情境引領 合作探究 主動構建

摘 要： 物理課堂的教學設計要讓學生樂于參與，主動探究，同時符合學生的認知規律，使學生始終處于最近發展區.筆者通過合理的情境創設，精心設計探究主題，適當調整教材內容的次序，整合教材資源，創新教學設計，引導學生在探究中掌握和構建知識.

關鍵詞： 情境;探究;構建;家庭電路;教學設計

“家庭電路與安全用電”是蘇科版九年級物理教材第十五章“電功和電熱”最后一節內容，也是初中電學部分實踐性、綜合性和探究性較強的內容.可在教學實踐中，并不被廣大老師所重視.這可能與教材本身的設計和中考考查要求較低有關.《義務教育物理課程標準（2011版）》的基本理念之一是“從生活走向物理，從物理走向社會”.強調物理學習要“貼近學生生活，符合學生認知特點，激發并保持學生的學習興趣”.而本節學習內容是與學生生活聯系緊密，能夠解決一些家庭電路的實踐問題，能夠持久激發學生探究熱情的良好資源，也更容易實現《義務教育物理課程標準（2011版）》提出的上述目標.所以，更適合采用探究式教學.

1 教材設計存在的主要問題

1.1 缺乏必要的情境創設，無法有效激發學生的學習興趣

教材內容包含“家庭電路”“安全用電”、和“防止觸電”三個版塊.三個版塊均采用陳述式的編排方式，直接告知學生相關的知識，缺乏有效的情境創設和合理的引導.盡管教材也提出了一些設問，但問題的情境化和探究性不強，留給學生思考和發揮的空間有限，明顯是為了“問”而問.所以，教材沒有較好解決“為什么要探究”的問題.

1.2 知識結構混亂，未揭示知識間內在的邏輯關系

教材設計的三個版塊之間并不是單純的并列或遞進關系，有的相互從屬、交疊，有的互為因果，還有的是包含與被包含的關系.比如“安全用電”內容本身應包含“防止觸電”，教材將二者割裂為兩個獨立的版塊，顯然不合適.再如“測電筆的使用;三線插頭和三孔插座的使用”等，都是為了防止安裝和使用電器過程中觸電，而這些仍屬于安全用電的范疇，教材卻將之安排在“家庭電路”這一版塊.這種安排，容易使學生思維混亂，所學知識碎片化，無法把握知識間的內在聯系，從而將知識結構化.因而教材也沒有明確“探究什么”的問題.

1.3 活動設計探究性不強，未關注學生關鍵能力的培養

新課程理念提倡采用探究式教學，注重在探究過程中發展學生的探究能力，提高探究興趣，增進對探究本質的理解，培養科學態度和科學精神.由于教材沒有在一個統一的探究主題下設計學生活動，一些活動設計松散而零亂，探究的開放性和自主性不強.例如：“探究熔絲熔斷的原因”等活動，教材缺少必要的探究活動過程的要素安排，直接告知了實驗方案和結論，明顯變成了驗證性實驗.關于“如何探究”，教材也處理不當.

2 改進后的教學設計

針對上述問題，筆者設計了以“我是安裝電路工程師”為主題的探究學習活動，在一個統一的探究主題的指引下，充分激發學生的學習興趣，發揮學生的主體性，在學習知識的過程中，培養和發展學生的探究能力.同時，采用成果展示和評價環節的設計，使學生進一步鞏固和內化所學知識，使得所學知識系統化、結構化.

2.1 創設情境，設疑激趣

師：同學們，如果你家新買了一套商品房，請你來設計安裝家庭電路，你會怎么設計呢？你需要考慮哪些問題呢？（學生思考討論后暢所欲言）

生1：一個完整的電路至少應該包含：電源、開關、用電器和導線.

生2：家庭電路用電器之間要互不影響，所以應該是并聯，每個燈泡都有一個支路開關控制，干路上還有一個總開關？

生3：家里面還要安裝插座，用來連接一些可移動的用電器，它們和電燈之間也是并聯的.

生4：前面學習過電能表，干路上也要安裝一個電能表來測電路消耗的電能.

生5：家里面有時候電路會“跳閘”，好像還有一個空氣開關（熔斷器）.

……

師：同學們現在能否根據自己的理解設計出電路圖呢？（學生分小組獨立設計、展示）

【設計意圖】：建構主義學習理論認為，學習過程不是學生被動接受老師傳授的知識，而是學習者以自身的知識和經驗為基礎主動建構的過程.因此，教師通過合理的情境創設，充分挖掘學生已有的經驗和以前學過的知識，引導學生主動探索、積極交流，建立新的認知結構.并且在這一過程中，學生能發現新的問題，激發學生進一步深入探究的熱情.

2.2 發現問題，生探師助

學生設計的電路主要存在以下問題：（1）不了解進戶線（電源線）的概念，仍以直流電源符號表示.（2）在電路中不會連接電能表、熔斷器等.（3）干路上電器元件的順序顛倒.（4）支路開關接零線，燈泡接火線.（5）三孔插座不會連接.

師：家中的電源在哪里？

生1：是發電廠的發電機提供的.

生2：是用導線輸送到千家萬戶的.

師：把進入家庭的輸電導線叫做進戶線（電源線），一根叫火線（L），一根叫零線（N），它們之間有220V的電壓.

師：電能表是測量整個家庭電路消耗的電能的，總開關控制整個電路，所以它應該接在什么位置？

生：先后串聯在干路上.

師：在用電過程中，最容易引發的安全事故有哪些？

生1：容易觸電.

生2：容易發生火災.

師：那么為了保護電路設備，防止電路損壞或引發火災，人們采取了哪些措施？為了保護人身安全，防止觸電事故的發生，人們又采取了哪些措施？請同學們見表1中的提綱，小組合作探究.

（學生自主閱讀課本和課前收集的資料，分組討論、交流，設計實驗、動手操作.教師巡視指導、保護）

【設計意圖】：學生是學習的主體，教師是橋梁.學生在解決問題的過程中，遇到了新的問題，教師不宜“傾囊相授”，直接告知學生答案.否則，學生就成了被動接受知識的容器.這樣得到的知識只是暫時性的記憶，沒有內化為學生自己的知識結構.學生的思維能力、質疑能力、探究能力、閱讀能力、合作交流能力等，也得不到鍛煉和發展.因此，教師要適時適當引導，通過“搭梯子”“鋪臺階”，引領幫助學生通過收集并查閱資料、實地調查等方式，嘗試著對事物提出自己的觀點.并通過小組交流互助，在交流合作甚至爭論中，主動化解疑問，建構知識.

2.3 交流展示，精講點撥

學生通過自主學習和小組合作探究，對一些問題有了初步認識和理解.在此基礎之上，教師再組織學生進行交流展示.有的學生的表述是不完整或者不準確的，教師仍要鼓勵他大膽說出自己的觀點和發現.而對于一些難度較大、較復雜的問題，教師也不要“一講到底”，仍要想方設法引導學生思考、交流或者實驗探究.

例如上述的探究主題中，有幾個問題學生理解有困難：（1）三角插頭和三孔插座的作用（2）總功率過大（超負荷運行）造成電流過大（3）線路連接處接觸不良引發的火災.

解決策略：問題1：要求學生在家庭電路示意圖中畫出三孔插座，并將一個含有電動機的電路，通過一個三角插頭連入三孔插座（如圖1所示）.然后師生共同分析：通常情況下，A點導線與外殼之間是絕緣的并不相通，人體接觸外殼并沒有危險.但如果導線的絕緣皮破損或絕緣性能變差，導致火線和外殼接通，人接觸外殼會發生觸電.通過三角插頭和三孔插座將外殼接地，即使人接觸帶電的外殼也不會觸電，電流將從地線流走（人體相當于被大地短路）.

問題2：首先請學生回憶一下，生活中有沒有遇到過，當家里面同時接入幾個大功率用電器的時候，空氣開關（或者保險絲）斷開（或者燒斷）的情境.使學生將功率過大與電流過大建立初步聯系.然后再引導學生設計一個電路來探究.學生設計的電路（如圖2所示）：接通電源，依次閉合各支路開關，觀察到電流表示數逐漸增大.而當閉合電爐絲開關時，細鐵絲外面的絕緣層燃燒冒煙.這個實驗，既探究得出了總功率過大會造成干路電流過大的結論，又使學生直觀感受到電流過大會引發電路火災，留下了深刻的印象.最后，教師還可以利用數學公式I= P U ，進一步向學生做出解釋，使學生從原理上理解這個問題.

問題3：（如圖3所示）可以將一張鋁箔紙剪成細長條，并且使長條的局部更細些，然后將細條狀鋁箔紙的兩端分別壓在干電池的正負極，發現鋁箔紙發熱并燃燒.重復幾次，進一步觀察發現，鋁箔紙總是在較細的部位燒斷.此實驗可謂“一石三鳥”，一是說明短路可以造成電流過大;二是說明電流過大會引發線路火災;三是說明局部電阻較大，容易引起局部過熱，也能引起火災.生活中，這樣的事故主要發生在線路的連接處，當連接處接觸不良時，該處電阻會變大.最后，再利用公式Q=I2Rt，分析電流和電阻是如何影響電熱的.

【設計意圖】：教學是獲取，而非給予.教學是一種傳遞，教學質量的高低與教師講解程度并不成正比關系，課堂教學的本質是交流、溝通、對話，而不是獨白.教師的講要適時，要在學生充分思考、討論、探究之后仍不能解決問題的時候講.教師的講要適量，要在學生思維的障礙處稍加點撥，激發學生思維的火花.同時，仍要盡可能鼓勵學生用實驗探究的方式來解決問題，避免單純的公式的推理，凸顯物理學科的特點，培養學生的實驗探究能力.

2.4 思維導圖，構建提升

最后，學生再一次獨立修改完善電路設計，并相互展示成果.同時，要求學生利用畫思維導圖的方法總結提煉本節的知識要點.（如圖4所示）

【設計意圖】：畫思維導圖將引導學生從掌握實踐知識到掌握到理論知識，從形象思維上升到抽象思維.同時，有利于學生掌握知識間的內在聯系和區別，有利于學生對研究對象進行全方位和系統的描述和分析.學生能夠把握解決問題的關鍵因素和環節，從而更加深刻地理解知識，牢固地記憶知識.

3 結束語

“興趣是最好的老師”，只有通過合理的情境創設，情感上和學生產生共鳴，思維上和學生的思考產生“共振”，才能有效激發學生的學習和探究欲望.物理學是一門以觀察和實驗為基礎的科學，實驗探究是解決物理問題最有效最科學的手段，也最有利于培養學生全面的科學素養.學生只有在親身經歷真實的探究活動過程中，才能理解知識演化的邏輯關系，才能自主建構自己的知識體系，也才能真正實現“于探究中發現，于探究性創新”.

參考文獻：

[1] 劉炳昇，李容.九年級物理下冊[M]. 南京：江蘇科學技術出版社，2013.

[2] 中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準（2011版）[M]. 北京：北京師范大學出版社，2012.

[3] 茅云飛.“問題構建合作探究”課堂教學模式的實踐與思考[J].中學物理，2018，36（06）

[4]張見萌. 建構主義理論在初中物理教學中的應用研究[D].上海：上海師范大學，2016.

[5] 田曉輝.實驗為根 方法為魂 建構比熱容概念[J].中學物理，2018，36（08）：50-51.