自制變阻器模型 實現(xiàn)教學(xué)做合一
——例談全國青年教師優(yōu)課大賽一等獎“變阻器”教學(xué)

郇兆鵬 朱翠芹

(江蘇省沭陽夢溪中學(xué),江蘇 沭陽 223600)

·初中園地·

自制變阻器模型 實現(xiàn)教學(xué)做合一
——例談全國青年教師優(yōu)課大賽一等獎“變阻器”教學(xué)

郇兆鵬 朱翠芹

(江蘇省沭陽夢溪中學(xué),江蘇 沭陽 223600)

在第11屆全國中學(xué)物理青年教師教學(xué)大賽活動中,其中獲得一等獎的關(guān)于“變阻器”教學(xué)的一節(jié)課,讓我們大開眼界,收獲頗多．本節(jié)課在教學(xué)設(shè)計上的最大亮點是突破教材和傳統(tǒng)教學(xué)的束縛,通過問題的層層推進(jìn),逐步對自制滑動變阻器進(jìn)行改進(jìn),讓學(xué)生在“做”中深入了解了滑動變阻器的結(jié)構(gòu)以后,關(guān)于滑動變阻器的使用教學(xué)便水到渠成．教學(xué)活動的構(gòu)思充分體現(xiàn)偉大教育家陶行知先生提出的“教學(xué)做合一”的教育理念．

陶行知;教學(xué)做合一;滑動變阻器

1 問題的提出

圖1

2014年10月,有幸在成都參加了第11屆全國中學(xué)物理青年教師教學(xué)大賽活動,其中的一節(jié)關(guān)于“變阻器”的教學(xué),其教學(xué)設(shè)計和構(gòu)思讓我們大開眼界,收獲頗多．“變阻器”為蘇科版9年級上冊第14章第2節(jié)的教學(xué)內(nèi)容,教材首先通過“用鉛筆芯改變電路中的電流”這個活動,讓學(xué)生知道,改變接入電路的鉛筆芯的長度,可以改變接入電路中的電阻,達(dá)到改變電流的目的,從而直接引入滑動變阻器．接著在“學(xué)習(xí)使用滑動變阻器”這個環(huán)節(jié)中,首先出示滑動變阻器實物,讓學(xué)生觀察其結(jié)構(gòu)和了解各部分名稱,并根據(jù)圖1所示的滑動變阻器示意圖思考討論問題: (1) 滑動變阻器共有4個接線柱,如果只選擇其中兩個接入電路,可能有哪幾種接法?(2) 如果將滑動變阻器A、D兩個接線柱接入電路,電流將流過滑動變阻器的哪些部分?向左(或向右)移動滑片P時,滑動變阻器接入電路的電阻將怎樣改變?為什么?電路中的電流將怎樣改?(3) 若另選兩個接線柱將滑動變阻器接入電路,情況又會怎樣?最后根據(jù)實驗,得出結(jié)論,總結(jié)出滑動變阻器的使用方法．個人覺得這樣的教學(xué)和探究過程對于學(xué)生而言,是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的．在平時的實踐中也發(fā)現(xiàn),學(xué)生這樣學(xué)完了之后,雖然會用滑動變阻器,也會解決相關(guān)的習(xí)題,但對于其結(jié)構(gòu)到底是怎么回事,內(nèi)心還是存在許多的疑惑或者不確定．根據(jù)專家的理論,這樣剝奪了學(xué)生感受和參與學(xué)習(xí)過程的權(quán)利,沒有注重學(xué)生對知識的構(gòu)建過程,忽視了學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,缺乏對學(xué)生思維能力的培養(yǎng),違背了陶行知先生的“教學(xué)做合一”的理念．而本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計能在多處體現(xiàn)“教學(xué)做合一”的思想,能注重知識的構(gòu)建過程,讓學(xué)生實現(xiàn)“做中學(xué)”．

2 教學(xué)流程設(shè)計

本節(jié)課教學(xué)設(shè)計相對于傳統(tǒng)的變阻器教學(xué),最大的亮點是把核心和重點轉(zhuǎn)移到了滑動變阻器的結(jié)構(gòu)教學(xué)上,通過逐漸改進(jìn)“自制滑動變阻器”活動,實現(xiàn)了“教學(xué)做合一”．教師首先展示興趣小組自制的簡易風(fēng)速測量儀引入課題,激發(fā)學(xué)生的興趣和思考,把學(xué)生帶入學(xué)習(xí)的情境中．接著安排學(xué)生活動:嘗試用鉛筆芯改變小燈泡的亮度;在此基礎(chǔ)上組織學(xué)生討論用鉛筆芯變阻的缺點,以及如何改進(jìn);接著,安排學(xué)生二人一組,用PVC管、無漆電阻絲、漆包電阻絲、鱷魚夾、小刀等制作一個簡易變阻器,在制作中,通過教師的引導(dǎo)對所制作的變阻器逐步改進(jìn),最終完成制作,并嘗試著用它改變小燈泡的亮度;制作完成后,通過小組展示和交流,歸納出簡易變阻器的結(jié)構(gòu)、原理和接法以及使用中存在的缺點;最后,出示實驗室的滑動變阻器,請學(xué)生對照自制變阻器探索其接法,并進(jìn)行交流總結(jié).為了刺激學(xué)生的視覺感官,教師此時還利用LED燈自制了一個滑動變阻器模型,形象直觀地讓學(xué)生感受和理解滑動變阻器的使用．最后,讓學(xué)生利用滑動變阻器來改變小電動機(jī)的轉(zhuǎn)速,達(dá)到鞏固的目的,讓學(xué)生獲得成功的體驗．整節(jié)課以“鉛筆芯變阻器”為物理模型,通過“自制簡易變阻器”這一手腦并用的實踐活動,讓學(xué)生在做中學(xué),做中悟,自主發(fā)現(xiàn)“滑動變阻器的結(jié)構(gòu)、原理和使用方法”．利用制作簡易變阻器的實踐活動,搭建起從鉛筆芯變阻器到實驗室滑動變阻器的思維橋梁,實現(xiàn)了“教學(xué)做合一”．

3 亮點分析與思考

3.1 “黑箱”法引入課題，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境

“黑箱”是指內(nèi)部結(jié)構(gòu)和機(jī)制不清楚的系統(tǒng),可以通過輸入某種信息,從獲得的輸出信息中推斷該系統(tǒng)的可能結(jié)構(gòu)模式和機(jī)制．這種研究方法就稱之為“黑箱方法”．利用它創(chuàng)造的神秘感可以喚起學(xué)生的高度注意和積極思維,同時可以使學(xué)生得到科學(xué)方法的訓(xùn)練．一堂好的物理課,必須有一個好的開端,要有一個好的開端,就必須有一個好的引入,使學(xué)生進(jìn)入到教師所創(chuàng)設(shè)的物理情境當(dāng)中,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和愿望,明確學(xué)習(xí)目的．一般情況下,我們在進(jìn)行本課教學(xué)時往往都是用調(diào)光燈來引入,而本節(jié)課教師課前精心自制了一個簡易風(fēng)速測量儀來引入課題,立即喚起了學(xué)生的好奇心,在短暫的好奇過后,學(xué)生一定會對此產(chǎn)生更多的思考或猜想,并且能通過教師演示風(fēng)速測量儀輸出的信息結(jié)合已有的知識對本節(jié)課的大概內(nèi)容有所猜測和判斷.這樣的課堂引入從多方面都體現(xiàn)出與眾不同的精彩．與本節(jié)課相比,我們平時的引入就顯得很平淡,不能達(dá)到眼前一亮,抓住學(xué)生思維的目的．

3.2 找準(zhǔn)重點，突破教材，教學(xué)做合一

在我們平時的教學(xué)中,通常都是按照教材的方法,在學(xué)生完成“鉛筆芯滑動變阻器調(diào)光燈”的活動后,直接出示實驗室的滑動變阻器,讓學(xué)生通過觀察變阻器的結(jié)構(gòu),總結(jié)變阻原理和使用方法,而忽視了“從鉛筆芯變阻”到制作“成品滑動變阻器”中間的思維過程,將這一設(shè)計過程簡單略去,然后通過教師的講解和介紹讓學(xué)生知道,瓷筒上繞的是涂有絕緣漆的電阻絲,怎么讓滑片與電阻絲保持接觸呢?將與滑片相接觸的部分的絕緣漆刮去……這樣的告知看似提高了課堂教學(xué)的效率,其實對于學(xué)生而言,這樣的教學(xué)無異于沒教,學(xué)生只是單純地機(jī)械地記住了教師所說的內(nèi)容,實際上對滑動變阻器到底怎么回事只是一知半解.這樣的教學(xué)實際上已經(jīng)剝奪了學(xué)生創(chuàng)新思維的權(quán)利．滑動變阻器的設(shè)計過程并不復(fù)雜,但卻頗為巧妙,從“鉛筆芯變阻”到設(shè)計制作一個滑動變阻器的過程,正是對學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性思維訓(xùn)練的良好載體,也是讓學(xué)生真正理解滑動變阻器結(jié)構(gòu)和工作原理的有效途徑.在教學(xué)中,我們有時需要一種“慢的教學(xué)”,需要一種拒絕速成的態(tài)度,要摒棄那種試圖將一切復(fù)雜的過程“簡單化”后直接教給學(xué)生的教學(xué)方式,要堅持注重知識的構(gòu)建過程．

其實,本課的教學(xué)重點是滑動變阻器的原理和使用方法,難點是滑動變阻器的使用方法.可是,要掌握滑動變阻器的正確使用方法,能準(zhǔn)確判斷出滑片移動時變阻器阻值變化情況,必須以對滑動變阻器結(jié)構(gòu)有準(zhǔn)確而深刻的了解為基礎(chǔ)．包括:在電路中滑動變阻器的電路符號為什么只有3個接線柱,而實物元件卻有4個接線柱,這些難點的突破都取決于對滑動變阻器構(gòu)造的真正理解.

本節(jié)課中,教師找準(zhǔn)重點,突破教材,通過啟發(fā)引導(dǎo),以學(xué)生自己“制作一個簡易滑動變阻器”的項目任務(wù)為載體,寓滑動變阻器的構(gòu)造,原理和使用方法的學(xué)習(xí)于學(xué)生自主制作、合作交流的項目學(xué)習(xí)過程中．由鉛筆芯變阻器開始改進(jìn),通過問題的層層推進(jìn),逐步改善自制的變阻器．教師提問:鉛筆芯變阻器的缺點是容易斷,變化范圍小，如何改進(jìn)?學(xué)生想到用電阻絲．電阻絲太長怎么辦?學(xué)生回答:纏繞起來．由此制作了第一個粗糙的變阻器,如圖2．怎樣在有限的瓷筒上讓測量范圍更大?緊密纏繞．如此制作了第二個變阻器,如圖3.可問題又來了,這樣做電流就會橫向直接流過電阻絲,反而讓測量范圍變小了,怎么辦?學(xué)生回答:用涂上絕緣漆的電阻絲．于是第三個變阻器出生了,如圖4.這樣可以了嗎?有學(xué)生提問:有了絕緣漆滑片怎么與電阻絲相通啊?學(xué)生回答:把與滑片相連部分的絕緣漆刮去．制作出了第四個變阻器,如圖5．當(dāng)學(xué)生制作出了自己的滑動變阻器,看到它能和實驗室的儀器一樣調(diào)節(jié)小燈泡的亮度,他們的心情是愉快的,精神受到了莫大的鼓舞．最重要的是,通過這樣的一個知識的構(gòu)建過程,讓學(xué)生和教師實現(xiàn)了教學(xué)做合一,讓學(xué)生有機(jī)會經(jīng)歷一次科學(xué)家那樣的創(chuàng)造思維過程,也是讓學(xué)生真正理解滑動變阻器工作原理的有效途徑.經(jīng)過這樣的活動過程,學(xué)生對變阻器結(jié)構(gòu)非常清楚,對于滑動變阻器的使用方法已經(jīng)不再是他們理解的難點,所謂的教學(xué)難點自然是不攻自破了．

圖2

圖3

圖4

圖5

3.3 教學(xué)設(shè)計前后連貫，思維嚴(yán)密

如果我們?nèi)ゼ?xì)細(xì)品味本節(jié)課,我們會覺得它如一首耐人尋味的歌曲,自始至終竟是如此的流暢,每到一處總讓人覺得是水到渠成,自然流淌．如在學(xué)生嘗試用鉛筆芯改變小燈泡的亮度活動后,組織學(xué)生討論用鉛筆芯變阻的缺點,討論了缺點,自然就對癥下藥,改進(jìn)——用電阻絲,電阻絲太長怎么辦?學(xué)生想到纏繞．緊密纏繞會造成什么結(jié)果?怎么辦?涂絕緣漆．涂了絕緣漆怎么與滑片相連?刮去表面絕緣漆……,通過這個環(huán)節(jié)我們看出教師的縝密的思維邏輯,這樣的課堂必然培養(yǎng)出學(xué)生的邏輯思維能力．

3.4 用心準(zhǔn)備，出新出趣

要想上好一節(jié)出新出趣的物理課,不怕吃苦用心準(zhǔn)備是首要的．在教學(xué)過程中,我們應(yīng)充分利用演示實驗創(chuàng)設(shè)一個有聲、有色、有直觀感的教學(xué)情境,使學(xué)生在愉快的情境下,充分發(fā)揮自己的分析思維能力,把實驗獲得的感性認(rèn)識歸納、綜合為理性知識,完成認(rèn)識過程中的飛躍,達(dá)到主觀和客觀的和諧統(tǒng)一．本節(jié)課有多處充分體現(xiàn)教師的精心備課,并在教師的精心準(zhǔn)備下讓學(xué)生大開眼界,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,充分調(diào)動學(xué)習(xí)的積極性．如在引入課題時,教師自制了風(fēng)力測速儀,一下子使學(xué)生進(jìn)入到教師所創(chuàng)設(shè)的物理情境當(dāng)中,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和愿望．在學(xué)習(xí)滑動變阻器的結(jié)構(gòu)時,教師不是按部就班地讓學(xué)生對照實物圖去了解性地知道變阻器各個組成部分的名稱,而是精心設(shè)計了“自制滑動變阻器”模型的活動,通過活動讓學(xué)生在做中學(xué).這樣的設(shè)計教師雖然累點,但對學(xué)生而言卻是一種難得的體驗,永生難忘．又如在學(xué)習(xí)滑動變阻器的使用時,為了讓學(xué)生形象直觀地理解滑動變阻器的原理和使用方法,教師精心準(zhǔn)備了一個滑動變阻器模型．準(zhǔn)備了兩根PVC塑料管,塑料支架兩個、滑片,LED燈帶、焊錫、金屬片、電源適配器等,制成了如圖6、7所示的模型．電源適配器可以讓該模型直接使用家庭電路電壓．演示時LED燈亮的部分表示接入的電阻,調(diào)節(jié)滑片,學(xué)生非常直觀地看出電阻的變化情況,并且還能通過燈的亮度感知電流的變化情況,可謂一舉兩得．最重要的是這個模型把本節(jié)課的學(xué)習(xí)帶入了一個高潮,喚起了學(xué)生沉睡的思維,讓學(xué)生覺得驚訝、驚喜,這樣的設(shè)計可以說會讓學(xué)生終生難忘,興趣盎然．

圖6

圖7

1 陶行知.〈教學(xué)做合一〉陶行知全集[M].長沙： 湖南教育出版社，1985.

2 邢紅軍.論物理教育中的直觀性與學(xué)生形象思維能力的培養(yǎng)[J].教育研究，1993(9):54-56.

2016-12-27)