基于“動手做”的課堂教學設計
——對“初識家用電器和電路”教學設計的點評

2014-08-28 01:16:16

物理之友 2014年3期

(1．南京師范大學物理科學與技術學院，江蘇南京 210023；2．南京師范大學附屬中學，江蘇南京 210003)

2014年3月24日，在《教學新時空》網頁上播出了張媛老師的“初識家用電器和電路”的課堂教學實錄，筆者聽了這節課和張老師的介紹，收益匪淺.有關的錄像、主講者的介紹和對此課的點評，讀者可從《教學新時空》中查閱，想以這節課為例，談一點基于“動手做”的這類課的教學設計建議.

1 為什么要以“動手做”為這節課的基本教學模式

這節課是初中電路的第一節課，學習的主要知識是：電路組成的基本構件及各部分的作用，電路的三種狀態(通路、斷路、短路)，電路的元件符號和電路圖.學習的主要技能是按規范要求連接簡單電路的技能.這節課的特點是需要學生有較多的實踐體驗，它不同于知識演繹、分析和概念性較強的那種課型，學生難以借助更多的生活經驗和已有的理論知識來學習本節的內容，因此不太適宜用“自學”為主的教學模式.它也不同于發現問題并圍繞問題展開的探究性課型.問題是有的，比如，如何使小燈泡亮起來，本節課主要是用技術來解決問題，在解決技術問題的過程中，讓學生體驗、感受、歸納出電路的基本概念，并在實踐活動中初步形成連接簡單電路的技能.因此，無論從知識的建構、技能的形成，還是從習慣的培養、學習興趣的激發方面來看，選擇“動手做”的教學模式都是合適的.

2 從整體結構考慮確定本節課的教學目標

本節內容涉及到的目標較多，例如，從能量轉化的角度認識電源與用電器，知道直流電源和交流電源，認識電路的組成，知道通路、斷路和短路，認識短路的危害，知道常用電路元件的符號，會畫簡單的電路圖，會連接簡單的電路，知道電路連接的規范要求等等.要上好這節課，首先必須明確哪些是本節課的重要目標，以及目標要求應達到何等層次，為此需要從整體結構考慮確定本節課的教學目標要求.

縱觀教材，從電路的角度看，本章的知識結構如圖1所示.由此可知，許多的目標不可能在第一節課中達成，重要的是通過第一節課形成一個良好的開端，為達成這些目標奠定基礎.例如，關于從能量的角度認識電源和用電器，它反映了教材編寫以能量為主線的理念，讓學生有能量的意識，但這節課的要求是極其粗淺的.本節課從用電器引入，重點不在深入討論其中的能量轉化過程，而在體現從“生活到物理”的理念，激發學生學習電路的動機.再如，知道電路的三種狀態，短路是學習的難點，但不是第一節課就能解決的問題，教師應當把握好在不同階段對學生的要求.在這節課中，學生應知道電源短路的狀態.在學過兩種基本電路的連接方式和歐姆定律后，他們就能夠從理論上分析兩種不同的短路現象.在學習“電功和電熱”之后，對短路造成危害的原因和防止措施就會有更深的認識.因此，教師不要急于“一步到位”.

圖1

3 從學生的心理特點出發，構想層層遞進的“動手做”活動

本節課的主要目標是要讓學生認識電路必要的組成部分，各部分的作用，最簡單的連接方式的特點，通路、斷路、電源短路的特點；要讓學生知道常用電路元件符號，會連接簡單電路，會畫簡單電路圖.怎樣實現這些目標？如果讓學生自學、討論，學生做一些體驗性實驗，老師演示實驗并講解，可以達成這些目標，但是否符合學生的心理特點？能否有效激發學生學習動機、使學生的科學素養得到更好的提升？卻需要更多的思考.

從這節課的特點考慮，選擇“動手做、做中學”的教學模式，讓學生模擬發明創造的技術設計過程，給學生有更大的挑戰性，也許會更好一些.如何構思教學過程，提供下述方案供老師們參考.

(1)電路的教學

提出任務：晚間，走在鄉間的小路上，周圍漆黑一片，需要照明來幫助我們行走.假設我們處在電筒還沒有發明的年代，怎么辦？

活動1：怎樣使一只小燈泡發光

①要使小燈泡發光，只有小燈泡是不夠的，還需要電源(電池)，試一試，能否只用這兩件東西使小燈泡發光？

在實驗活動中要讓學生知道，燈泡中燈絲的任何一端只與電池的正極或負極接觸，都不能使燈泡發光.

②設法用一根導線、一節干電池使一個小燈泡發光.

③實驗后，畫出實物圖(如圖2).

圖2

④交流：比較不同的連接方式，要使小燈泡發光，必須滿足什么條件？

圖中的各種連接方式都不相同，但有一個共同的特點，就是燈泡的燈絲兩端分別與電池的兩極相連，它是靠導線連接起來的，即提供了一個電流的通路，讓學生初步接觸“路”的概念.

⑤討論：這種連接方式有什么缺點？

通過討論，學生發現從技術設計的角度考慮，它不能實現有效的控制.

活動2：如何能控制小燈泡的發光和熄滅

提供的器材有：電池，小燈泡，燈座，開關，導線.

①想一想，如何用所提供的器材使小燈泡發光，并且可以控制小燈泡的發光和熄滅？

②閱讀“信息快遞”，了解連接電路的注意事項.

③連接電路，進行實驗.在實驗過程中，老師巡視指導，幫助排除故障.

通過交流小結，學生建構了關于電路的認識：

①比較各組的實驗，說明要使小燈泡工作需要滿足什么條件.可以請學生上臺展示電路和講解，并總結：電路中必須有電源、用電器、開關、導線，缺一不可；電源、用電器、開關必須被導線連接組成一定的電流路徑；開關接通時，有電流通過用電器；開關斷開時，電路中沒有電流.

②教師小結：什么是電路？電路組成各部分的作用分別是什么？電路的兩種狀態是：通路和斷路.

③交流學生在電路連接中遇到的問題，使學生知道開關接通時也可能因接觸不良而斷路(或時斷時通)，電路還可能有短路的狀態.

(2)電路圖的教學

為了技術設計，我們要畫各種各樣的實物電路，這有什么缺點？怎么辦？

統一規定各種電路元件的符號，再根據連接方式畫出電路圖.

①閱讀教材中的電路元件符號.

②練習：觀察實物，畫出元件符號.

③畫出活動2的實驗電路圖，提出規范的要求.

活動3：課堂小結活動

①觀察手電筒，想象并畫出它的電路圖，試說明電筒內電池、小燈泡、開關可能是怎樣連接成一個電流通路的？從技術發明來看，它有哪些巧妙的地方？

②請同學上臺使電吹風工作起來，請問，要使電吹風工作必須有哪些器件組成？你能畫出它的電路圖嗎？

活動4：課外觀察和制作

在家里或者學校實驗室找一些材料，制作一件用電池供電的小電器，如小電筒、小風扇、小音樂賀卡、小門鈴、小臺燈等.做好后進行展示，評比，評出最有創意、最佳工藝、取材巧妙、最佳效果獎.

上述活動是以模擬技術創新的思路設計的.第一個活動是具有開放性和挑戰性、但不困難的活動.如果小學做過這個實驗，可以把實驗的各種方式拿來討論一下.第二個活動是為解決電路控制問題而進行的，它是初中物理教學中第一次規范連接電路的實驗活動，對訓練良好的實驗習慣有重要意義，它又是本節學習知識的核心活動，通過它構建電路、電路組成、電路的三種狀態的概念.第三個活動是本節課堂小結性的活動，其中有兩個小活動，“觀察手電筒”的活動可使學生感悟到：活動1、2為產品研發奠定了基礎，而轉化為應用發明，還要解決技術性的問題.使電吹風工作的活動，既鞏固本節所學知識，又使學生發現了新的問題，從而為下節“電路連接的基本方式”激發了學習動機.第四個活動延伸到課外，為不同學生提供發展個性特長、施展創造力的機會.

4 關于“動手做”與知識建構的關系

“動手做”不是教學的目的，“動手做”與“做中學”是緊密聯系在一起的，因此在教學設計中，應當使學生動手做的過程與自主建構知識緊密聯系起來.為此，在考慮活動的選擇、組織和指導時，應當充分關注學生中存在的“前概念”.例如，學生對“電”是既生疏又神秘的，生活中的觸電現象使學生產生了“接觸而生電”的前概念，因此缺少對“路”的科學認識，在活動1中，讓學生嘗試用燈泡的一極與電池的一極接觸，就是針對此項的措施.在活動1、2的交流中，不只是展示可以讓

小燈泡發光，還要讓學生對不同連接方式進行比較，找出它們的不同點和共同點.圍繞“怎樣使一個小燈泡亮起來”的問題，討論需要哪些器材、這些器材應當怎樣連接、如何能夠控制，還應當幫助學生尋找一些帶有本質性的條件和特點.例如，無論開關在小燈泡的哪一邊，只要電池、小燈泡、開關與導線構成一個回路，小燈泡就可能工作；當開關接通時，這個回路就提供了一個電流的通道，電流流過小燈泡，小燈泡就發光了；當開關斷開時，這個回路不通了，沒有電流流過小燈泡，小燈泡也就不發光.通過交流連接電路中遇到的問題，學生在實踐體驗中進一步認識電路的三種狀態.在這樣的基礎上，推廣到一般的用電器，學生就能較好地理解電路的基本知識.

5 關于“動手做”過程中的技能指導問題

學生連接電路需要一定的技能，教師適時的指導是必要的.但要把握好發揮學生主動學習與教師指導的關系.在第一個活動中，教師沒有必要告訴他們怎么連接電路，但必須在動手前告訴學生，絕對不能用導線把電池的兩極直接連起來！在第二個活動中，待學生思考以后，讓學生閱讀“信息快遞”，從而讓學生明確規范要求，再進行操作，這是必要的.不能等學生做完了實驗再去討論這些規范的要求，否則已經造成了不良的后果.當然在學生實驗過程中仍會出現一些錯誤或故障，教師應當通過巡視指導，幫助排除故障.必要時，可以暫停全班實驗，指出共同性的問題，再讓實驗繼續下去.在本節課結束前也可以花一點時間，總結連接電路的規范要求.

總之，以“動手做”為基礎的課堂教學設計，不能局限在動手上，必須關注動手實驗與思維的結合，從整體探究和建構知識的需要考慮，從學生的思維角度考慮，這樣的課堂教學才會活潑、自然和有效.

參考文獻：