浅谈缺点列举法的应用

张艳丹

摘要：滑动变阻器是初中科学电学部分的一个重要元件，是电路的重要组成部分，熟练掌握它的制作原理和工作原理等知识点是学生解电学综合题的关键。虽然，每位科学教师在教学过程中都是强调重点内容，但依然出现很多学生对滑动变阻器的知识点掌握不牢固，致使在考试中频频出错。应用缺点列举法，经历滑动变阻器原理的“破解”过程，有助于学生对滑动变阻器的认知，有助于学生创新能力的培养，有助于学生科学素养的提升。

关键词：滑动变阻器；原理；缺点列举法

初中科学课程是以对科学本质的认识为基础、以提高学生科学素养为宗旨的综合课程。现阶段，中国的基础教育已取得瞩目的成就，但学生科学素养不高，其中一个很重要的原因是学生的“原理意识”淡薄，缺乏对实验仪器和工具的制作原理、工作原理的学习与领悟。如何让学生经历初中科学课程中关于仪器和工具内容的学习过程，包括探究仪器的原理、制作过程等，从而完善学生的学习方式，达到培养学生的探究能力、创造力、提高学习兴趣的目的，是当前初中科学课程中亟待解决的问题。下面，笔者以“滑动变阻器”为例，应用缺点列举法，浅谈其制作原理、工作原理的学习，从最根本处了解滑动变阻器，让学生自己设计出一个滑动变阻器。

教学过程中，运用一些“科学方法”（如缺点列举法、反证法、组合法等），以相关的仪器和工具为探究对象，形成几种不同的探究学习模式，并让学生经历相应的探究学习过程，从而提高学生的科学探究能力和创造力。

一、缺点列举法的概述

缺點列举法是一种创造学技法，它是以挑剔的眼光看待被研究的问题，找到它的缺点或不完美之处，然后针对这些缺点找到解决的方法。

二、缺点列举法的作用

缺点列举法可以使人们通过思维发散去发现问题，并形成反驳意识，最终通过寻找解决问题的办法培养创造力。在课堂中，缺点列举法还能够让学生更加明确解决问题的目的性，使学生清楚学习知识是为了解决日常生活及生产中存在的问题，从而进一步激发他们的学习积极性和创造欲望。

三、缺点列举法的应用

（一）操作流程

提出问题：提出要解决的问题。

尝试解决：找到解决该问题的初步方案。

缺点列举：针对初步方案，列举缺点或需要改进之处。

缺点改进：通过对初步方案中各种缺点的改进，找到解决问题的最佳方案。

解决问题：通过最佳方案的实际运用，检验该方案的可行性，从而得出结论，解决问题。

（二）应用

在教学时，应用“尝试解决——缺点列举”探究模式，教师先提出一个要解决的实际问题“如何改变小灯泡的亮度”，并给学生提供一些简单器材进行仪器的制作，再让学生通过自制的仪器粗略地解决提出的问题，然后针对自制仪器进行缺点列举，并讨论改进的方法，最后制作成一个相对精致的仪器。

1.提出问题：如何改变小灯泡的亮度？

2.尝试解决：小灯泡亮度的变化说明什么？进一步得出：灯泡亮度变化——电流变化——电压不变时电阻变化。

图1

（1）方案1：将铅笔芯接入电路，用鳄鱼夹MN夹住（如图1），保持鳄鱼夹M不动，移动鳄鱼夹N，改变铅笔芯接入电路中的长度，从而改变小灯泡的亮度。

（2）方案2：改将铜丝接入电路，同方案1，从而改变小灯泡的亮度。

（3）方案3：改将镍铬合金丝接入电路，同方案1，从而改变小灯泡的亮度。

（4）方案4：将一根镍铬合金丝接入电路，用鳄鱼夹MN夹住（如图1），保持MN位置不变，接入另一根镍铬合金丝，同理再接入第三根镍铬合金丝，从而改变小灯泡的亮度。

（5）方案5：将一根镍铬合金丝接入电路，用鳄鱼夹MN夹住（如图1），用酒精灯给镍铬合金丝加热，从而改变小灯泡的亮度。

3.缺点列举：方案1操作简单，小灯泡亮度变化明显，这种改变长度的方法在实际操作中可行，方便快捷。缺点：铅笔芯比较容易折断，移动过程会把手染黑。方案2操作比较简单，材料不容易折断，也不“污染”手。缺点：小灯泡亮度变化不明显，鳄鱼夹需要移动长距离，电流表示数才有变化，这种改变长度的方法在实际操作中不可行。方案3操作比较简单，小灯泡亮度变化比较明显，鳄鱼夹需要移动的距离明显缩短，这种改变长度的方法在实际操作中可行，方便快捷。缺点：鳄鱼夹还需要移动较长距离，导线裸露，容易“触电”，不安全。方案4小灯泡亮度变化比较明显。缺点：操作不是很简单，增加合金丝数量即增大导体的横截面积，这种改变横截面积的方法在实际操作中不可行。方案5小灯泡亮度变化比较明显。缺点：操作不简单，加热过程有一定的危险性，这种加热改变温度的方法在实际操作中不可行。

4.改进方法：综合以上方案，改变小灯泡的亮度即改变电阻的大小，实际操作中最为可行的是改变导体的长度。铅笔芯虽然电阻大但容易折断又“污染”手，又考虑鳄鱼夹移动距离，因此采用电阻大的镍铬合金丝代替最为理想。在方案3的基础进行改进，为了缩短鳄鱼夹移动的距离，可以将镍铬合金丝绕在绝缘筒上，并在其表面涂抹绝缘漆，虽然解决了触电问题，但又陷入“矛盾”之中，为后续滑动变阻器与滑片连接处刮掉绝缘漆铺垫了器材制作方向。

5.解决问题：将涂有绝缘漆镍铬合金丝绕在绝缘的瓷筒上，滑片接触的地方刮掉绝缘漆，移动滑片，通过改变接入电路中电阻丝的长度改变电阻，这就是滑动变阻器的原理。

在整个教学过程中，借小小的滑动变阻器如此巧妙的设计，让学生逐渐明白滑动变阻器是什么，做什么用的。在教师引领下，经历“探索、发现”以及体验过程，学生能够真正领悟到科学器材的原理，领悟到器材巧妙的设计，领略到设计者出众的智慧。这样教学过程，学生的创新意识、创新能力得到激发和培养，学生的科学素养得到有效的培养与提高。

参考文献：

[1]上海市教育委员会教学研究室[J].《初中物理教学关键问题指导》.北京：高等教育出版社，2016年5月

[2]汪国华[J].《关于“滑动变阻器”教学方法的讨论》.文理导航，2017（2）：47

[3]盛正民，李金玉[J].《怎样开展“滑动变阻器”实验器材的教学》.实验教学研究，2017（1）：12-13