“實驗: 練習使用多用電表”教學設計的幾點優化

盛寶驥 陸建隆

(1. 南京師范大學附屬中學,江蘇 南京 210003; 2. 南京師范大學教師教育學院,江蘇 南京 210097)

·物理實驗·

“實驗:練習使用多用電表”教學設計的幾點優化

盛寶驥1陸建隆2

(1. 南京師范大學附屬中學,江蘇 南京 210003; 2. 南京師范大學教師教育學院,江蘇 南京 210097)

“實驗:練習使用多用電表”是高中物理一個操作規范性很強的實驗,但學生實際掌握的情況并不理想．本文從學生的視角出發,借助微課和互聯網平臺的優勢對教學進行優化,實施后學生反饋比較理想,教學效果顯著提升．

多用電表； 微課； 云盤

多用電表是高中物理實驗中一個高度集成的電學實驗儀器,它不僅整合了電壓表、電流表和歐姆表的功能,更加要求學生能看懂復雜的表盤、選擇正確的檔位,同時在操作步驟規范性方面也提出了更高的要求．

然而學生實際操作多用電表的時間并不多,很多學生對多用電表還是比較陌生的,甚至有少量學生不能正確使用多用電表．現代化教學方式的改變提供了很多新辦法、新方式去解決老問題,筆者總結了自己教學過程的幾點嘗試,與大家分享．

1 多用電表的結構名稱介紹

圖1 多用電表示教板

以往的教學過程中,教師常常借助木質示教板(如圖1)和教材中的插圖(如圖2)進行講解,但實際的多用電表(如圖3)要比教材中的插圖復雜很多,巨大的差異性造成了學生的理解障礙．由于每一所學校使用的多用電表型號也不相同,所以教材也無法統一,只能提供多用電表的簡圖．

圖2 教材中多用電表插圖

圖3 多用電表實物圖

為了解決差異性的問題,筆者認為用真實的圖片教學較為妥當,學生聽的內容與操作的內容一致,實際操作多用電表時就會更加熟練．

備課過程中,筆者向實驗員借來紙質使用說明書,閱讀的過程中還發現了一個驚喜,原來在表盤上中間有一個弧形的平面鏡,多用電表的指針會在平面鏡上成像,操作者一般能同時看見指針和像,只有當操作者的視線是與表盤平面垂直時,指針和像才會重合,這樣巧妙的設計是用來減小讀數誤差的．教材或教師用書上都沒有提及這一點,如果不是閱讀了說明書,筆者可能一直都不會在意到這個細節．

除了教師需要閱讀說明書,學生也可以閱讀．說明書是對所用器材最全面、最客觀的描述,使用一個全新的器材之前,應該首先閱讀說明書．但是在教學在我們很少看到學生在使用說明書,學生往往通過教材或教師的講解熟悉器材．說明書還有必要使用嗎?筆者認為閱讀說明書作為“第一手資料”,不僅是全面了解器材功能和注意事項的途徑,更是培養學生閱讀能力、預習能力、實事求是的科學態度的重要契機,高中生具備相應的閱讀理解能力,教師可以把說明書作為課前預習的資料發給學生,鼓勵學生閱讀,并且閱讀“第一手資料”．

實際操作過程中,筆者發現紙質說明書數量有限,不可能人手一冊．當然教師可以復印給每一個學生,但是這種方式不僅浪費大量紙張,也容易丟失．筆者選擇了制作電子說明書PDF版(如圖4),通過云盤分享給學生的方式．

這樣的處理方式節約了用紙,提高了教師教學效能,而且更加便于學生保存、閱讀和分享,這種基于“互聯網+”的處理方式也能為將來的全電子化教學積累教學資源．

圖4 電子版說明書

本段設計意圖:

(1) 如果教材中介紹的實驗儀器與實際使用的實驗儀器有較大差別,建議以實際儀器為素材,設計課件．

(2) 教師備課時,應認真閱讀說明書．

(3) 教師制作電子說明書,通過云盤分享給學生,可以培養學生的預習習慣、閱讀能力和嚴謹認真的科學態度．

2 多用電表的操作步驟

以往的教學中,教師通常會以書面文字的形式強調操作步驟,例如用多用電表測電阻的時候,應當按照以下步驟:

(1) 將紅表筆插入“+”插孔,黑表筆插入“-”插孔,觀察指針是在表盤刻度左側的“0”位置,否則,調節指針定位螺絲進行機械調零．

(2) 將紅黑表筆短接,觀察指針是否在表盤刻度右側的“0”位置,否則,調節指歐姆調零旋鈕進行歐姆調零．

(3) 選擇一個適中的歐姆檔測量電阻,電阻阻值等于讀數乘以倍率．

(4) 如果指針偏轉過大或過小,需要換適合的擋位,再次測量,每換一擋必須重新歐姆調零．

(5) 使用完畢,選擇開關要置于交流電壓最高擋或“OFF”擋．

雖然這樣的教學過程沒有錯誤,但是缺乏畫面感,學生需要將文字與實際操作相對應還有一些困難,實際操作的時候還是會不知所措．即便教師一邊演示一邊講解,效果也不理想,因為實際多用電表比較小,類似機械調零、歐姆調零、測電阻的手勢這些細節,距離較遠的學生無法看清．

為了解決這個問題,筆者將教師演示多用電表的步驟制作成微課(如圖5),在學生分組實驗之前播放給學生觀看．為了讓學生有身臨其境的感覺,筆者將攝像機佩戴在頭部,用兩只手操作實驗儀器,模擬第一人稱視角,讓學生有更好地觀看體驗(如圖6)．

圖5 實驗操作的微視頻

圖6

微課把實驗操作細節呈現得很清楚,比文字表述更加直觀形象,學生更容易看懂,操作起來也就更加規范．在微課中筆者還可以增加了文字說明(如圖7)、局部放大和讀數練習(如圖8)使微課更加實用．

圖7

圖8

本段設計意圖:

(1) 用真實的實驗過程作為文字描述的補充,更加直觀有效．

(2) 以第一人稱的視角拍攝視頻、制作微課可以提供更好的視覺體驗.

(3) 局部放大和文字標注讓學生看得更清楚,更明白．

3 學生易錯點提醒

以往的教學中教師通過考題的方式檢查學生實際操作過程,例如通過排序題檢測學生是否在換擋之后進行歐姆調零．筆者認為用筆試檢測實驗的方式比較單一,實驗中的諸多細節無法通過文字表示出來．例如學生如果使用電表沒有機械調零,如果用文字表達,出題意圖就過于明顯了,實驗原本考核的是學生的觀察判斷能力,文字很明顯無法提供這種畫面感．

為了彌補這個缺憾,筆者將學生經常犯的一些錯誤拍攝下來,在學生分組實驗之后放給學生看,并以游戲的形式組織學生找錯誤．這些錯誤是: (1) 紅黑表筆插錯; (2) 長短表筆插錯; (3) 沒有機械調零(如圖9); (4) 換擋沒有歐姆調零; (5) 將人體接入電路(如圖10); (6) 使用完畢,沒有置于交流電壓最高擋或“OFF”擋．

圖9 未機械調零

圖10 人體接入電路

本段設計意圖與反思:

(1) 將學生實驗時犯的錯誤制作成微課的一部分,設計找錯的游戲環節,形象直觀,寓教于樂．

(2) 微課的方式彌補了傳統以題目考核實驗的不足,真實檢測出學生是否做了實驗,做好實驗．

(3) 科技快速發展的今天,電子屏幕已經可以折疊,當紙質電子屏幕普及之后,糾錯類的實驗視頻一定會較早的出現在試卷中．

4 云端分享 多重使用

學生的深度思考往往從下課才開始的,曾經有的學生提出了電阻色環的問題,也有學生問為什么測電阻時指針偏轉過大誤差也比較大……

如何讓課堂延展出去,讓學有余力的學生沿著他們的思維再走遠一點呢?筆者利用了云平臺,將學生感興趣的資料放在云端,分享給學生．學生可以在家里下載這些資料進行深度學習．

筆者為學生準備的資料包括了: (1) 課堂上的教師演示視頻和糾錯視頻; (2) 多用電表的電子說明書; (3) 多用電表的相關試題; (4) 電阻色環的規則; (5) 期刊上發表的多用電表的文章．

這些資料保存在百度網盤上,學生可以掃描二維碼(如圖11)或輸入網盤地址https://pan.baidu.com/s/1pKOOupl打開資源.

圖11

本段設計意圖:

(1) 在“互聯網+”的背景下,利用好云端,可以拓展課堂,滿足不同層次學生的需要．

(2) 云端分享的資源不僅可以用于新課教學,也可以用于學生課后自我鞏固,以及高三復習教學．

(3) 教師之間也可以通過云端分享資源,相互學習,共同促進教師專業發展．

5 結語

關注學生在實驗課上的真實體驗,思考學生能看到什么,能不能看得清;聽到什么,能不能聽得懂．凡是教師做的演示實驗一定要讓學生看得清、聽得明白,對于那些實驗器材比較小,實驗過程比較快的實驗,教師可以利用微課、云盤等現代教育手段補充到傳統的教學設計中,向著優化教學設計、提升教學效果的方向不斷努力．

1 人民教育出版社,課程教材研究所,物理課程教材開發中心.普通高中課程標準實驗教科書物理3-2[M].北京:人民教育出版社,2010: 67-69.

2 龔曉峰. 物理實驗教學中微課的應用[J].課程教育研究, 2016(29): 153-154.

2017-03-15)