精心磨課 深度教研

楊夢琪

摘? ?要：如何準(zhǔn)備公開課，是每個(gè)教師都會(huì)面臨的問題。本文以準(zhǔn)備一節(jié)公開課的經(jīng)歷為例，通過“以終為始，明確了要去向哪里，才開始前進(jìn)”“好的開始，是成功的一半”“引出問題的地方，也是解決問題的地方”“充分利用教學(xué)資源”“充分利用信息技術(shù)輔助教學(xué)”和“服務(wù)教學(xué)目標(biāo)，學(xué)會(huì)舍棄”等六點(diǎn)，展開探討，反思備課過程中要抓住哪些關(guān)鍵點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：公開課;以終為始;追求成長

1? 以終為始，明確了要去向哪里，才開始前進(jìn)[ 1 ]

討論“測量電功率”這節(jié)課的時(shí)候，首先提出的想法是：滬科版九年級物理第十六章第二節(jié)“電流做功的快慢”中，研究的是針對同一個(gè)小燈泡，改變其兩端電壓，觀察電流和電功率變化，以及燈的亮度的變化。而第三節(jié)“測量電功率”，試圖解決的是兩個(gè)不同的小燈泡亮度與功率之間的關(guān)系。在滬科版物理教材中，并沒有準(zhǔn)確給出測量小燈泡電功率的結(jié)論。通常見到的結(jié)論是：小燈泡的亮度由電功率決定。這句話準(zhǔn)確嗎？需要通過實(shí)驗(yàn)來說明。存在的疑問是，如果這個(gè)結(jié)論是正確的，那么，對于不同規(guī)格的小燈泡，是否會(huì)滿足，當(dāng)電壓不同，電流不同，而功率相同時(shí)，亮度相同嗎？

為探究以上疑問，使用電壓表、電流表和手機(jī)照度計(jì)，反復(fù)使用1.5 V，2.5 V，3.8 V，4.8 V的小燈泡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測量小燈泡的電功率，探究不同的小燈泡亮度與電功率之間的關(guān)系，獲得了大量一手的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。從測量結(jié)果可以看出：（1）同一規(guī)格的燈，兩端電壓一定時(shí)，電流大小大致相當(dāng)，但也不完全相同。（2）同一規(guī)格的燈，電壓一定時(shí)，電功率一定時(shí)，光照強(qiáng)度并不相等。（3）同一規(guī)格的燈，光照強(qiáng)度近似相等時(shí)，功率不同。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，甲燈泡電壓為3 V時(shí)，和乙燈泡電壓為2.5 V時(shí)進(jìn)行對比，兩者的光照強(qiáng)度近似，分別為357.9 Lux和347.3 Lux，而它們的功率分別為1.32 W和0.9 W。（4）兩種不同規(guī)格的燈，電壓不同，電流不同，光照強(qiáng)度近似相等時(shí)，功率不同。丙燈泡電壓為3 V時(shí)，光照強(qiáng)度為698.3 Lux，丁燈泡電壓為4 V時(shí)，光照強(qiáng)度為680.6 Lux，而它們的功率分別為1.2 W和1.52 W。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明，當(dāng)電壓不同，電流不同，而功率相同時(shí)，亮度不同。前面的疑問通過實(shí)驗(yàn)得到了解釋。

對于本實(shí)驗(yàn)合理的結(jié)論，參與磨課的教師們也進(jìn)行了討論。討論點(diǎn)在：用“決定”還是用“影響因素”。燈的亮度與實(shí)際功率之間的關(guān)系，能否用決定這個(gè)比較嚴(yán)格的詞來界定呢？通過上面實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如果只說“燈的亮度由實(shí)際功率決定”是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)??！盁舻牧炼扔蓪?shí)際功率決定”這個(gè)觀點(diǎn)意味著：電功率相同，燈的亮度相同;電功率越大，燈就越亮。但是，實(shí)驗(yàn)結(jié)果中出現(xiàn)的反例，已經(jīng)推翻了這個(gè)結(jié)論。因此，不能用“決定”。也不能只說是“燈的亮度與實(shí)際功率有關(guān)”，因?yàn)椤坝嘘P(guān)”這個(gè)詞太寬泛了。如果一節(jié)實(shí)驗(yàn)課結(jié)束，只得到“有關(guān)”的結(jié)論，而沒有說是怎么樣的關(guān)系，那意義不大。討論后，初步?jīng)Q定描述為：“實(shí)際功率越大，燈越亮?！边@樣還不夠，因?yàn)閺膶?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中會(huì)發(fā)現(xiàn)，對于不同規(guī)格的燈，如果實(shí)際電壓比額定電壓小很多，那么，就算實(shí)際功率大，燈也還是比較暗。經(jīng)過幾次線上討論，確定的結(jié)論是：“同一規(guī)格的燈，實(shí)際功率越大，燈越亮。”

利用逆向思維，進(jìn)一步嘗試給出反向結(jié)論：不同規(guī)格的燈，當(dāng)功率相同時(shí)，亮度不同。但是考慮到學(xué)生日常做題時(shí)更經(jīng)常遇到的情況還是同種規(guī)格的燈，擔(dān)心這樣的結(jié)論，反而會(huì)對學(xué)生理解燈的亮度與實(shí)際功率之間的關(guān)系造成負(fù)面遷移，因此放棄這個(gè)說法。

以終為始。在確定了結(jié)論之后，才反過來確定實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡恼f法。

2? 好的開始，是成功的一半

為了激發(fā)學(xué)生探究燈的亮度與實(shí)際功率的關(guān)系，在引入的部分使用一塊示教板。目的是展示：（1）額定功率大的燈，不一定就更亮。兩個(gè)不同規(guī)格的白熾燈，A燈“220 V 60 W”和B燈“220 V 15 W”，并聯(lián)時(shí)，A燈亮，符合猜想。但是改接成串聯(lián)時(shí)，B燈亮。造成學(xué)生的認(rèn)識沖突，并不是額定功率大的，燈就一定更亮。（2）并聯(lián)電路中，電壓相等，但是燈的亮度不同，說明燈的亮度不是只與電壓有關(guān)。（3）串聯(lián)電路中，電流相等，但是燈的亮度不同，說明燈的亮度不是只與電流有關(guān)。（4）隨著時(shí)間變化，燈的亮度幾乎沒有變化，說明燈的亮度與時(shí)間沒有關(guān)系，也與消耗的電能沒有關(guān)系。（5）與電阻有關(guān)，對電阻的討論包含在電壓與電流中了。

為了可視性良好地達(dá)成以上教學(xué)目的，這塊示教板的設(shè)計(jì)非常重要。使用的第一代示教板，由團(tuán)隊(duì)的教師設(shè)計(jì)和制作。這套示教板的優(yōu)點(diǎn)在于，可以使用兩盞相同的燈，不用串聯(lián)電路和并聯(lián)電路分開展示，這樣就不會(huì)出現(xiàn)因?yàn)闊舨煌?，所以才?dǎo)致亮度不同的質(zhì)疑了。

但是這塊示教板存在一個(gè)缺點(diǎn)：在接線處，導(dǎo)線金屬是裸露的。家庭電路電壓是220 V，即便是教師演示操作，也有觸碰到金屬部分而觸電的風(fēng)險(xiǎn)。為了改進(jìn)，設(shè)想是否有可以隱藏接線頭進(jìn)行反復(fù)插接的零件。果然經(jīng)過多方查找，真的找到了“公母對插接線端子”。同時(shí)，為了可以免掉接線處的電工膠，還使用了免剝線T型接線端子，導(dǎo)線效果好，使示教板更加美觀。

3? 引出問題的地方，也是解決問題的地方

引出問題，完成實(shí)驗(yàn)，得到結(jié)論之后，還要用得到的結(jié)論回來解決一開始的問題。為什么相同的兩盞燈，在串并聯(lián)電路中亮度不同呢？希望從理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)角度來解釋。

理論角度：并聯(lián)電路中，實(shí)際功率與電阻成反比。串聯(lián)電路中，實(shí)際功率與電阻成正比。因?yàn)閷?shí)際功率不同，燈的亮度發(fā)生變化。通過理論解釋，進(jìn)一步強(qiáng)化，同一規(guī)格的燈，實(shí)際功率越大，燈就越亮的結(jié)論。

實(shí)驗(yàn)角度：使用功率計(jì)，測量出兩盞燈的實(shí)際功率。一開始用黑色電工膠把功率計(jì)的示數(shù)貼起來，講到實(shí)驗(yàn)結(jié)論的時(shí)候，撕開電工膠，馬上揭開謎底。實(shí)驗(yàn)中使用的功率計(jì)，可以同時(shí)顯示出電流、電壓和電功率。在演示串聯(lián)電路時(shí)，可以看到，電流相等，0.14 A;在演示并聯(lián)電路時(shí)，可以看到電壓相等，238.6 V。在理論解釋燈的亮暗時(shí)，可以直接通過顯示出的電壓和電流，計(jì)算出兩燈的電阻，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生解釋兩種情況下實(shí)際功率的大小。

4? 充分利用教學(xué)資源

為了使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更加嚴(yán)謹(jǐn)，教學(xué)設(shè)計(jì)的第二部分，安排了白熾燈與LED燈兩種不同類型的燈，探究這兩種不同類型的燈，亮度與其實(shí)際功率的關(guān)系。使用手機(jī)光照計(jì)，在用紙筒控制距離的前提下，測燈的亮度，會(huì)發(fā)現(xiàn)LED燈更亮，白熾燈較暗。根據(jù)之前的結(jié)論來猜想的話，應(yīng)該是比較亮的LED燈功率更大。而揭開膠布后發(fā)現(xiàn)，LED燈的實(shí)際功率更??！

那么是不是之前的結(jié)論不對呢？并不是，而是因?yàn)檫@兩種燈，發(fā)光原理不同。白熾燈從電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能然后轉(zhuǎn)化為光能，LED燈直接從電能轉(zhuǎn)化為光能。為了使所有學(xué)生都可以直觀感受到兩個(gè)的不同，用希沃授課助手，直播使用測溫儀測兩燈的溫度，會(huì)發(fā)現(xiàn)白熾燈溫度已高達(dá)81℃，而LED燈接近室溫。進(jìn)一步用鉛筆芯通電發(fā)熱并燒斷的實(shí)驗(yàn)來說明白熾燈的發(fā)光原理。用測溫槍的好處是，學(xué)生不用因?yàn)楹ε露桓胰ッ?，同時(shí)可以讓全班同步都能看到這個(gè)現(xiàn)象，進(jìn)而理解兩種燈的不同的發(fā)光原理。

為了能夠使白熾燈的發(fā)光原理的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可視性效果更好，做了很多次的實(shí)驗(yàn)器材改進(jìn)。最開始使用物理實(shí)驗(yàn)室講臺上的30 V電壓，測試效果很好，但是不方便攜帶到教室。使用干電池，效果不理想。后來改用學(xué)生電源，初中學(xué)生電源會(huì)電流太大自動(dòng)斷電保護(hù)，改成高中學(xué)生電源，并且測試了學(xué)生電源的不同輸出，最終使用的是12 V的直流輸出。鉛筆芯的支撐系統(tǒng)也幾經(jīng)更迭，一開始使用紙杯，然后使用泡沫箱，最后改為木板和金屬絲支架。并且發(fā)現(xiàn)當(dāng)導(dǎo)線夾直接夾在鉛筆芯兩端的時(shí)候，效果最好。所以最后用漆包線徒手拗了一個(gè)架子，固定在木板上，做成了一個(gè)演示儀。實(shí)驗(yàn)可視性效果非常好，能夠做到在30 s內(nèi)非常明顯地觀察到：鉛筆芯發(fā)紅、發(fā)熱、發(fā)光，到最后燒斷，還能夠觀察到鉛筆芯最終升華變細(xì)。

5? 充分利用信息技術(shù)輔助教學(xué)

以前上課的時(shí)候，常常發(fā)現(xiàn)，習(xí)慣使用希沃授課助手的熱點(diǎn)來連接，稍微走遠(yuǎn)一點(diǎn)或者息屏可切換到其他程序，就容易掉線，要重新連接。這次開課，研究之后發(fā)現(xiàn)，希沃授課助手還有其他沒有用上的功能。因?yàn)閷W(xué)?，F(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)全面覆蓋，所有的希沃一體機(jī)都連到了校園網(wǎng)絡(luò)，手機(jī)也可以連接校園的無線網(wǎng)絡(luò)。因此不需要連接熱點(diǎn)，只要將手機(jī)連接到與希沃一體機(jī)同一網(wǎng)絡(luò)后，再掃描希沃授課助手上的二維碼，就可以比較穩(wěn)定地將手機(jī)上的希沃授課助手與電腦連接了。

日常使用比較多的，是希沃授課助手的拍照上傳功能：選擇界面上的“文件上傳”，然后點(diǎn)選手機(jī)上已經(jīng)拍攝的照片或是視頻，每次最多可以上傳4張照片或是一個(gè)視頻。

后來發(fā)現(xiàn)，希沃授課助手還有同屏功能、直播功能和翻頁筆的功能。

（1）選擇屏幕同步后，將手機(jī)畫面與電腦同步，就可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)app上的光傳感器測量數(shù)據(jù)等直播到屏幕上。

（2）直播功能。選擇希沃授課助手界面上“移動(dòng)展臺”的功能，其中第一項(xiàng)就是直播功能，能夠非常方便的將演示實(shí)驗(yàn)的畫面同步直播出來。

（3）翻頁筆功能。選擇希沃授課助手界面上“課件演示”的功能，當(dāng)希沃一體機(jī)上正在播放希沃課件時(shí)，就可以用手機(jī)當(dāng)做翻頁筆控制課件的演示了。

如果是用PAD來控制希沃授課助手，還可以使用觸摸板功能在課件上涂涂寫寫。在試卷講評課中就可以發(fā)揮很好的作用。教師不用守在屏幕前進(jìn)行操作，而是可以全班巡視，查看學(xué)生做題的情況，同時(shí)通過PAD來寫字，呈現(xiàn)在大屏幕上。

6? 服務(wù)教學(xué)目標(biāo)，學(xué)會(huì)舍棄

作者將實(shí)驗(yàn)室中原有的家庭電路演示板做了改進(jìn)。（1）原本的電能表是電子脈沖燈加機(jī)械式數(shù)值顯示，改進(jìn)之后的電能表是全數(shù)顯，可以同時(shí)測量出電路中的電壓，電流，電能和電功率。用這個(gè)數(shù)顯電能表，作為功率計(jì)來使用。（2）原本的開關(guān)是拉線開關(guān)，作者將它改為教室中更新?lián)Q代不用的風(fēng)扇變速開關(guān)，也就是用來分壓的電位器。這樣就可以實(shí)現(xiàn)，調(diào)節(jié)開關(guān)的不同檔位，觀察到燈的亮度不同，功率計(jì)顯示出的電功率大小也不同。在幾次調(diào)節(jié)不同檔位后，就可以由學(xué)生總結(jié)得出：同一個(gè)燈，實(shí)際功率越大，燈越亮。

雖然這套器材的演示效果也很好，但是因?yàn)楹髞硎褂昧藬?shù)顯功率計(jì)，直接測每個(gè)燈的功率，所以這套器材為了服務(wù)于教學(xué)目標(biāo)而在這節(jié)課中舍棄了。如果把這套器材放在“電流做功的快慢”，用來說明實(shí)際功率與用電器工作狀態(tài)之間的關(guān)系也是很好的。

成長，需要由內(nèi)而外去打破舒適區(qū)。走出了這一步，通過備課中付出的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，編織起對自己在物理教學(xué)上的信心，也進(jìn)一步激發(fā)了對物理教學(xué)的熱情。雖然還有很多可以做，當(dāng)時(shí)卻沒有想到和做到的事情，成為遺憾，但是經(jīng)過這樣的一次磨練，看到了自己的局限，也看到了自己成長的可能。追求成長，是準(zhǔn)備一節(jié)公開課的價(jià)值和意義所在。

參考文獻(xiàn)：

[1] [美]格蘭特·威金斯.追求理解的教學(xué)設(shè)計(jì)[M].上海：華東師范大學(xué)出版社， 2017（13）：33.