通過實驗促進初中物理電學的深度學習

簡春姑

摘 要：學生學習普遍存在“懂而不會現象”，在初中物理電學學習中現象尤其普遍。其產生的原因很多，其中學生思維發展滯后、學習內容抽象、學習時間緊迫等是主要原因。針對這些問題，可通過優化電學實驗激發學生的學習興趣，在探究活動中加強思維引導，從而增強學生的學習體驗和感悟，促進學生主動構建學科知識，并進行內化提升科學素養。

關鍵詞：初中物理；電學；懂而不會；深度學習

學生能夠一字不差地背誦物理概念和規律等學科知識，能夠通過模仿做一些甚至許多題目，但這些都只是“懂”層面的活動。學生學習過程中普遍存在“課上聽得懂，課下不會做”的現象，即“懂而不會”，在初中物理電學教學過程中此類現象顯得尤為突出。為了更深入地分析問題產生的原因，筆者通過認真學習一些理論文章，用專家的成果指導教學實踐，并進行深度反思，從物理實驗教學的角度進行了一些教學嘗試，取得較好的教學效果。

1 “懂而不會”現象的原因探析

1.1 學生思維發展滯后分析

九年級學生正由少年期向青少年期過渡，抽象思維能力日益提高，獨立判斷性明顯發展，記憶力逐步發展到以理解為主，思想活躍，具有一定的分析能力，但看問題不全面，易片面，急躁，缺乏耐心，容易輕易下結論。雖然學生的抽象邏輯思維能力有了較大提高，但在很大程度上還屬于經驗性，他們的抽象思維需要具體的直觀的感性經驗幫助，而電學教材對學生思維能力要求較高，學生學習起來較困難，出錯率高，容易失去興趣和信心。因此，提倡教學要注意與現實生活的聯系，貼近學生心智發展特點，讓學生一開始就接觸“厚實的物理學”，從而激發學習物理的濃厚興趣，大面積提高教學質量，防止“懂而不會”現象的發生。

1.2 學科內容的特殊性分析

初中物理電學內容一方面具有抽象性，如：電流、電壓、電阻、磁場、磁感線等，既看不見，又摸不著，只能通過它們所產生的效應來反映它們的存在性和大小關系，學生較難深入理解其中本質；另外，電學內容廣、公式多，各物理量聯系密切，要求學生能在錯綜復雜的物理情境中靈活應用，如電路故障的分析讓不少學生感到棘手。學生往往很難理解其中的原因，一些學生即使當時能“聽得懂”，但在具體問題中可能難以融會貫通，“懂而不會”就此產生。

1.3 學習過程中時間分配不合理，任務和目標無法落實

九年級，中考迫在眉睫，學生學習任務繁重。由于語、數、英三科在中考評價中所占比分重，學生勢必將大量的時間和精力投入其中，在理化等科目所花的時間屈指可數。而學習又是一個繁難的過程，美國學者史密斯提出學習過程必須經歷：初級和高級獲得階段——熟練階段——保持階段——遷移階段——調整階段 [1 ]。要經歷這五個階段，教師和學生必須得花大量的功夫，利用多種形式反復練習才能達成一定的效果。但學生只是通過課堂獲得物理新知識和技能，課后能夠花在（或所花在）物理學科的時間卻寥寥無幾，所以很難達到熟練、舉一反三、觸類旁通的境界；反過來，“懂而不會”又將挫傷學習積極性，給學習帶來障礙。

2 “懂而不會”現象的應對策略

物理學是一門以實驗為基礎的自然科學，初中學生具有強烈的好奇心、操作技能和興趣，愛觀察一些現象鮮明、生動的實驗，希望親自動手、多做實驗。教師要充分保護和利用這個積極性，讓學生能夠更多參加實驗活動，通過組織進行分組探究或講授過程進行演示實驗或引導學生在課后自制實驗器材，通過實驗驗證某些物理現象，揭示物理規律，促進深度學習。

1.1 重視聯系實際，用學科價值激發學習興趣

針對學生思維發展滯后，教學中要注意選擇與生產生活實際聯系緊密的問題，引導學生用學科知識解決實際問題，在“從生活走進物理，再從物理走向生活”中積極思考，促進綜合應用所學的物理知識，提高解決問題的能力。

如在組織學生進行“串并聯電路”的學習時，可以創設“值班室夜間前后門來人提示器”的問題情景：學校值班室需要同時控制前、后兩個門，如果簡單的用燈亮來表示有人敲門的話，值班人員可能無法及時找到應該開的門。現有一些導線、開關和電燈等器材，要求設計一簡單裝置，使前門、后門來人時能提示值班人員能及時開門。學生通過思考，設計出如圖1所示的電路。這個電路的原理很簡單，只要明確串聯和并聯電路的特點，并將其應用在實際生活中，讓學生體會到物理學科與生產生活聯系密切。通過組織學生觀察生活現象、提出問題、設計實驗方案、進行實驗、分析和論證等一系列科學探究過程，能有效訓練和培育分析、綜合、推理、抽象等思維能力和學科素養。

1.2 重視思維引導，用深度質疑促進有效學習

初中物理電學不僅內容抽象、廣泛，公式多，而且各物理量聯系密切，要求學生能在錯綜復雜的物理情境中靈活應用，不少學生即使當時能“聽得懂”，但在具體問題中可能難以融會貫通。因此，在電學學習中，要注意組織學生開展實驗探究，尤其是實驗專題復習教學不能只滿足于完成、驗證規律，還要充分發揮實驗的教學功能，要能針對實驗探究目的，設置系列問題引導學生深入分析實驗現象，開展深層次的思維，進而揭示現象背后隱藏的物理規律，從而認識學科思想方法。

如，伏安法測電阻是初中物理中重要的實驗之一，實驗中涉及基本電學儀器的正確使用（電流表、電壓表、滑動變阻器）；電路的連接方式（串聯、并聯）；實驗操作的基本方法和技能（設計電路、設計記錄數據的表格、減小誤差的方法、電路故障的判斷、電表示數的變化分析等）。因此，這個實驗能綜合考查初中階段電學部分的基礎知識、基本規律和學生的實驗能力。傳統的復習方法是從知識到實驗，機械重復知識點，會讓學生失去興趣。對此，在進行電學復習時充分利用伏安法測電阻實驗課程資源，針對電學內容設計如下問題 [2 ]：

（1）電學儀器使用方面：需要幾種器材？怎樣選擇器材？各元件間是怎樣連接的？連接電路時，開關應斷開還是閉合？電流表、電壓表、滑動變阻器的使用規則各是怎樣的？電壓表測哪段電路兩端的電壓？在此實驗中滑動變阻器的作用是什么？

（2）基本方法和基本技能方面：實驗原理是什么？電路怎樣設計，畫出電路圖？分析能直接和間接測出的物理量有哪些？怎樣設計實驗的表格？如何減小實驗誤差？測小燈泡的電阻能否求平均值？要測小燈泡的額定功率還需要知道什么物理量？移動滑動變阻器滑片時，電表示數如何變化？實驗中可能會碰到哪些故障？若實驗中缺少電流表或電壓表，能否繼續完成實驗？利用伏安法測電阻的實驗器材，還能組成幾種實驗電路？（組成串、并聯電路；組成研究串、并聯電路的電流、電壓、電阻、電功率關系的實驗電路；組成研究電流跟電壓、電阻的關系的實驗電路；組成伏安法測電功率的實驗電路。）

這一系列問題的提出，能引導學生復習初中階段電學大部分演示實驗和分組實驗及相關電學知識和規律。通過“一題多問”的方式拓展學生的學科思維，復習基礎知識，加強知識點間的聯系，把所學知識有機結合起來，促進形成學科知識網絡化、系統化，讓學生在不知不覺的參與中掌握電學的基礎知識和基本規律。

1.3 重視知識應用，用習題問題促進深度學習

在學生學習過程中，“懂而不會”是一種普遍存在的現象，其原因就在于程序性知識學習中“聽懂”境界與“會做”境界的不同。何善亮博士認為，盡管各個的學科有自己各自的特點，但是學生學習知識的基本過程還是一致的，由此提出從聽懂境界跨越到會做境界的操作思路“首先聽懂，而后記住，練習會用，逐漸熟練，熟能生巧，有所創新”。他還指出，要切實解決學生“懂而不會”的問題，教師應該仔細研究學生練習的“質”和“量”，有效練習是學生學習過程中“初級和高級獲得、熟練、保持、遷移和調整”這五個階段，至少是“熟練、保持、遷移”這三個階段的核心內容 [1 ]。

如，對電路故障現象問題，學生對短路、斷路等問題疑惑不解，分析時經常被元件的短路和斷路對電表的影響弄得不知所措。特別是通過電表變化分析電路故障，學生不知從何下手，這主要因為他們對電路的工作原理還不是十分清楚。針對這一問題，我將學生分成若干小組進行實驗探究，要求學生根據實驗目的設計實驗方案和記錄的表格，通過注意觀察不同的故障時燈的亮度及儀表的變化，詳細記錄現象并進行思考和分析。在自主思考和相互合作的混合式學習中，學生交流實驗方法和思路，相互指出正誤，大膽質疑。在學生獲得較為深刻的體驗和全面認識后，再將電路簡化提出“基本模型”（如圖2所示）并提出問題鏈：若L1斷路，則L2 （選填“發光”或“不發光”），電流表示數 ，電壓表示數 （選填“變大”、“變小”或“不變”）。如果L1短路呢，變化情況又如何？然后再從現象到可能發生的故障提出：若電壓表示數接近電源電壓，電流表示數變大，則電路故障可能是L2 ；如果電流表和電壓表示數均為0，則電路故障可能是L2 。通過系列問題引導下的觀察實驗、深度分析，學生較為深刻地理解電學知識，并進行知識遷移和思維調整，從而對電路故障現象及其原因形成有了深刻的理解。

教學中經常出現“課上聽得懂，課下不會做”的現象，究其原因，老師們普遍認為這是因為學生上課不認真造成的。其實，產生這種問題的主要原因是學生對相關物理概念、規律認識不夠深入，且不少教師講解就題論題、缺少變式訓練，造成學生遷移能力差。因此，必須通過情境多樣、富于變化的練習，幫助學生掌握知識、形成技能、發展能力。通過提出問題——設計實驗——進行實驗——分析與論證開展“電學故障問題”的專題復習，在“思中做，做中學”，在自主學習過程中獲得深刻的體驗和感悟，通過建立基本模型并進行綜合分析，理解歸納總結電路故障變式及其規律，以促進物理電學知識的深度學習。

總之，教與學是雙邊活動，消除“懂而不會”的現象實現真正意義上的“會”，需要教師和學生雙方共同努力。作為教師不但要深度學習專業理論，聯系學生實際備學情，深入研究教材教法，調動學生的學習興趣，鼓勵學生在課堂上和課外勤動手、大膽開展實驗探究，在探究中將知識串成線、結成網，進而形成學科思維和能力，最終才能解決“懂而不會”的難題。

參考文獻：

[1]何善亮.從意義構建到能力生成——“懂而不會”現象的原因探析、實踐應對與理論思考[J].教育科學研究，2008（10）.

[2]徐芙蓉.從電阻的測定看初中電學復習教學[J].成都教育學院學報，2002（3）.