注重實驗創(chuàng)新 體現(xiàn)課改理念
——以“電壓和電壓表的使用”教學(xué)為例

(1. 江蘇省鎮(zhèn)江市丹徒區(qū)高資中學(xué),江蘇 鎮(zhèn)江 212113;2. 江蘇省鎮(zhèn)江市丹徒區(qū)教師發(fā)展中心,江蘇 鎮(zhèn)江 212028)

物理學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)不是單純知識的傳授,而是要通過實驗等活動,使學(xué)生在實驗中獲取新知的同時，將知識運用于實踐。為達到更好的教學(xué)效果,教師不能局限于課本中的實驗,需對其進行改進、創(chuàng)新。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體,創(chuàng)新實驗要充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，關(guān)注科學(xué)探究與思維發(fā)展相結(jié)合。

“電壓和電壓表的使用”是在“電流和電流表使用”之后的新授課，雖然學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了電流概念,但電壓的概念對于他們來說還是比較抽象,電壓表的使用主要是學(xué)生動手操作，所以將本節(jié)課設(shè)計成一節(jié)實驗課,整節(jié)課由5個實驗構(gòu)成。

1 設(shè)置沖突，引入新課

教師首先展示了電學(xué)中最簡單的實驗裝置，由一只燈泡、開關(guān)、電池組成。

師:怎樣才能使燈泡更亮?

生:增加一節(jié)電池。

教師有意將最后一節(jié)電池反接，接通開關(guān)后燈泡不但沒有變亮,反而變暗了。

師:這是怎么回事呢?今天帶大家一起來探索。

“電池反接”是學(xué)生平時實驗中最常見的錯誤之一，呈現(xiàn)的實驗現(xiàn)象與學(xué)生已有的認(rèn)知相沖突,從而引發(fā)學(xué)生思考,激發(fā)學(xué)生進一步探索的欲望,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。此時,教師并沒有揭開謎底,而是引入新課。

2 類比實驗，突破難點

“電壓概念的建立”是本節(jié)課教學(xué)的難點。傳統(tǒng)的教學(xué)方法是通過書本上的兩張圖進行類比,或通過動畫的播放來進行類比。而本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計是將圖片上的內(nèi)容制成實驗教具，通過真實、生動的實驗類比，幫助學(xué)生建立電壓的概念，在課前先將圖1所示裝置中兩邊水管調(diào)至同一高度。

師:怎樣使水輪機轉(zhuǎn)動?

圖1

生:抬高一端水管，打開閥門。

師:打開閥門使水路暢通,抬高水管的目的是什么?

生:兩端形成水壓差。

教師演示實驗，過一段時間后,水輪機不再轉(zhuǎn)動。

師:為什么水輪機不再轉(zhuǎn)動?

生:兩端不存在水壓差了。

據(jù)此得出結(jié)論:水壓差是形成水流的原因。

師:怎樣才能讓水輪機持續(xù)轉(zhuǎn)動?

生:將低處水不斷抽往高處。

教師引入抽水機，說明抽水機的作用是維持兩端的水壓差。再引導(dǎo)學(xué)生運用類比方法去理解電路，要想讓電流通過燈泡，需要閉合開關(guān),讓電路形成通路,其次燈泡兩端需要存在電壓，得出電壓是形成電流的原因。電源則類似于水路中的抽水機，電源的作用是提供持續(xù)的電壓。

3 欲擒故縱，突破重點

本節(jié)課教學(xué)的重點是電壓表的使用，教師首先介紹測量電壓的儀器——電壓表，接著便讓學(xué)生測量電路中小燈泡兩端的電壓。在沒有閱讀說明書的情況下測電壓,學(xué)生錯誤百出。教師在觀察的同時用相機記錄下學(xué)生的操作過程，充分暴露其錯誤后,教師請學(xué)生閱讀電壓表的使用方法。最后教師將記錄下的操作過程展示出來,請同學(xué)判斷對錯。糾正錯誤的操作后,再進行正確操作，讀出電壓表示數(shù)，突出了重點。

針對電壓表使用這一難點,教師采用了欲擒故縱的方法。欲規(guī)范電壓表的使用,先放手讓學(xué)生測電壓，給學(xué)生提供試錯的機會。大部分學(xué)生會誤將電壓表當(dāng)成電流表,串聯(lián)在電路中。此時,電壓表有示數(shù),燈泡不亮。學(xué)生認(rèn)為電路出現(xiàn)了故障,有人開始嘗試排查故障。當(dāng)學(xué)生滿心疑惑時,再讓學(xué)生閱讀電壓表的使用方法,這時閱讀的目的性更加明確。最后通過共同糾錯,加深印象,達到鞏固電壓表使用方法的目的。

4 兩表并用，豐富經(jīng)驗

為鞏固電壓表的使用,教師設(shè)計了用電壓表測量簡單電路(由一只燈泡、開關(guān)、電源構(gòu)成)中小燈泡的電壓、用電流表測量小燈泡中電流的實驗。通過兩表并用的方法,來豐富學(xué)生的兩表使用經(jīng)驗,達到進一步區(qū)分電壓表和電流表的目的。

5 破解沖突，提升認(rèn)知

在規(guī)范電壓表使用方法后,為進一步鞏固電壓表的使用方法，教師設(shè)計了測電池電壓的實驗。實驗過程中部分組在串聯(lián)干電池時出現(xiàn)了電池反串現(xiàn)象，這時他們測出的電池組的電壓與其他組差別較大。當(dāng)出現(xiàn)矛盾沖突時,教師并沒有急于解釋原因,而是對比了兩組實驗，讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題之所在。并引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想在課堂引入實驗中,燈泡變暗是否是因為電池反串。教師再次帶領(lǐng)學(xué)生觀察實驗,破解謎團,并將反串電池改正,果然燈泡更亮。同時得出結(jié)論:欲增加電源電壓,電池在串聯(lián)時需正、負(fù)極相連。糾錯后再次測量電池組電壓，得出電池組總電壓與每節(jié)電池電壓的關(guān)系。

這一設(shè)計中巧借學(xué)生的錯誤,既解了“課堂引入實驗”的謎團,又補充了電池組總電壓與每一節(jié)電池電壓的關(guān)系,還規(guī)范了電池的連接方式,避免以后出現(xiàn)錯誤。

6 結(jié)語

這節(jié)課的教學(xué)設(shè)計以實驗為主線,使學(xué)生在實驗過程中不斷探索、不斷發(fā)現(xiàn)、不斷獲取新知識。本節(jié)課多次巧借學(xué)生的錯誤,從新課的引入到電壓表的使用以及最后的解謎,都借助于學(xué)生的錯誤,體現(xiàn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位。通過實驗設(shè)疑、實驗解疑,不斷激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,體現(xiàn)了課改的理念。