学提出了质疑：“灯丝在开灯的瞬间易断是事实，但不是“烧”断，“烧”断就意味着灯丝温度过高，达到灯丝的熔点，灯丝因熔化而发生断裂.我认为灯丝不是熔断的，应该是其它的原因.”他接着说出了他的分析过程：在开灯瞬间灯丝的电阻(R)、电流(I)、温度(t)三者的变化过程：未开灯时，灯丝温度很低，电阻很小(与正常发光时相比)，刚通电的瞬间电流I很大，电热功率P很大，所以灯丝温度t迅速升高，温度升高反过来影响灯丝电阻R，电阻迅速增大，电阻增大再反过来影响灯丝电流，使灯丝电流I迅速减小，最终电阻、电流、温度处于稳定状态，灯泡正常发光，在此以前灯丝的电流虽然有大于正常工作电流的情况，由于灯丝的R、I、P、t四个物理量相互影响又彼此牵制，但温度理应始终没有超过灯泡正常发光时的温度，因为温度高电阻就大，电流就会变小，电流变小，产生的电热会变少，因此，在这一阶段灯丝不可能是被“烧”断的，所以说“烧断”不妥当.如果灯丝是由于温度过高而烧断，那么正常情况下(开灯瞬间灯丝没有断的情况)，在开灯的瞬间岂不是将出现灯丝温度由冷到升得很高，超过灯丝正常发光的温度，由于温度升高电阻又变得很大，电热再变得很小，如此经过这样的多次反复，最后稳定在正常发光的状态.

这王科同学的分析有理、有据，他这么一解释，部分同学也觉得合情合理，一个几十年一直这样解释的问题也难住了我，到底该如何解释呢？当时，我的脑子里比较混乱，但是，保护学生的问题意识，我还是对大家说：“王科同学提出的问题很有价值，他考虑问题全面、周到，比老师考虑得还深入了一步，老师暂时还答不上来，我要查阅资料，还要和其他老师讨论，必要时要通过实验，才能最终给出结论.同时，也请大家课后查阅相关资料，并积极思考，好吗？”

回到办公室和同事把这个问题一说，大家也觉得学生的问题有研究的价值.但查阅了相关图书、网络资料后，发现没有一个支持王科同学的观点.进而我校物理教研组进一步将查到的信息整合，讨论分析，我们归纳出了一些有点站得住脚的开灯瞬间灯丝烧断的原因：

观点1 灯丝点亮的过程中，钨丝进行了两种变化，升华和凝华，附着在灯泡内壁上，我们可以看到灯泡内壁发黑，因此也使灯丝的横截面积变小.而在电压一定的情况下，灯泡在开灯瞬间容易断的原因是灯丝的横截面粗细不均造成的.产生粗细不均的原因是升华和升华灯丝的挥发面不同造成的.当灯丝变得粗细不均的时候，可以看成不同阻值的若干个电阻串联在220V的电路中；根据P=I2R得，串联电路，电流相等，电阻大的地方，功率也大，而电阻大的地方正是灯丝细的地方；就是这段细的灯丝，它局部的实际功率比它的额定功率更大，即使不是灯泡在开灯的瞬间，只要灯泡发光，细的那段局部温度比正常粗的灯丝高，由于开灯瞬间灯丝是冷的，整个灯丝电阻小，通过灯泡的电流就很大，根据P=I2R，电热功率由于跟电流的平方成正比，使得细的灯丝的局部实际功率更是要远远大于它的应有的局部额定功率，使那段细的灯丝不堪重负，才使其烧断的.

观点2 灯丝一般情况下又是绕成螺旋形的，而相邻的两匝之间距离很近很近，相当于两匝线圈通了同方向的电流，根据电流周围存在磁场，磁场对电流有力的作用，会使相邻两匝灯丝产生吸引力，由于开灯瞬间电流很大，因而螺旋形灯丝匝与匝之间的作用力也很大，这会使灯丝在强度较差(较细)的部位发生断裂.

我们认为灯丝断是上面两个因素综合作用的结果.

同时，我们还做了实验，但由于开灯的瞬间时间很短，验证王科同学的设想“在开灯的瞬间岂不是将出现灯丝温度先冷到升得很高，超过灯丝正常发光的温度，由于温度升高电阻又变得很大，电热再变得很小，如此经过这样的多次反复，最后稳定在正常发光的状态.”没有取得成功.

从上边的分析来看，灯丝烧断的原因归根与整个灯丝的实际功率大于额定功率确实是不全面的.

第二天，笔者将解决王科同学的提问的整个过程向全班同学作了一个详细的说明.同时再次对王科同学提出再肯定，鼓励大家要有问题意识.

笔者利用了这一个突发事件作为一个课堂生成资源的生长点，对学生进行了一次科学观的教育，在对学生发展的影响方面，科学精神与物理成绩相比，科学精神对学生的影响更深远.所以像本文这样的突发事件只要体现出科学精神，不管事件是否提高了学生的学习成绩，也不管学生提出的问题是不是合乎情理，我们作为教师，都应当牢牢抓住这些稍纵即逝的机会，大力扶持学生中涌现出来的科学精神，使科学精神在学生心里生根、发芽.

上面的案例，是课堂的一个突发事件，课堂生成资源也不仅仅局限于这些突发事件，更多产生于学生在课堂活动发现的新问题，而很多问题由于时间关系不能当堂解决，这就要求教师首先要保护好学生积极思考、善于发现问题的激情，把这种激情培养成学生的一种思维品质.也只有这样，才能实现提高学生的科学素养.

[1]张启锋.如何运用初中物理课堂生成性资源[J]. 数理化学习，2014(12).

[2]冯一兵,李春密.浅谈物理学科自然课程资源的开发与利用[J]. 物理教师 ,2009(4).

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1008-0333(2017)23-0055-02

2017-07-01

徐建平(1967.02-) 男，江苏张家港，张家港市大新实验学校，高级教师，本科，研究方向：初中物理教学

[责任编辑闫久毅]