基于學生經驗的“變阻器”教學探析

盛建國

[摘 要]教學要關注學生經驗已是共識，但重視學生經驗不能窄化為只關心學生已有經驗，也不能淺化為僅僅是讓學生動手實踐，獲得感性體驗。基于學生經驗的學習不僅要以學生已有經驗為起點，以學生實踐體驗為教學手段，更要以基于實踐的主體反思和思維發展為重點，促進學生經驗的生長，實現學習的自主、自悟。文章以“變阻器”教學為例，探討“基于經驗，思辨悟理”的初中物理教學。

[關鍵詞]學生經驗；變阻器；教學案例；初中物理

[中圖分類號] G633.7 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-6058（2018）26-0043-02

“變阻器”是我國各版本初中物理教材中都有的內容，也是各種公開課中大家非常熟悉的課題，其教學重點在于滑動變阻器的原理與接法。應該說，相比于“比熱容”和“凸透鏡成像規律”等概念、規律難點課題而言，滑動變阻器的原理與接法對于學生來說并非學習難點，最終掌握并不成問題。但在新授課教學中，教師如何做到關注學生經驗，從學生經驗出發設計學習活動，讓學生在自主探索中成長經驗，掌握知識與技能，發展思維能力，培育科學素養呢？為此，筆者做了以下教學嘗試，覺得效果較好，供大家參考。

一、基于“學生經驗”的教學設計

1. 以“學生經驗”為學習起點

本課設計首先從“收音機音量調節”情境引入課題，通過實物呈現一個事實，即收音機調節音量旋鈕改變音量，實際是通過調節一個電子元件（電位器）來實現的。然后基于“電位器能調節收音機音量”的事實提出問題，請學生猜想：如果把電位器接入我們實驗室中的電源與小燈泡電路中，調節電位器旋鈕，可能產生什么效果？（如圖1所示，10Ω電位器）由此自然引出電位器能調節小燈泡亮度并制成一個調光燈的猜測。接著讓學生觀察電位器，并在教師未做任何提示的情況下進行實踐摸索，驗證猜想：電位器是否真能調光？學生興致盎然，積極動手完成這一力所能及的簡單探索，很快就發現，電位器能調光。教師接著追問：“所有接法都能調光嗎？你有幾種能調光的接法？能調光的接法有什么規律？”學生的話匣子就此被打開了……

2. 以“經驗摸索”為學習方式

面對一個真實、陌生、簡單的電子元件，學生很快通過自己摸索發現了電位器能調光，并掌握了它的接法，進而還找出了電位器調光的規律：一定要用上中間的接線柱，再加兩邊任意一個；只接兩邊的接線柱是不能調光的。這樣的電位器調光規律已經不僅僅停留于淺層的活動體驗，而是在實踐摸索中加以反思，進而概括和總結，得到了以事實親歷為支持和強化的經驗。這樣可貴的經驗具有鮮活的生命力，并且因為手腦并用、自主發現而可遷移，具有生長性。如果我們的物理課堂多一些這樣的自主摸索和實踐發現，在今后生產和生活中，當我們的學生面對一臺新的機器時，面對一個新的難題時，他的這種自主摸索、實踐創新的品質與精神就顯得尤為可貴。

3. 以“經驗生長”為學習目標

在學生摸索發現電位器調光連接規律后，課堂的疑問和探索并未就此止步。教師適時追問：“那么你有沒有想過，為什么電位器調光一定要接中間的接線柱？只接兩邊接線柱為什么不能調光，且小燈泡始終很暗呢？你想不想知道其中的奧秘？想不想拆開電位器來一探究竟？”在用一系列的“疑問、反問和追問”吊足學生的“胃口”后，教師請學生從課桌肚中拿出另一個相同但已拆開后蓋的電位器（如圖2所示），并投影介紹電阻絲和旋臂這兩個構造，然后請學生觀察并思考，小組討論，嘗試自主解答上述問題，領悟電位器之所以一定要接中間的接線柱才能調光，是因為調光的實質是通過改變電位器接入電路中電阻絲的長度，從而實現變阻的。這種拆解元件，觀察、實踐、揣摩、感悟原理的方法和過程，同樣對發展學生的觀察能力、思維能力、動手能力、邏輯分析以及判斷推理等諸多物理學科的關鍵能力有著重要作用。

本課的教學流程如圖3所示：在課堂上，學生從一個真實、有趣而且簡單、可操作的電子元件——電位器的摸索實踐起步；從電位器調光的摸索活動中獲得鮮活的經驗，自己發現了電位器變阻調光的原理；并在鉛筆芯調光活動中得到了強化；接下來教師直接出示實驗室現有的變阻器材——滑動變阻器，簡單介紹其構造后，請學生根據課堂獲得的經驗和感悟，對滑動變阻器的接法提出合理猜想，這是一個思維含量較高的課堂活動；隨后用實驗驗證自己的猜想，在手腦并用的反思性實踐中“自悟”得出滑動變阻器的原理和接法；并且最后在油量表和電阻箱這兩種生產生活的實際情境中得到學以致用的訓練和鞏固。整個學習過程充分體現了教師創設有效情境，寓物理學科教學于學生喜聞樂見的真實小元件摸索活動之中，在循序漸進的探索與發現活動中，讓學生動手動腦，積極思維，總結歸納，發現感悟，有效完成了三維課程目標，實現了學科關鍵能力的培養。

正是在這樣從“做中學”到“悟中學”的過程中，學生收獲了課堂成功的喜悅，領略了物理學科的魅力，完成了“經驗生長”的過程，實現了科學素養的培育和提升。

二、體現“思辨悟理”的教學探索

1. 以“學生經驗”作為貫穿學習過程的核心要素

學生經驗在教學中的地位極其重要。《基礎教育課程改革綱要（試行）及相關課程標準》明確指出：“要關注學生的學習興趣和經驗……要關注學生的成長需要與生活體驗……注重與學生生活經驗和社會實踐的聯系，通過學生自主參與的、豐富多彩的活動，擴展知識技能，完善知識結構，提升生活經驗。”本課的教學力圖體現對學生經驗的高度重視與關注，教師在教學設計中不僅關注學生已有的經驗（事實上學生對滑動變阻器的原理沒有前期經驗，僅由上節課學習知道影響導體電阻的幾個因素，知道改變導體長度能改變電阻），更重視聯系生活實際，開發學習資源，創新教學設計，為學生在學習活動中獲得豐富體驗與真實經驗創造了條件，為學生自我反思，總結提煉經驗提供了平臺，為經驗的生長提供了學習的土壤，還為學生經驗的應用與檢驗創設了情境，使學生經驗真正成為貫穿整個學習過程的核心要素。

2. 以“思維發展”作為衡量學習行為的重要指標

著名教育心理學家奧蘇貝爾有句名言：“如果我不得不把全部教育心理學還原為一條原理的話，我將會說，影響學習的唯一重要的因素是學習者已經知道了什么。”即要依據學生原有的知識來展開教學，要注意符合學生的認知規律與思維發展規律，要注意教學邏輯的順暢。本課的外在表現形式因為學生對電位器的自主摸索活動而讓人眼前一亮，但其真正使教學思維順暢，師生互動高效和諧的關鍵，是課堂那條看不見的思維主線和教學邏輯主線。學生由實踐摸索獲得一定的體驗，再經過反思性概括得到一定的經驗，進而能自悟滑動變阻器的原理及接法，并通過實驗加以驗證。其中手腦并用的思維發展才是課堂的關鍵所在，實踐經驗與思維發展相輔相成，互相促進，相得益彰。教學中多從課堂思維含量上做一些思考，能有效改善當前部分物理課堂只重視活動形式，不注重思維發展，導致課堂活動熱熱鬧鬧，但學生思維簡簡單單的現狀。有效的教學設計需要俯下身來，從學生立場出發，規劃一條符合教學邏輯的課堂思維主線，保障并促進學生學習活動的順利推進。

3. 以“自主自悟”作為踐行生本理念的課堂追求

在本課“電位器探秘”教學中，教師在黑板上畫出電位器的結構原理圖（圖4）；在“滑動變阻器”教學環節，又在黑板上畫出滑動變阻器的結構原理圖（圖5）。在教學中，教師又提出兩個問題讓學生討論：（1）滑動變阻器的實物有四個接線柱，為什么其電路符號卻可以只畫三個接線柱呢？（2）請你對比電位器和滑動變阻器的結構原理圖，你有什么發現？ 這兩個問題啟發學生根據學習所得經驗，自主思考，總結感悟。對于第一問，當學生想明白了滑動變阻器金屬桿兩端實為同一接點，所以其實只有三個接線柱，對于滑動變阻器的原理和接法又有了更為深層的理解；第二問很有深意，學生思考后恍然大悟：滑動變阻器實質就是一個電位器，兩者的學習經驗至此融會貫通，互相印證，學生真正領悟了本課的精髓，這樣的學習，培養了學生的高階思維能力，可謂真正是“自主、自悟”式學習，即基于實踐經驗，基于經驗生長，在思辨性學習活動中讓學生自己悟出物理規律與科學原理，真正實現“悟中學”。事實與經驗告訴我們：自己真正“悟”出來的東西一定是終生難忘的，并且其能力是可遷移、可發展的。

三、指向“核心素養”的價值追求

經過多次公開課的課堂實踐，筆者發現，本課中基于學生經驗的“變阻器”教學案例具有很強的操作性和收到了很好的教學效果。實踐表明，在這樣的學習過程中，絕大部分學生都能體會到“自悟”式學習的美好感受，包括考試成績在班中位列中等及偏下的學生也都積極主動，收獲滿滿。首先，幾乎所有的二人實驗組都能成功完成“電位器探秘”的活動，并發現電位器調光的接法及規律；其次，在前期經驗的基礎上，在教師介紹了滑動變阻器構造的前提下，大部分學生面對四個接線柱的滑動變阻器都能對其接法提出正確的猜想，并完成實驗驗證；最后，當學生掌握了滑動變阻器的原理和接法后，經過教師提醒，對比電位器和滑動變阻器時，恍然大悟：原來電位器其實就是一個滑動變阻器，二者本質相同。這種豁然開朗的心靈體驗讓學習過程變得通透而愉悅。學生的笑臉告訴我們，這才是他們心目中物理課堂真正應有的樣子。

設計一系列真實而適切，有疑又有趣的學習情境和任務，讓學生在探索發現中獲得經驗，并在經驗生長中推進學習，激發他們的學習興趣，培養他們在實踐中反思概括的能力，使他們養成“手腦并用、思行合一”的良好習慣，是初中物理課堂教學的首要任務，也是當前初中物理課堂教學迫切需要努力改進的方向。我想，在這樣“基于學生經驗”的學習中，學生是真正“懂了”“悟了”“會了”。要讓我們的物理學習進一步走向“自主、自悟”，實現關鍵能力培養與核心素養提升，不妨多一些這種“思辨悟理”式的教學實踐與探索。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 中華人民共和國教育部.基礎教育課程改革綱要（試行）[Z].2001.

[2] 中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準（2011年版）[M].北京：北京師范大學出版社，2011.

[3] 陳青清.“學生經驗”概念：本義、拓展與誤讀[J].江蘇教育研究，2015（16）：9-13.

[4] 約翰·杜威.民主主義與教育[M].王承緒，譯.北京：人民教育出版社，2001.

（責任編輯 易志毅）