探究“歐姆定律”的課堂生成設(shè)計

李錦云 步國平

(1. 江蘇省鎮(zhèn)江市外國語學(xué)校，江蘇 鎮(zhèn)江 212000;2. 江蘇省鎮(zhèn)江市崇實女子中學(xué)，江蘇 鎮(zhèn)江 212000)

生成性教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生深度學(xué)習(xí)的欲望，它是指在彈性預(yù)設(shè)的前提下，課堂上師生之間、生生之間通過合作、對話、觀點碰撞，生成、解決超出預(yù)設(shè)方案的新問題的教學(xué)。教師如果能夠智慧地處理這種動態(tài)變化課堂，不僅能夠使課堂生機勃勃，而且可極大地提升教學(xué)效益。

預(yù)設(shè)與生成是辯證的對立統(tǒng)一體，如果沒有高質(zhì)量的預(yù)設(shè)，就不可能有精彩的生成；反之，如果不重視生成，那么預(yù)設(shè)必然是僵化且缺乏活力的。預(yù)設(shè)使我們的課堂教學(xué)有章可循，生成使我們的課堂精彩紛呈?，F(xiàn)以“歐姆定律”教學(xué)中科學(xué)探究的環(huán)節(jié)為例，探討預(yù)設(shè)與生成的教學(xué)設(shè)計。

1 科學(xué)猜想

1.1 引導(dǎo)學(xué)生猜測影響導(dǎo)體電阻大小的因素

科學(xué)猜想不是憑空想象，而是要基于已有知識、生活經(jīng)驗進(jìn)行猜想。電阻概念對于初中生來說比較抽象，其生活經(jīng)驗也不足，為了讓學(xué)生的猜想有理有據(jù)，筆者設(shè)置了兩組實驗進(jìn)行教學(xué)。

(1) 用鎢絲和玻璃進(jìn)行對比實驗，將它們分別接入電路，一個電路中的燈泡亮起，另一個電路中的燈泡不亮。借此用道路上的車流作類比，幫助學(xué)生建立電阻概念。

(2) 將一根粗而長的石墨棒和一根細(xì)而短的鉛筆芯接入電路，發(fā)現(xiàn)它們對電流的阻礙作用不同，引出電阻有大小之分。

在兩組實驗的基礎(chǔ)之上，提出問題：哪些因素會影響電阻的大?。恳龑?dǎo)學(xué)生提出材料、橫截面積、長度等因素會對電阻大小有影響的猜想。也有學(xué)生會提出猜想：導(dǎo)體的電阻與體積有關(guān)，教學(xué)時注意引導(dǎo)學(xué)生將橫截面積、長度、體積等3個因素放在一起進(jìn)行比較、討論，由此學(xué)生會悟到不要考慮體積因素。

1.2 引入歐姆定律

在學(xué)習(xí)歐姆定律之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了電阻、變阻器等，了解到電壓和電阻會對電流有影響。教學(xué)中若只是通過復(fù)習(xí)、提問引入新課，對學(xué)生來說僅僅是知識的復(fù)述，思維活動不充分。為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可以適當(dāng)改變教學(xué)策略。

例如，可以利用黑箱引入課題，用電池和電阻制作一個簡單的黑箱，用導(dǎo)線連接不同的接線柱，使燈的亮暗發(fā)生變化，讓學(xué)生猜測電流發(fā)生變化的原因，然后打開黑箱驗證學(xué)生的猜想。這種教學(xué)預(yù)設(shè)不僅增加了學(xué)生的思維活動，促使學(xué)生深度參與課堂學(xué)習(xí)，還增強了課堂的探究氣氛，活躍了學(xué)生思維。

2 探究方案的設(shè)計

探究方案的設(shè)計包含電路圖、實驗表格、實驗步驟的設(shè)計等，筆者以電阻的教學(xué)為例，說明引導(dǎo)學(xué)生由雛形到完美設(shè)計電路圖的做法。

在電阻教學(xué)的引入階段，用鎢絲、玻璃、鉛筆芯和石墨棒做實驗，沒有將電流表加入電路中，只是通過燈泡的亮暗來比較電阻的大小，預(yù)設(shè)的目的是讓學(xué)生在設(shè)計電路圖的過程中有更好的課堂生成。

在提出“探究影響導(dǎo)體電阻大小因素”的實驗電路圖的設(shè)計任務(wù)時，很多學(xué)生對照黑板上的實物畫出了只有燈泡接入的電路圖，也有部分學(xué)生發(fā)現(xiàn)教科書上的電路圖中不僅有燈泡，還串聯(lián)了一只電流表，故將書上的圖畫出來了。筆者提出問題：既然燈泡的亮暗可以反映電阻的大小，為什么還要在電路中串聯(lián)一只電流表？

學(xué)生陷入了沉思，經(jīng)過相互討論、教師點撥后，他們認(rèn)為：如兩個導(dǎo)體電阻相差較小，不易通過燈泡的亮度來比較其電阻大小，因此可以在電路中串入電流表，通過電流表的示數(shù)改變觀察電阻的大小更準(zhǔn)確。

但是，仍有一名同學(xué)皺著眉頭呈深度思考狀，經(jīng)詢問，該同學(xué)猶豫了一會說：既然電流表的示數(shù)能反映電阻的大小，那可不可以不接燈泡，只接電流表？

這是一個好問題，怎樣解決這個問題呢？筆者在課堂上發(fā)動學(xué)生討論，讓其明了燈泡在電路中的作用，知道燈泡和電流表缺一不可。

通過生成性教學(xué)能夠讓學(xué)生自主意識到每一個電路圖的設(shè)計都不是隨意的，每一個電路元件在電路中都有其重要的作用，學(xué)生自然會將知識內(nèi)化?？此啤奥钡慕虒W(xué)過程才能讓學(xué)生學(xué)得“透”，看似教學(xué)進(jìn)度“慢”了，但學(xué)生的能力提升卻“快”了。

3 分組實驗的設(shè)計

在“變阻器”的教學(xué)中，探究滑動變阻器接入電路的有效方式是實驗教學(xué)的重點。蘇科版初中物理教科書中設(shè)計的是讓學(xué)生通過實驗記錄觀察到的現(xiàn)象，再通過現(xiàn)象分析得出正確的連接方式。若按這種方法進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生在實驗過程中只是按部就班地進(jìn)行操作、記錄，缺少了思維的參與。

筆者反其道而行之，利用滑動變阻器的結(jié)構(gòu)示意圖先進(jìn)行理論教學(xué)，通過分析接入電路的電阻，推理出滑片移動時電阻的變化以及引起的電流變化，得出滑動變阻器的正確接法。然后，對于不同的接法提出電流改變的要求，讓學(xué)生通過理論推導(dǎo)的結(jié)果做出判斷，進(jìn)而通過實驗驗證。此時學(xué)生在實驗的過程中既要完成電路的連接，又要推理滑片滑動的效果，還要驗證自己的推理結(jié)果。在這個實驗過程中我們先介紹理論，再實驗驗證，使學(xué)生的學(xué)習(xí)方式發(fā)生變化，從而達(dá)到深度學(xué)習(xí)的目的。

4 實驗數(shù)據(jù)分析

在“歐姆定律”的教學(xué)中，學(xué)生探究電壓對電流的影響時，通過分組實驗得到了幾組數(shù)據(jù)，該怎樣處理這些數(shù)據(jù)得到電壓和電流的關(guān)系呢？

在根據(jù)教學(xué)預(yù)設(shè)處理電流與電阻關(guān)系的實驗數(shù)據(jù)時，部分學(xué)生直接利用數(shù)據(jù)找規(guī)律，進(jìn)而得出結(jié)論，還有部分學(xué)生畫出了I-U圖像，它是一條曲線,對畫出的圖線提出了疑問：這條曲線一定是反比例函數(shù)圖像嗎？

有學(xué)生提出：二次函數(shù)圖像也是曲線。那么，怎樣才能得到一個特征比較明顯的反比例函數(shù)圖像呢？學(xué)生根據(jù)數(shù)學(xué)知識提出：需要測得更多的數(shù)據(jù)、描更多的點，最好圖像向兩端延伸。在課堂上利用較小和較大的電阻來繼續(xù)采集數(shù)據(jù)，補充圖像，發(fā)現(xiàn)仍然無法得出“反比”的結(jié)論。運用數(shù)學(xué)知識可得：如果一個量與另一個量成反比，那么這個量與另一量的倒數(shù)成正比，而正比例圖線是一條傾斜的直線，判斷起來就方便多了。在畫出電流和電阻倒數(shù)的函數(shù)關(guān)系圖像后，同學(xué)們驚喜地發(fā)現(xiàn)：這是一條過原點的直線，可以得出結(jié)論：在電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。

反比例函數(shù)圖像的問題不是預(yù)設(shè)的，而是動態(tài)生成的，是學(xué)生在教師創(chuàng)設(shè)的情境中主動提出的，我們應(yīng)該捕捉這樣的契機，鼓勵學(xué)生向原有知識提出挑戰(zhàn)，形成自己的觀點和看法，這樣的學(xué)習(xí)才是學(xué)生在探索中體現(xiàn)意義的深度學(xué)習(xí)。

葉瀾教授指出:“課堂應(yīng)是向未知方向挺進(jìn)的旅程，隨時都有可能發(fā)現(xiàn)意外的通道和美麗的圖景，而不是一切都必須遵循固定線路而沒有激情的行程”。為了通過預(yù)設(shè)去促進(jìn)生成，再通過解決生成的問題完成預(yù)設(shè)的目標(biāo)，就需要教師在預(yù)設(shè)中獨具匠心，在生成中做一位智者，使學(xué)生在深度學(xué)習(xí)中閃現(xiàn)智慧的火花。