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摘要：本文结合滑动变阻器教学，从概念形成的多样性、解题方法的灵活性、方案设计的选择性等方面讨论如何培养学生的发散思维能力。
关键词：滑动变阻器；发散性思维
中图分类号：G633.7 文献标识码：A文章编号：1003-6148(2009)6(S)-0008-3
发散性思维是一种从不同方向、角度和途径去设想，探求多种过程和答案，最终使问题获得解决的思维方法。培养学生的发散思维能力是物理教学的目标之一。如何培养，这需要教师在课堂教学中善于从问题入手，寻求发散点，为学生的思维发散提供条件和创设情境，同时把握时机，对学生有效地激发和引导。
变阻器是电学中的重要器材，电路中很多物理量的变化都与变阻器有关，它也是初中物理教学中的重点与难点。下面以变阻器相关问题为例浅谈谈如何培养学生的发散性思维能力。
1 概念形成的多样性
物理概念的形成都有一定的实验基础，通过实验探究，学生知道电阻是导体本身的一种性质，影响导体电阻大小的因素有材料、长度、横截面积和温度。在此学习基础上，教师引发学生思考下列问题：
问题1：电阻是导体本身的一种性质，一个导体的电阻能否发生变化？
回答“不变化”的学生认为，某个导体的材料、长度、横截面积和温度是确定的，因而其电阻不变。回答“变化”的学生认为，既然电阻与材料、长度、横截面积和温度有关，只要其中一个因素改变，电阻就会发生变化。
教师首先肯定这两种说法的正确性，因为他们考虑问题的出发点不同。然后教师进一步指出，人们根据需要制造出了两种不同的元件：定值电阻和变阻器。
问题2：要想制造变阻器，可以从哪些方面考虑改变电阻？
学生会想到材料、长度、横截面积和温度这四个方面。教师引导进一步：假如让你来设计，怎样从这四个方面改变导体的电阻？学生经过讨论设计了改变电阻的不同方法。教师点评哪种方法容易改变电阻，然后经过列举和修正，总结出：改变导体长度最方便。教师接着提问：要改变一个导体电阻，怎样才能做得小巧，方便操作？要求学生开动脑筋，设计解决方案，确定几种较为合理的制作方法。最后，教师向大家展示几种变阻器，进一步通过比较讨论变阻器的构造。
问题3：电流表、电压表能读出电路中的电流和电压，有仪器能直接读出接入电路的电阻吗？能测出电路或电器的电阻吗？
在学过串联电路的电阻之后，结合滑动变阻器的结构特点，学生很快便想像出了电阻箱的内部结构电路。尽管初中未要求学习欧姆表的原理，但教师可引导学生适当了解它的结构和原理，为高中学习欧姆表打下基础。
因此，作为物理教师，对任何一个物理概念、规律的形成过程都应深入研究，设计出的问题应具有启发性、思考性和多样性。
2 解题方法的灵活性
例题 如图1所示，当滑片P向下滑的过程中，电流表○A和电压表○V的变化情况是( )
A．○A表的读数变大，○V表的读数变大
B．○A表的读数变大，○V表的读数变小
C．○A表的读数变小，○V表的读数变大
D．○A表的读数变小，○V表的读数变小
本题是一道常见的电路状态变化题，教师应引导学生多角度分析电路中电流表与电压表示数的变化。
方法1：教师首先指导学生掌握最基本的方法: 滑片P向下滑,连入电路的电阻减小，根据欧姆定律，电路中的电流增大，由U1=IR1知，R1两端电压增大，根据U2=U总-U1可知，R2两端电压减小。
方法2：启发学生运用串联电路的分压关系判定。由U1/U2=R1/R2可知，R2变小,R1不变,R2两端分配的电压变小。
方法3： 再运用极端法判定。 当滑片P向下滑时,若滑至最下端,电压表被短路,示数为零,故电压表示数变小。
以上多种方法拓宽了学生的思路，培养了学生的发散性思维。下题是上述问题的延伸：
某同学用图2所示的电路研究电流跟电阻的关系。在实验过程中，当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后，他下一步的操作是( )
A．记录电流表和电压表的示数
B．将变阻器滑片向左移动
C．将变阻器滑片向右移动
D．增加电池的数目
学生若没有掌握上述方法,解决这道题是有难度的。教师可引导学生这样分析：定值电阻由5Ω更换为10Ω后,该电阻两端的电压增大，而该实验要求探究电路中电流跟电阻的关系,因此需控制电压,现在定值电阻两端的电压增大了，应降下来，将滑动变阻器阻值调大，变阻器两端的电压也就增大了，那么定值电阻两端的电压便减小了，故滑片应向右移动。还可以这样考虑：换为10Ω后,电路中的电流减小了，滑动变阻器两端的电压减小了，定值电阻两端的电压增大了，应调小，故应将变阻器滑片向右移动。
3 方案设计的选择性
例题 利用如下器材:电池组、电压表、电阻箱和滑动变阻器各一个、开关两个、导线若干,请设计一个方案,测量一个未知电阻的阻值。
本题解决方案较多，需引导学生多角度思考，故可选定一种思路作为突破口，以有效解决问题。下面给出几种典型的方案。
方法1：利用串联分压原理。将滑动变阻器和待测电阻串联，移动电压表分别测定它们两端的电压。具体步骤为:
①将待测电阻Rx和滑动变阻器R0串联接到电源两端；
②将滑动变阻器阻值调到最大值为R0,用电压表测出两端电压为U0；
③用电压表测出Rx两端电压为Ux
由U0R0=UxRx得Rx=UxU0R0。
方法2：利用串联分压原理。将滑动变阻器和待测电阻串联，移动滑动变阻滑片测Rx两次电压。具体步骤为：
① 将滑动变阻器阻值滑到最大值，记下电压表示数为Ux；
② 将滑动变阻器阻值滑到最小值，记下电压表示数为U总；
则Rx=UxU总-UxR0。
方法3：利用短路和串联分压原理。将滑动变阻器和待测电阻串联，通过断开和闭合开关测两次电压，如图5所示。具体步骤为：
① 将滑动变阻器的滑片滑到最大值，只闭合S，记下电压表示数为Ux；
② 再闭合开关S1，记下电压表示数为U总；
则Rx=UxU总-UxR0。
方法4：利用等效替代法。滑动变阻器和电阻箱配合使用，电压表并在Rx和R0两端，如图6所示。具体步骤为：
①只闭合S1，将滑动变阻器的滑片由最大值调至适当位置，记下电压表示数为U0；
②断开S1,闭合S2，调节电阻箱,使电压表示数仍为U0，读出电阻箱的示数为R0；
则Rx=R0。
方法5：利用等效替代法。滑动变阻器和电阻箱配合使用，电压表并在滑动变阻器两端，如图7所示。步骤与方法4相同。
方法6：利用等效替代法。滑动变阻器和电阻箱配合使用，电压表并在滑动变阻器两端，如图8所示。具体步骤为：
①只闭合S2，将滑动变阻器的滑片由最大值调至适当位置，记下电压表示数为U0；
②断开S2,闭合开关S1，调节电阻箱,使电压表示数仍为U0，读出电阻箱的示数为R0；
则Rx=R0。
以上多种方法都使问题得到了解决，但实际上，在培养学生发散性思维能力的过程中会遇到很多障碍。一方面，教师要善于引导学生多角度、多方位地寻找解决问题的途径；另一方面，还要敢于让学生体验失败，学会反思，从而寻求思维的突破，这样才能真正地培养学生发散思维能力。
(栏目编辑赵保钢)
关键词：滑动变阻器；发散性思维
中图分类号：G633.7 文献标识码：A文章编号：1003-6148(2009)6(S)-0008-3
发散性思维是一种从不同方向、角度和途径去设想，探求多种过程和答案，最终使问题获得解决的思维方法。培养学生的发散思维能力是物理教学的目标之一。如何培养，这需要教师在课堂教学中善于从问题入手，寻求发散点，为学生的思维发散提供条件和创设情境，同时把握时机，对学生有效地激发和引导。
变阻器是电学中的重要器材，电路中很多物理量的变化都与变阻器有关，它也是初中物理教学中的重点与难点。下面以变阻器相关问题为例浅谈谈如何培养学生的发散性思维能力。
1 概念形成的多样性
物理概念的形成都有一定的实验基础，通过实验探究，学生知道电阻是导体本身的一种性质，影响导体电阻大小的因素有材料、长度、横截面积和温度。在此学习基础上，教师引发学生思考下列问题：
问题1：电阻是导体本身的一种性质，一个导体的电阻能否发生变化？
回答“不变化”的学生认为，某个导体的材料、长度、横截面积和温度是确定的，因而其电阻不变。回答“变化”的学生认为，既然电阻与材料、长度、横截面积和温度有关，只要其中一个因素改变，电阻就会发生变化。
教师首先肯定这两种说法的正确性，因为他们考虑问题的出发点不同。然后教师进一步指出，人们根据需要制造出了两种不同的元件：定值电阻和变阻器。
问题2：要想制造变阻器，可以从哪些方面考虑改变电阻？
学生会想到材料、长度、横截面积和温度这四个方面。教师引导进一步：假如让你来设计，怎样从这四个方面改变导体的电阻？学生经过讨论设计了改变电阻的不同方法。教师点评哪种方法容易改变电阻，然后经过列举和修正，总结出：改变导体长度最方便。教师接着提问：要改变一个导体电阻，怎样才能做得小巧，方便操作？要求学生开动脑筋，设计解决方案，确定几种较为合理的制作方法。最后，教师向大家展示几种变阻器，进一步通过比较讨论变阻器的构造。
问题3：电流表、电压表能读出电路中的电流和电压，有仪器能直接读出接入电路的电阻吗？能测出电路或电器的电阻吗？
在学过串联电路的电阻之后，结合滑动变阻器的结构特点，学生很快便想像出了电阻箱的内部结构电路。尽管初中未要求学习欧姆表的原理，但教师可引导学生适当了解它的结构和原理，为高中学习欧姆表打下基础。
因此，作为物理教师，对任何一个物理概念、规律的形成过程都应深入研究，设计出的问题应具有启发性、思考性和多样性。
2 解题方法的灵活性
例题 如图1所示，当滑片P向下滑的过程中，电流表○A和电压表○V的变化情况是( )
A．○A表的读数变大，○V表的读数变大
B．○A表的读数变大，○V表的读数变小
C．○A表的读数变小，○V表的读数变大
D．○A表的读数变小，○V表的读数变小
本题是一道常见的电路状态变化题，教师应引导学生多角度分析电路中电流表与电压表示数的变化。
方法1：教师首先指导学生掌握最基本的方法: 滑片P向下滑,连入电路的电阻减小，根据欧姆定律，电路中的电流增大，由U1=IR1知，R1两端电压增大，根据U2=U总-U1可知，R2两端电压减小。
方法2：启发学生运用串联电路的分压关系判定。由U1/U2=R1/R2可知，R2变小,R1不变,R2两端分配的电压变小。
方法3： 再运用极端法判定。 当滑片P向下滑时,若滑至最下端,电压表被短路,示数为零,故电压表示数变小。
以上多种方法拓宽了学生的思路，培养了学生的发散性思维。下题是上述问题的延伸：
某同学用图2所示的电路研究电流跟电阻的关系。在实验过程中，当A、B两点间的电阻由5Ω更换为10Ω后，他下一步的操作是( )
A．记录电流表和电压表的示数
B．将变阻器滑片向左移动
C．将变阻器滑片向右移动
D．增加电池的数目
学生若没有掌握上述方法,解决这道题是有难度的。教师可引导学生这样分析：定值电阻由5Ω更换为10Ω后,该电阻两端的电压增大，而该实验要求探究电路中电流跟电阻的关系,因此需控制电压,现在定值电阻两端的电压增大了，应降下来，将滑动变阻器阻值调大，变阻器两端的电压也就增大了，那么定值电阻两端的电压便减小了，故滑片应向右移动。还可以这样考虑：换为10Ω后,电路中的电流减小了，滑动变阻器两端的电压减小了，定值电阻两端的电压增大了，应调小，故应将变阻器滑片向右移动。
3 方案设计的选择性
例题 利用如下器材:电池组、电压表、电阻箱和滑动变阻器各一个、开关两个、导线若干,请设计一个方案,测量一个未知电阻的阻值。
本题解决方案较多，需引导学生多角度思考，故可选定一种思路作为突破口，以有效解决问题。下面给出几种典型的方案。
方法1：利用串联分压原理。将滑动变阻器和待测电阻串联，移动电压表分别测定它们两端的电压。具体步骤为:
①将待测电阻Rx和滑动变阻器R0串联接到电源两端；
②将滑动变阻器阻值调到最大值为R0,用电压表测出两端电压为U0；
③用电压表测出Rx两端电压为Ux
由U0R0=UxRx得Rx=UxU0R0。
方法2：利用串联分压原理。将滑动变阻器和待测电阻串联，移动滑动变阻滑片测Rx两次电压。具体步骤为：
① 将滑动变阻器阻值滑到最大值，记下电压表示数为Ux；
② 将滑动变阻器阻值滑到最小值，记下电压表示数为U总；
则Rx=UxU总-UxR0。
方法3：利用短路和串联分压原理。将滑动变阻器和待测电阻串联，通过断开和闭合开关测两次电压，如图5所示。具体步骤为：
① 将滑动变阻器的滑片滑到最大值，只闭合S，记下电压表示数为Ux；
② 再闭合开关S1，记下电压表示数为U总；
则Rx=UxU总-UxR0。
方法4：利用等效替代法。滑动变阻器和电阻箱配合使用，电压表并在Rx和R0两端，如图6所示。具体步骤为：
①只闭合S1，将滑动变阻器的滑片由最大值调至适当位置，记下电压表示数为U0；
②断开S1,闭合S2，调节电阻箱,使电压表示数仍为U0，读出电阻箱的示数为R0；
则Rx=R0。
方法5：利用等效替代法。滑动变阻器和电阻箱配合使用，电压表并在滑动变阻器两端，如图7所示。步骤与方法4相同。
方法6：利用等效替代法。滑动变阻器和电阻箱配合使用，电压表并在滑动变阻器两端，如图8所示。具体步骤为：
①只闭合S2，将滑动变阻器的滑片由最大值调至适当位置，记下电压表示数为U0；
②断开S2,闭合开关S1，调节电阻箱,使电压表示数仍为U0，读出电阻箱的示数为R0；
则Rx=R0。
以上多种方法都使问题得到了解决，但实际上，在培养学生发散性思维能力的过程中会遇到很多障碍。一方面，教师要善于引导学生多角度、多方位地寻找解决问题的途径；另一方面，还要敢于让学生体验失败，学会反思，从而寻求思维的突破，这样才能真正地培养学生发散思维能力。
(栏目编辑赵保钢)