摘 要： 物理課堂的教學(xué)設(shè)計(jì)要讓學(xué)生樂(lè)于參與，主動(dòng)探究，同時(shí)符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，使學(xué)生始終處于最近發(fā)展區(qū).筆者通過(guò)合理的情境創(chuàng)設(shè)，精心設(shè)計(jì)探究主題，適當(dāng)調(diào)整教材內(nèi)容的次序，整合教材資源，創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生在探究中掌握和構(gòu)建知識(shí).

關(guān)鍵詞： 情境;探究;構(gòu)建;家庭電路;教學(xué)設(shè)計(jì)

“家庭電路與安全用電”是蘇科版九年級(jí)物理教材第十五章“電功和電熱”最后一節(jié)內(nèi)容，也是初中電學(xué)部分實(shí)踐性、綜合性和探究性較強(qiáng)的內(nèi)容.可在教學(xué)實(shí)踐中，并不被廣大老師所重視.這可能與教材本身的設(shè)計(jì)和中考考查要求較低有關(guān).《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》的基本理念之一是“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”.強(qiáng)調(diào)物理學(xué)習(xí)要“貼近學(xué)生生活，符合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)，激發(fā)并保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣”.而本節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容是與學(xué)生生活聯(lián)系緊密，能夠解決一些家庭電路的實(shí)踐問(wèn)題，能夠持久激發(fā)學(xué)生探究熱情的良好資源，也更容易實(shí)現(xiàn)《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》提出的上述目標(biāo).所以，更適合采用探究式教學(xué).

1 教材設(shè)計(jì)存在的主要問(wèn)題

1.1 缺乏必要的情境創(chuàng)設(shè)，無(wú)法有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

教材內(nèi)容包含“家庭電路”“安全用電”、和“防止觸電”三個(gè)版塊.三個(gè)版塊均采用陳述式的編排方式，直接告知學(xué)生相關(guān)的知識(shí)，缺乏有效的情境創(chuàng)設(shè)和合理的引導(dǎo).盡管教材也提出了一些設(shè)問(wèn)，但問(wèn)題的情境化和探究性不強(qiáng)，留給學(xué)生思考和發(fā)揮的空間有限，明顯是為了“問(wèn)”而問(wèn).所以，教材沒(méi)有較好解決“為什么要探究”的問(wèn)題.

1.2 知識(shí)結(jié)構(gòu)混亂，未揭示知識(shí)間內(nèi)在的邏輯關(guān)系

教材設(shè)計(jì)的三個(gè)版塊之間并不是單純的并列或遞進(jìn)關(guān)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(guān)系.比如“安全用電”內(nèi)容本身應(yīng)包含“防止觸電”，教材將二者割裂為兩個(gè)獨(dú)立的版塊，顯然不合適.再如“測(cè)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(guò)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(xué)生思維混亂，所學(xué)知識(shí)碎片化，無(wú)法把握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系，從而將知識(shí)結(jié)構(gòu)化.因而教材也沒(méi)有明確“探究什么”的問(wèn)題.

1.3 活動(dòng)設(shè)計(jì)探究性不強(qiáng)，未關(guān)注學(xué)生關(guān)鍵能力的培養(yǎng)

新課程理念提倡采用探究式教學(xué)，注重在探究過(guò)程中發(fā)展學(xué)生的探究能力，提高探究興趣，增進(jìn)對(duì)探究本質(zhì)的理解，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神.由于教材沒(méi)有在一個(gè)統(tǒng)一的探究主題下設(shè)計(jì)學(xué)生活動(dòng)，一些活動(dòng)設(shè)計(jì)松散而零亂，探究的開(kāi)放性和自主性不強(qiáng).例如：“探究熔絲熔斷的原因”等活動(dòng)，教材缺少必要的探究活動(dòng)過(guò)程的要素安排，直接告知了實(shí)驗(yàn)方案和結(jié)論，明顯變成了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn).關(guān)于“如何探究”，教材也處理不當(dāng).

2 改進(jìn)后的教學(xué)設(shè)計(jì)

針對(duì)上述問(wèn)題，筆者設(shè)計(jì)了以“我是安裝電路工程師”為主題的探究學(xué)習(xí)活動(dòng)，在一個(gè)統(tǒng)一的探究主題的指引下，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，發(fā)揮學(xué)生的主體性，在學(xué)習(xí)知識(shí)的過(guò)程中，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的探究能力.同時(shí)，采用成果展示和評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，使學(xué)生進(jìn)一步鞏固和內(nèi)化所學(xué)知識(shí)，使得所學(xué)知識(shí)系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化.

2.1 創(chuàng)設(shè)情境，設(shè)疑激趣

師：同學(xué)們，如果你家新買(mǎi)了一套商品房，請(qǐng)你來(lái)設(shè)計(jì)安裝家庭電路，你會(huì)怎么設(shè)計(jì)呢？你需要考慮哪些問(wèn)題呢？（學(xué)生思考討論后暢所欲言）

生1：一個(gè)完整的電路至少應(yīng)該包含：電源、開(kāi)關(guān)、用電器和導(dǎo)線.

生2：家庭電路用電器之間要互不影響，所以應(yīng)該是并聯(lián)，每個(gè)燈泡都有一個(gè)支路開(kāi)關(guān)控制，干路上還有一個(gè)總開(kāi)關(guān)？

生3：家里面還要安裝插座，用來(lái)連接一些可移動(dòng)的用電器，它們和電燈之間也是并聯(lián)的.

生4：前面學(xué)習(xí)過(guò)電能表，干路上也要安裝一個(gè)電能表來(lái)測(cè)電路消耗的電能.

生5：家里面有時(shí)候電路會(huì)“跳閘”，好像還有一個(gè)空氣開(kāi)關(guān)（熔斷器）.

……

師：同學(xué)們現(xiàn)在能否根據(jù)自己的理解設(shè)計(jì)出電路圖呢？（學(xué)生分小組獨(dú)立設(shè)計(jì)、展示）

【設(shè)計(jì)意圖】：建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)過(guò)程不是學(xué)生被動(dòng)接受老師傳授的知識(shí)，而是學(xué)習(xí)者以自身的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)主動(dòng)建構(gòu)的過(guò)程.因此，教師通過(guò)合理的情境創(chuàng)設(shè)，充分挖掘?qū)W生已有的經(jīng)驗(yàn)和以前學(xué)過(guò)的知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探索、積極交流，建立新的認(rèn)知結(jié)構(gòu).并且在這一過(guò)程中，學(xué)生能發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步深入探究的熱情.

2.2 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，生探師助

學(xué)生設(shè)計(jì)的電路主要存在以下問(wèn)題：（1）不了解進(jìn)戶(hù)線（電源線）的概念，仍以直流電源符號(hào)表示.（2）在電路中不會(huì)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(kāi)關(guān)接零線，燈泡接火線.（5）三孔插座不會(huì)連接.

師：家中的電源在哪里？

生1：是發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)提供的.

生2：是用導(dǎo)線輸送到千家萬(wàn)戶(hù)的.

師：把進(jìn)入家庭的輸電導(dǎo)線叫做進(jìn)戶(hù)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(cè)量整個(gè)家庭電路消耗的電能的，總開(kāi)關(guān)控制整個(gè)電路，所以它應(yīng)該接在什么位置？

生：先后串聯(lián)在干路上.

師：在用電過(guò)程中，最容易引發(fā)的安全事故有哪些？

生1：容易觸電.

生2：容易發(fā)生火災(zāi).

師：那么為了保護(hù)電路設(shè)備，防止電路損壞或引發(fā)火災(zāi)，人們采取了哪些措施？為了保護(hù)人身安全，防止觸電事故的發(fā)生，人們又采取了哪些措施？請(qǐng)同學(xué)們見(jiàn)表1中的提綱，小組合作探究.

（學(xué)生自主閱讀課本和課前收集的資料，分組討論、交流，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、動(dòng)手操作.教師巡視指導(dǎo)、保護(hù)）

【設(shè)計(jì)意圖】：學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師是橋梁.學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中，遇到了新的問(wèn)題，教師不宜“傾囊相授”，直接告知學(xué)生答案.否則，學(xué)生就成了被動(dòng)接受知識(shí)的容器.這樣得到的知識(shí)只是暫時(shí)性的記憶，沒(méi)有內(nèi)化為學(xué)生自己的知識(shí)結(jié)構(gòu).學(xué)生的思維能力、質(zhì)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(fā)展.因此，教師要適時(shí)適當(dāng)引導(dǎo)，通過(guò)“搭梯子”“鋪臺(tái)階”，引領(lǐng)幫助學(xué)生通過(guò)收集并查閱資料、實(shí)地調(diào)查等方式，嘗試著對(duì)事物提出自己的觀點(diǎn).并通過(guò)小組交流互助，在交流合作甚至爭(zhēng)論中，主動(dòng)化解疑問(wèn)，建構(gòu)知識(shí).

2.3 交流展示，精講點(diǎn)撥

學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)和小組合作探究，對(duì)一些問(wèn)題有了初步認(rèn)識(shí)和理解.在此基礎(chǔ)之上，教師再組織學(xué)生進(jìn)行交流展示.有的學(xué)生的表述是不完整或者不準(zhǔn)確的，教師仍要鼓勵(lì)他大膽說(shuō)出自己的觀點(diǎn)和發(fā)現(xiàn).而對(duì)于一些難度較大、較復(fù)雜的問(wèn)題，教師也不要“一講到底”，仍要想方設(shè)法引導(dǎo)學(xué)生思考、交流或者實(shí)驗(yàn)探究.

例如上述的探究主題中，有幾個(gè)問(wèn)題學(xué)生理解有困難：（1）三角插頭和三孔插座的作用（2）總功率過(guò)大（超負(fù)荷運(yùn)行）造成電流過(guò)大（3）線路連接處接觸不良引發(fā)的火災(zāi).

解決策略：?jiǎn)栴}1：要求學(xué)生在家庭電路示意圖中畫(huà)出三孔插座，并將一個(gè)含有電動(dòng)機(jī)的電路，通過(guò)一個(gè)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(diǎn)導(dǎo)線與外殼之間是絕緣的并不相通，人體接觸外殼并沒(méi)有危險(xiǎn).但如果導(dǎo)線的絕緣皮破損或絕緣性能變差，導(dǎo)致火線和外殼接通，人接觸外殼會(huì)發(fā)生觸電.通過(guò)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(huì)觸電，電流將從地線流走（人體相當(dāng)于被大地短路）.

問(wèn)題2：首先請(qǐng)學(xué)生回憶一下，生活中有沒(méi)有遇到過(guò)，當(dāng)家里面同時(shí)接入幾個(gè)大功率用電器的時(shí)候，空氣開(kāi)關(guān)（或者保險(xiǎn)絲）斷開(kāi)（或者燒斷）的情境.使學(xué)生將功率過(guò)大與電流過(guò)大建立初步聯(lián)系.然后再引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)電路來(lái)探究.學(xué)生設(shè)計(jì)的電路（如圖2所示）：接通電源，依次閉合各支路開(kāi)關(guān)，觀察到電流表示數(shù)逐漸增大.而當(dāng)閉合電爐絲開(kāi)關(guān)時(shí)，細(xì)鐵絲外面的絕緣層燃燒冒煙.這個(gè)實(shí)驗(yàn)，既探究得出了總功率過(guò)大會(huì)造成干路電流過(guò)大的結(jié)論，又使學(xué)生直觀感受到電流過(guò)大會(huì)引發(fā)電路火災(zāi)，留下了深刻的印象.最后，教師還可以利用數(shù)學(xué)公式I= P U ，進(jìn)一步向?qū)W生做出解釋?zhuān)箤W(xué)生從原理上理解這個(gè)問(wèn)題.

問(wèn)題3：（如圖3所示）可以將一張鋁箔紙剪成細(xì)長(zhǎng)條，并且使長(zhǎng)條的局部更細(xì)些，然后將細(xì)條狀鋁箔紙的兩端分別壓在干電池的正負(fù)極，發(fā)現(xiàn)鋁箔紙發(fā)熱并燃燒.重復(fù)幾次，進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)，鋁箔紙總是在較細(xì)的部位燒斷.此實(shí)驗(yàn)可謂“一石三鳥(niǎo)”，一是說(shuō)明短路可以造成電流過(guò)大;二是說(shuō)明電流過(guò)大會(huì)引發(fā)線路火災(zāi);三是說(shuō)明局部電阻較大，容易引起局部過(guò)熱，也能引起火災(zāi).生活中，這樣的事故主要發(fā)生在線路的連接處，當(dāng)連接處接觸不良時(shí)，該處電阻會(huì)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(shè)計(jì)意圖】：教學(xué)是獲取，而非給予.教學(xué)是一種傳遞，教學(xué)質(zhì)量的高低與教師講解程度并不成正比關(guān)系，課堂教學(xué)的本質(zhì)是交流、溝通、對(duì)話，而不是獨(dú)白.教師的講要適時(shí)，要在學(xué)生充分思考、討論、探究之后仍不能解決問(wèn)題的時(shí)候講.教師的講要適量，要在學(xué)生思維的障礙處稍加點(diǎn)撥，激發(fā)學(xué)生思維的火花.同時(shí)，仍要盡可能鼓勵(lì)學(xué)生用實(shí)驗(yàn)探究的方式來(lái)解決問(wèn)題，避免單純的公式的推理，凸顯物理學(xué)科的特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力.

2.4 思維導(dǎo)圖，構(gòu)建提升

最后，學(xué)生再一次獨(dú)立修改完善電路設(shè)計(jì)，并相互展示成果.同時(shí)，要求學(xué)生利用畫(huà)思維導(dǎo)圖的方法總結(jié)提煉本節(jié)的知識(shí)要點(diǎn).（如圖4所示）

【設(shè)計(jì)意圖】：畫(huà)思維導(dǎo)圖將引導(dǎo)學(xué)生從掌握實(shí)踐知識(shí)到掌握到理論知識(shí)，從形象思維上升到抽象思維.同時(shí)，有利于學(xué)生掌握知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系和區(qū)別，有利于學(xué)生對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行全方位和系統(tǒng)的描述和分析.學(xué)生能夠把握解決問(wèn)題的關(guān)鍵因素和環(huán)節(jié)，從而更加深刻地理解知識(shí)，牢固地記憶知識(shí).

3 結(jié)束語(yǔ)

“興趣是最好的老師”，只有通過(guò)合理的情境創(chuàng)設(shè)，情感上和學(xué)生產(chǎn)生共鳴，思維上和學(xué)生的思考產(chǎn)生“共振”，才能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)和探究欲望.物理學(xué)是一門(mén)以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，實(shí)驗(yàn)探究是解決物理問(wèn)題最有效最科學(xué)的手段，也最有利于培養(yǎng)學(xué)生全面的科學(xué)素養(yǎng).學(xué)生只有在親身經(jīng)歷真實(shí)的探究活動(dòng)過(guò)程中，才能理解知識(shí)演化的邏輯關(guān)系，才能自主建構(gòu)自己的知識(shí)體系，也才能真正實(shí)現(xiàn)“于探究中發(fā)現(xiàn)，于探究性創(chuàng)新”.

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