到底有多少个离子打在极板上？

摘要：新课程教学理念提倡的是一个在师生平等、自由、互助下的探究式教学。老师的任务不单纯是对知识的解说，更应该引导、协助学生自主地建构知识。本文就是通过一个教学实例，来展现教师是如何引导学生获得知识的。

关键词：争论；反思

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148(2007)11(S)-0038-3

在一次新课改背景下的教学研讨活动中，笔者听了这样一节教学研讨课：在授课老师按照计划讲评一道关于等离子体发电机的习题时，一个结论在学生中引起了争论，授课老师没有回避，而是有意识地营造和谐、民主、热烈的争论氛围，主动引导问题的讨论，使课堂上出了效果，上出了精彩，更给了听课老师以很大的启示，现将实录和本人反思供老师们参考。

1 课堂实录

持有观点一的同学找不出新的论据而陷入沉默。为了将问题讨论引向深入，老师抛出了一个引导性问题。

老师：在图2的习题中，如果电流强度为0.32A，电解质溶液之外的电路是金属导线，请问在2秒内有多少电子的电量到达阴极？

通过运算，持有观点一的同学马上有了新发现。

1.2 僵持阶段

是物理的观点错误还是化学的观点错误呢？学生的激情被充分调动起来，授课老师连续抛出了解决问题的几个提问，环环相扣，层层深入，引导学生探究、思考、回答。

（1）到达阴极的阳离子一定要通过中截面吗？

学生答：到达阴极的离子（铜离子）有些本来就在中截面的左侧，不需通过中截面就能到达阴极。

老师讲：说明达到阴极的铜离子的数目多于通过中截面的铜离子的数目是正常的。

（2）电解质溶液中存在电场吗？

学生答：有电场，否则就不可能有离子的定向运动，也就不能形成电流。

（3）电场由谁产生？

学生答：极板上积累的电荷产生，阴极带负电荷，阳极带正电荷。

（4）离子的浓度在空间分布均匀吗？

学生答：不均匀，因为极板对同种极性的离子有排斥力的作用，对异种离子有吸引力的作用，因此在极板的附近，同种极性的离子浓度要低，而异种离子的浓度要高些。

（5）追问：在无限趋近于阴极的地方，阴离子的浓度怎样？有没有正负离子浓度相等的位置？

学生答：在阴极附近负离子的应该趋近于0，在中心对称位置正负离子的浓度相等。

（6）溶液中任意一处的，阳离子和阴离子分别定向运动形成的电流I+和I-相等吗？

学生答：在非中心对称位置，正负离子的浓度不等，由它们定向运动形成的电流I+和I-不相等。在中心对称位置正负离子的浓度相等，I+和I-相等——物理老师的观点没有错。

（7）在无限趋近于阴极的位置，电流如何形成？

学生答：在无限趋近于阴极的位置，由于负离子的浓度趋近于0，电流只由铜离子的定向运动形成——化学老师的观点也没有错。

1.3 结论

如果将某极板的表面作为研究电流的截面，只有一种离子向它定向运动（由于受力的原因另一种离子的浓度极小，同时也不会向此极板定向运动），因此此处的电流只由一种电荷的定向运动形成；而中截面位置，两种离子的浓度相同，向相反的方向通过中截面，形成的I+和I-相等，总电流I=I++I-，因此在电解质溶液中，不同的位置电流的形成是有一定的差别的。在磁流体发电机的内部不同位置电流的形成与电解质溶液类似的。

老师：原题解答哪种观点正确？

下课的铃声正好响起。

2 反思

反思一 学生对电解质溶液中的电荷运动的疑惑是如何产生的呢？其实在电流形成的新课教学中，关于在电解质溶液中的电流，我们只是过于强调了正负离子同时定向运动对电流的影响，在所举的习题中又往往是关于通过中心对称面的正负离子，其电量的数据是相等，形成的电流各是总电流的一半，而没有强调上述结论成立的特殊位置，更没有引导学生思考其它位置的情况，而化学又仅仅研究了有关电极上的电量总量，物理和化学在研究对象上出现了脱节，致使学生产生疑惑，直到在磁流体发电机的相关知识中矛盾激化而爆发。因此在以后编制有关电解质溶液中电流的习题时，不要一味以中心对称位置为研究位置（其实此位置是非常特殊的），而应选择更具一般性的截面，使之在相等的时间内通过截面的正负离子的电量不等，使其更具一般性。

反思二 课堂资源除了看得见的物质资源外，还会生成一些非物质的资源——即课堂生成资源，它往往在教师的预料外出现，属于突发事件，如非正常的实验现象、节外生枝的一个问题、一个非预见性争论、学生的非预见性回答等等，都有可能成为教学或教育的话题、载体，它是一种用宝贵的资源。与物质资源相比，课堂生成资源有其特殊性：特定的场合、特定的对象、特定的氛围，离开上述三个特性，所谓的资源也就失去了价值。由于课堂生成的资源具有非计划性、瞬时性，这就要求老师不但要有发现资源的睿智和常用资源的知识储备，更要有利用资源的谋略与胆识——要有足够的自信，敢于打破教学计划，顺势引导，敏锐地发现和充分地利用课堂生成资源，这才能使教师的教学能力得到大幅度地提高，使课堂教学变得游刃有余，使教师课堂的教学行为向课堂的艺术行为转化。

在本节课中，授课老师按照计划评一道关于等离子体发电机的习题时，一个结论在学生中引起了争论，授课老师没有回避这一“节外生枝”，而是敏锐地发现了其中的教学价值，果断地改变了原有的教学计划，巧妙地抓住这一“课堂生成资源”，主动引导问题的讨论，不仅解决了不少同学（基于不少老师和资料）存在的一个关于理化综合存在的困惑，而且使课堂上出了效果、上出了精彩，给了听课老师以很大的启示。

反思三 在学习和研究的过程中，产生各种各样的问题和疑惑是不可避免的，这是智慧的火花。同伴间的争论和互助更是心灵的撞击与交融。物理学史上关于量子论科学性有名的争论是发生在爱因斯坦和玻尔之间，它不同于牛顿和惠更斯的争论。他们之间的争论是建立在一种平行、平等、民主的基础上，爱因斯坦和玻尔之间智慧的撞击，大大促进了现代物理学的发展，同时给周围的科学家极大的启发，在一定程度上促进了一大批物理学大师的产生。

新课改的理念强调教师与学生之间不再是一种简单给予、被动接受的关系。教师不能将学生作为控制和灌输的对象。教师应由原来知识的传授者，变成调适者、研究者。“使学生在独立获得物理知识、探究物理规律、解决物理问题等方面获得具体成果”［1］。教师和学生最终应该建立起平等、民主、自由、同情、公正、宽容和互助的“伙伴”关系，即“人人平等的师生观”。在本节课中教师没有把自己放在居高临下的位置上，对学生学习中存在的问题，没有包办代替，而是搭建一个民主、平等、和谐的争论舞台，值得大家参考。

参考文献：

［1］中华人民共和国教育部制订.普通高中物理课程标准.人民教育出版社，2003,49（栏目编辑罗琬华）

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。

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