对“负载连接”问题究竟该如何理解，本文主要内容关键词为：该如何论文,负载论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、问题的提出
2010年岁末参加了陕西师范大学出版总社基础教育研究院在深圳举办的“深圳教育论坛·教育国际化与基础教育教学改革——全国中学高效课堂案例研修展示邀请赛暨颁奖大会”，大会中所展示的各学科教学案例可谓是各具特色、精彩纷呈。其中课题为“电阻的串、并联及其应用”的一节课，无论是相应的教学预设或者是对应的教学实施，均给包括笔者在内的与会各位老师留下了极为深刻的印象。但是在这节课的引入阶段，施教者呈现出了如下两个教学片断：
教学片断1
在针对两个电阻的串、并联基本特征的提问中，被提问的学生正确回答了两个电阻串联和并联时电阻、电流、电压的相应关系，施教者又采用启发式提问的教学行为而发问：“电阻的串联和并联分别可以起到怎样的作用？”当被提问的学生心领神会地意识到“串联分压”和“并联分流”的作用，且对应的规律可以分别表示为“电阻串联时按阻值成正比分压”“电阻并联时按阻值成反比分流”时，施教者才如释重负地总结出串联分压有
，并联分流有
，从而把教学顺利引入下一环节。
教学片断2
在针对三个电阻的连接方式而呈现出如图1、图2中所示的串联和并联后，接下来的教学行为的设计与实施旨在让学生体会到串联和并联是构成复杂电路的基本连接方式，而指向该目标的相应教学环节有：第一，针对图1、图2情景而发问——由三个电阻还可以构成怎样的连接关系？第二，针对呈现的“卫星控制电路”的视频资料而进行相应的剖析。相应于两个教学环节强调了如下教学要点：
图1
图2
(1)由三个电阻所构成的连接方式除了如图1、图2所示的串联和并联外，还可以有“两个电阻并联后与第三个电阻串联”“两个电阻串联后与第三个电阻并联”；
(2)无论怎样复杂的电路其实都是简单的串、并联组合而成的。
从上述两个教学片断中可以看出：在“负载连接方式”的认识问题和“负载连接意义”的理解问题上，有必要作更为理性的思考与剖析，以使我们能够对“负载连接方式”形成合理而清晰的认识，对“负载连接意义”形成准确而深刻的理解。
二、“负载连接方式”的认识
为了能够对“负载连接方式”形成合理而清晰的认识，就应该把连接而形成某种组合的众多负载放在完整的电路中进行相应的理性剖析。
如果我们把连接而形成某种组合的众多负载的等效电阻记作R并与电动势为E、内电阻为r的电源连接成为一个完整的闭合电路，如下页图3所示，则针对这一相对完整的闭合电路在结构上进行分析，便可得到如下式所示的结构特征，即闭合电路：电源+负载+导线+开关。其中电源提供电能，负载消耗电能，导线输送电能，开关则是为了按照人的意志而实现对电路的工作状态实施有效控制的装置。可见，旨在实现能量形式转换的闭合电路，其矛盾的两个主要侧面应该是“提供电能的电源”与“消耗电能的负载”。因此，在对“负载连接方式”的认识问题上，既需要在直接关注负载间关系的基础上而对其连接方式作直接指认，更需要在关注到作为负载的对立面的电源位置而对负载间的连接作相对性的理性指认。
第二，由于负载与电源是电路中实现能量转换时矛盾的两个侧面，所以在针对“负载连接方式”的认识问题上，就应该在关注到电源位置的基础上而对负载间的连接作相对性的理性指认。其具体含义是指，对于如图7所示的各个负载来说，由于电源的位置未能够明确，所以这几个负载间的连接关系便不能明确；而当相应的电源位置分别明确为如图8、图9、图10各图所示时，这几个负载间的连接关系也就相应的被明确。如果以相应的符号“-”和“∥”分别表示负载间的“串联”和“并联”，则图8、图9、图10各图所示的负载连接关系依次为：
三、“负载连接意义”的理解
为了能够对“负载连接意义”形成准确而深刻的理解，仍然应该把连接而形成某种组合的众多负载放在完整的电路中而进行相应的理性分析。
图11
如果我们把连接而形成某种组合的众多电源和连接而形成某种组合的众多负载分别以“电源组合”和“负载组合”表示，则相应的电路应如图11所示。由于电路中电源承载着提供电能的职责而负载具备着消耗电能的需求，并且在通常情况下的电路往往是如图11所示而由“电源组合”对“负载组合”供电，所以就自然派生出了“电源组合”中各个电源“供电职责分担”问题和“负载组合”中各个负载“消耗电能分配”问题。解决“电源组合”的“供电职责分担”问题的具体举措是“电源组合”的连接方式；解决“负载组合”的“消耗电能分配”问题的相应方法是“负载组合”的连接方式。由于高中物理对“电源组合”的“供电职责分担”问题通常不作要求，所以相应的教学也就只需要针对着“负载组合”的“消耗电能分配”问题而关注“负载组合”的连接方式；由于高中物理针对“负载连接方式”只关注简单的串、并联，所以对“负载连接意义”的理解问题只需要针对串联电路和并联电路而实施相应的剖析即可。
第一，对于负载的串联，其意义不仅仅在于“串联分压”和“电阻串联按阻值成正比分压”，更重要的应该是体会到：“电阻串联而按阻值成正比分配电功率”，即
；
第二，对于负载的并联，其意义不仅仅在于“并联分流”和“电阻并联按阻值成反比分流”，更重要的应该是体会到：“电阻并联而按阻值成反比分配电功率”，即
。
综上所述，关于负载的串、并联特征，相对全面而清晰的认识和准确而深刻的理解应该概括如下表所给出：
表1
四、结论
当我们把连接而形成某种组合的众多负载放在完整的电路中，从而针对“负载连接方式”作合理而清晰的认识、针对“负载连接意义”作准确而深刻的理解时，我们便自然针对完整的闭合电路而梳理出两个关系、自然针对“负载连接方式”的认识而概括出两个要点、自然针对“负载连接意义”的理解而总结出两个层次。相应的梳理、概括和总结依次如下：
1.针对“闭合电路功能”应关注的两个关系
由于闭合电路的相应功能实际上是实现能量形式的转化，而在实现能量形式的转化过程中还需要将电源所提供的电能合理分配到各个负载上，所以针对闭合电路就应该关注到两个关系：第一，提供电能的电源与消耗电能的负载之间的“电能供求关系”；第二，同为消耗电能的负载与负载之间的“电能分配关系”。如果说定量处理电源与负载之间“电能供求关系”的依据是源自于能量守恒定律的闭合电路欧姆定律，那么定量处理负载与负载之间“电能分配关系”的依据就应该是相应连接关系的基本特征。
2.针对“负载连接方式”的认识应把握两个要点
由于闭合电路中电源与负载间先天性存在着“电能供求关系”而相互依存，所以针对“负载连接方式”的认识就应该把握住如下两个要点：第一，“负载连接方式”除了高中物理提出定量要求的“串联”“并联”和串、并联混为一体的“混联”外，实际上还存在着“Y形连接”“△形连接”和“桥式连接”等更为复杂的连接方式；第二，“负载连接方式”的明确指认应该在电源位置被明确的基础上方能实现，也就是说“负载的连接方式”必须相对于电源的位置而给出相对性的理性指认。
3.针对“负载连接意义”的理解应关注两个层次
由于闭合电路中电源与负载间的根本关系是“电能供求关系”，而负载间“电能分配关系”又将由“负载连接方式”所决定，所以针对“负载连接意义”的理解就应该关注到如下两个层次：第一，负载串联时将按照与负载电阻阻值成正比分配电压；负载并联时将按照与负载电阻阻值成反比分配电流；第二，由于流经串联负载的电流相同，所以“串联按电阻成正比分压”的规律将决定着负载串联时的“电能分配关系”——负载串联时将按照与负载电阻阻值成正比分配电功率；由于加在并联负载两端的电压相同，所以“并联按电阻成反比分流”的规律将决定着负载并联时的“电能分配关系”——负载并联时将按照与负载电阻阻值成反比分配电功率。
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