周曉慧

(蘇州市草橋中學(xué)校,江蘇 蘇州 215031)

“助產(chǎn)術(shù)”用于教學(xué)設(shè)計(jì)，倡導(dǎo)問題導(dǎo)向，倡導(dǎo)創(chuàng)新導(dǎo)向，倡導(dǎo)教學(xué)方式多樣化，是基于3點(diǎn)考慮.

新課標(biāo)的要求.義務(wù)教育新課程方案(2022年版)強(qiáng)調(diào)堅(jiān)持問題導(dǎo)向，注重對實(shí)際問題的有效回應(yīng)，遵循學(xué)生身心發(fā)展規(guī)律，精選對學(xué)生終身發(fā)展有價(jià)值的課程，減負(fù)提質(zhì).同時，義務(wù)教育新物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)課程理念中強(qiáng)調(diào)注重科學(xué)探究，倡導(dǎo)教學(xué)方式多樣化，強(qiáng)調(diào)真實(shí)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生不斷探索，提高分析問題、解決問題的實(shí)踐本領(lǐng)和科學(xué)思維能力，發(fā)展核心素養(yǎng).

真問題、真情境、真實(shí)驗(yàn)的真實(shí)情境要求.旨在解決物理學(xué)習(xí)“學(xué)得難、學(xué)得死、學(xué)得淺”的真實(shí)問題，在分析問題、解決問題中培養(yǎng)學(xué)生“會提問、會反問、會追問”的科學(xué)思維能力.

教學(xué)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新體驗(yàn)要求，提出“助產(chǎn)術(shù)”式教學(xué)設(shè)計(jì).“助產(chǎn)術(shù)”這一概念,是對蘇格拉底“產(chǎn)婆術(shù)”理念plus升級版.將其遷移到物理教學(xué)中，形成了“助產(chǎn)術(shù)”——“發(fā)問—回答—追問—反詰”的教學(xué)升級轉(zhuǎn)化策略.其亮點(diǎn)在于通過問答、交談、反問或爭論法來推進(jìn)認(rèn)知，推進(jìn)問題思維，推進(jìn)解決問題的實(shí)踐能力的增進(jìn).

下面以“歐姆定律”課堂教學(xué)為例，說明“助產(chǎn)術(shù)”式物理教學(xué)設(shè)計(jì)的可行性和可操作性，以期為大家開展教學(xué)設(shè)計(jì)和相關(guān)研究提供參考.

1 教學(xué)背景

(1) 教材分析.本節(jié)課是蘇科版九年級上冊第14章第3節(jié)“歐姆定律”第1課時的內(nèi)容.歐姆定律是電學(xué)的基本規(guī)律，它是連接前面的電路認(rèn)知的內(nèi)容和之后的電功、電功率知識的橋梁，也是本章最重要的一節(jié).而電流與電壓、電阻關(guān)系的探究又是這一節(jié)的重中之重，因?yàn)闅W姆定律是實(shí)驗(yàn)定律，非常適合“助產(chǎn)術(shù)”式探究學(xué)習(xí),從學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，通過階梯式問題，步步追問，步步設(shè)疑，最終使學(xué)生自己總結(jié)出歐姆定律的結(jié)論.其核心在于：讓學(xué)生自主體驗(yàn)、參與知識產(chǎn)生的全過程，培育學(xué)生在科學(xué)思維、實(shí)驗(yàn)探究等方面的物理學(xué)科素養(yǎng).

(2) 學(xué)情分析.通過前面的知識學(xué)習(xí)，學(xué)生已理解了電流、電壓、電阻的概念，并能熟練使用電流表、電壓表、滑動變阻器等來連接電路，這些都為“助產(chǎn)術(shù)”式學(xué)習(xí)奠定了知識基礎(chǔ).通過一年的物理學(xué)習(xí)，初三學(xué)生已初步掌握了物理學(xué)習(xí)中的科學(xué)探究方法，初步形成了分析、綜合、判斷、推理等良好科學(xué)思維，具備了推行“助產(chǎn)術(shù)”式探究學(xué)習(xí)的智力條件.另外筆者授課的班級，學(xué)生功底扎實(shí)，素質(zhì)優(yōu)良，完全具備“助產(chǎn)術(shù)”式教學(xué)所需的探究能力以及實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析能力.

(3) 教具準(zhǔn)備.傳統(tǒng)物理教學(xué)以高效為借口，以“教師實(shí)驗(yàn)”演示為主.“助產(chǎn)術(shù)”教學(xué)設(shè)計(jì)，主張“手腦兼用”，以“學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)”為主，所以教具成為重要的物理學(xué)習(xí)準(zhǔn)備條件.為每個學(xué)生提供動手的機(jī)會，是教具準(zhǔn)備的主要目標(biāo).本節(jié)課需要準(zhǔn)備：干電池若干、開關(guān)1個、導(dǎo)線若干、電流表、電壓表、滑動變阻器、定值電阻(3個，阻值不同)、小燈泡、電飯鍋、教學(xué)PPT、手機(jī)、希沃投屏軟件.

2 “助產(chǎn)術(shù)”式教學(xué)的流程設(shè)計(jì)

“助產(chǎn)術(shù)”式教學(xué)流程圖如圖1所示.

圖1

3 教學(xué)過程設(shè)計(jì)

3.1 起疑設(shè)問，“真問題”導(dǎo)入

布置學(xué)生提前預(yù)習(xí)，發(fā)現(xiàn)與本課知識關(guān)聯(lián)的現(xiàn)實(shí)問題，確認(rèn)學(xué)生的知識“盲點(diǎn)”——真問題，“誘導(dǎo)”學(xué)生深入“對話”的欲望，作為本課教學(xué)的起點(diǎn).

學(xué)生問題1：小李同學(xué)問，用自購的電學(xué)實(shí)驗(yàn)器材包組裝電路時發(fā)現(xiàn)，接兩節(jié)干電池明顯比一節(jié)亮，這是為什么？

生答：電流跟電壓有關(guān)系，且電壓越大電流越大，因?yàn)殡妷菏切纬呻娏鞯脑?

學(xué)生問題2：小王同學(xué)問，在開教室里的電風(fēng)扇時，為什么旋動電風(fēng)扇調(diào)速器時電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速就不一樣呢？

生答：電流跟電阻有關(guān)系，且電阻越大，電流越小，所以轉(zhuǎn)速就不一樣，因?yàn)殡娮枋菍?dǎo)體對電流的阻礙作用.

師總結(jié)：原來電壓和電阻是導(dǎo)致電流變化的兩個因素， 電壓、電阻相當(dāng)于自變量，電流相當(dāng)于因變量.

學(xué)生問題3：當(dāng)我們研究某個量跟另外兩個因素關(guān)系的時候，我們通常采用什么研究方法最便捷？

生答：控制變量法.

教師反詰4：我們曾用過控制變量法嗎？什么時候用過？如何具體實(shí)施控制？

生答：研究壓力的作用效果跟壓力和受力面積的關(guān)系；研究蒸發(fā)的快慢跟溫度、表面積、液體表面空氣的流速的關(guān)系等.

生答：兩步，第1步保持電阻不變，研究電流和電壓的關(guān)系；第2步保持電壓不變，研究電流和電阻的關(guān)系.

問題5：該如何研究它們的關(guān)系？

生答：先設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖然后做實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究.

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生在生活觀察中，發(fā)現(xiàn)物理知識與現(xiàn)實(shí)生活的關(guān)聯(lián)，依循學(xué)生已學(xué)知識、已有經(jīng)驗(yàn)——電流、電壓、電阻3個電學(xué)基本物理量的知識，引發(fā)師生對話：3個物理量是彼此不相干的，還是有著內(nèi)在的聯(lián)系？5個問題的連環(huán)設(shè)計(jì)，是為引起學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)欲望，同時，讓學(xué)生在“問題環(huán)”的誘導(dǎo)下，一步步深入思考，運(yùn)用所學(xué)知識完成一次認(rèn)知躍升.

3.2 激疑探問 ，“真實(shí)驗(yàn)”助解

探究學(xué)習(xí)1.導(dǎo)體中的電流與該導(dǎo)體兩端的電壓有什么關(guān)系？

物理學(xué)中要探究電流和電壓的關(guān)系，通常的做法是給學(xué)生一段導(dǎo)體、電源、開關(guān)和導(dǎo)線，這樣就能產(chǎn)生電流和電壓(顯示圖2).

圖2

問題1：導(dǎo)體就是用電器，該選用電飯鍋、電燈，還是定值電阻?為什么？

生答：盡量不要選用電飯鍋，因?yàn)殡婏堝佌９ぷ鲿r的電壓是220 V，低于這個電壓電飯鍋將不能正常工作,另外對人體安全的電壓是不高于36 V，如果在家庭電路電壓下工作會非常危險(xiǎn).

問題2：為什么不使用電燈？

生答：燈泡工作時電阻隨溫度的升高而增大，而本次探究要保持電阻不變.

問題3：定值電阻呢？

生答： 定值電阻受溫度影響較小，所以研究對象我們選定值電阻.

師：顯示圖3.

圖3

問題4：還需要什么器材？

生答：電流表和電壓表，用電流表測電流，用電壓表測電壓，才能有數(shù)據(jù).

師：顯示圖4.

圖4

問題5：請問同學(xué)，這樣的電路能完成探究嗎？

生答：不能，因?yàn)橹荒茱@示一次對應(yīng)的電流和電壓值，無法多次測量尋找普遍規(guī)律.

問題6：如何解決？

生答：改變干電池的節(jié)數(shù).(顯示電路如圖5)

圖5

問題7：這樣做法確實(shí)能實(shí)現(xiàn)多次測量，還有沒有其他的設(shè)計(jì)方案？

生答：實(shí)驗(yàn)次數(shù)有限，另外每次都要重新連接電路.

問題8：那有沒有更好的辦法？

生答：用滑動變阻器，通過改變滑動變阻器的阻值從而改變定值電阻兩端的電壓，既方便又可以增加實(shí)驗(yàn)次數(shù).

師：顯示電路圖6.

圖6

師總結(jié)：經(jīng)過同學(xué)們的不懈努力，我們終于完成了電路的設(shè)計(jì).感謝同學(xué)們的出謀劃策.

設(shè)計(jì)意圖：本活動設(shè)計(jì)從圖2→圖3→圖4→圖5→圖6直觀演示了知識產(chǎn)生的全過程，讓學(xué)生體驗(yàn)到學(xué)習(xí)的意義和價(jià)值.學(xué)習(xí)，就是一種知識的煉制活動，知識從來不是個體一次就能掌握、一次就能獲得的，更不是老師給予的，是靠自己探究獲得的.此次探究活動共設(shè)計(jì)了 8個問題，始終圍繞物理情境、生活場景進(jìn)行思考，運(yùn)用知識分析解決實(shí)際問題.知識本來就離不開情境，離不開生活，創(chuàng)設(shè)激發(fā)學(xué)生內(nèi)驅(qū)力的學(xué)習(xí)情境，通過層層遞進(jìn)的問題探究，讓學(xué)生體驗(yàn)獲得知識的成就感和自信心，強(qiáng)化科學(xué)探究素養(yǎng)培育.

3.3 質(zhì)疑追問，“真場景”求解

探究學(xué)習(xí)2.導(dǎo)體中的電流與該導(dǎo)體電阻有什么關(guān)系？ 探究電流和電阻的關(guān)系，我們同樣選擇這張電路圖，但至少要更換3次定值電阻，同時要注意保持電壓不變.

問題1：接下來我們來設(shè)計(jì)一下記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格如表1所示，首先是探究電流與電壓的關(guān)系，同學(xué)們這個表格里要填什么數(shù)據(jù)呢？要注意些什么問題呢？

表1 (電阻R=______Ω不變)

生答：至少測3次，物理量后面直接寫了單位，那么等會記錄數(shù)據(jù)的時候就不再需要寫單位了，另外第1張表格里請你選擇一個認(rèn)為合適的定值電阻保持不變填在表格里，同時注意表格里自變量是電壓，電流是因變量.

問題2：探究電流與電阻關(guān)系的表格呢？

生答：第2張表格(如表2所示)里每次實(shí)驗(yàn)要確定一個不變的電壓，電阻是自變量，電流是因變量.

表2 (電壓U=________V不變)

設(shè)計(jì)意圖： 在此，應(yīng)以小組合作學(xué)習(xí)形式為佳，教師以“提醒”的方式現(xiàn)場教學(xué).讓學(xué)生通過小組交流，相互取長補(bǔ)短、錘煉思維，將所學(xué)知識進(jìn)行融合、前后貫通、綜合運(yùn)用，將思維向縱深發(fā)展，延展思維的深度，這樣的思維培養(yǎng)方式符合物理核心素養(yǎng)的“物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”培育方向.

3.4 多元評估，“真數(shù)據(jù)”求證

小組合作，共同探究.學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，兩位學(xué)生分成一組(如圖7)，實(shí)驗(yàn)器材有電池盒、開關(guān)、電阻(3個不同定值電阻)、導(dǎo)線若干、電流表、電壓表、滑動變阻器，每位學(xué)生有一份記錄學(xué)案，先在學(xué)案上畫出圖6，然后分組的兩位學(xué)生一起根據(jù)圖6連接完整電路，先完成表3的探究，一位學(xué)生負(fù)責(zé)操作，另一位學(xué)生記錄數(shù)據(jù)，完成表4探究時兩位學(xué)生互換操作.

圖7

表3 (電阻R= 5 Ω不變)

表4 (電壓U= 2.0 V不變)

技術(shù)加持，精準(zhǔn)示范.教師在實(shí)驗(yàn)的過程中可以利用希沃投屏軟件手機(jī)直播任意一組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作，并在學(xué)案上拍照取證學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).

適時引導(dǎo)，科學(xué)求證.教師引導(dǎo)和提醒學(xué)生，在實(shí)驗(yàn)過程中，電路閉合時間不能過長，讀取數(shù)據(jù)后要斷開開關(guān)，以防通電時間長導(dǎo)致電阻發(fā)熱帶來測量誤差；測量組數(shù)多少可根據(jù)時間而定，時間充足就多測幾組，但至少要測量3組；讓學(xué)生調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，盡量使電阻兩端的電壓成整數(shù)倍變化.

設(shè)計(jì)意圖： 科學(xué)探究是培養(yǎng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要路徑.因?yàn)榭茖W(xué)探究的能力必須通過一定的科學(xué)活動才能得到.物理實(shí)驗(yàn)是目前為止比較有效、比較靠譜的科學(xué)活動.讓學(xué)生親身參與實(shí)驗(yàn)過程，親自動手做實(shí)驗(yàn)，是為了讓他們經(jīng)歷與科學(xué)工作者相似的探究過程,從而領(lǐng)悟科學(xué)探究方法,發(fā)展科學(xué)探究能力.小組合作進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn),更能加強(qiáng)師生互動,加強(qiáng)生生交流,一起體驗(yàn)科學(xué)探究的各個環(huán)節(jié)和不同方法,營造“大膽猜測，小心求證”的民主學(xué)術(shù)環(huán)境，從而整體提升學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和責(zé)任.

3.5 綜合設(shè)計(jì)，“真反饋”修正

先分析表1.

師問：你們發(fā)現(xiàn)了電流與電壓是什么關(guān)系(投屏幾組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù))？

生答：當(dāng)電阻一定時，電壓越大，電流也越大.

師問：仔細(xì)研究一下表3數(shù)據(jù)，你還有更進(jìn)一步的發(fā)現(xiàn)嗎？

生答：我發(fā)現(xiàn)電流與電壓成正比.

師說：其實(shí)物理學(xué)上要尋找兩個物理量的關(guān)系的第2種方法就是采集多組數(shù)據(jù)后繪制成圖像.

師問：發(fā)現(xiàn)圖像(圖8)有什么特點(diǎn)？說明了什么？

圖8

生答：發(fā)現(xiàn)I-U圖像是條過原點(diǎn)的直線，再次證明了：電阻一定時，電流與電壓成正比.

分析表2，電壓不變時，電流與電阻成反比.

師問：看表4數(shù)據(jù)，你發(fā)現(xiàn)電流與電阻的關(guān)系了嗎？

生答：發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓一定時，電阻越大，電流越小.

師問：仔細(xì)研究一下數(shù)據(jù)，你還有更進(jìn)一步的發(fā)現(xiàn)嗎？

生答：電壓一定時，電流與電阻成反比.

師說：如果學(xué)生課后有時間可以采集多組數(shù)據(jù)，從而采用圖像法(圖9)來探究兩者的反比關(guān)系.

圖9

分析歐姆定律：

把學(xué)生們得到的兩個分步結(jié)論合二為一，那就是歐姆定律.由于這個規(guī)律最早是德國物理學(xué)家歐姆發(fā)現(xiàn)的，因此人們?yōu)榧o(jì)念他，把這個定律稱作歐姆定律.如果最早是我們哪一位同學(xué)發(fā)現(xiàn)的，那么我們就可以叫它某某定律了.現(xiàn)在沒有發(fā)現(xiàn)定律，是因?yàn)檫€沒有足夠的知識和能力儲備，但通過今天這節(jié)課，我們是不是獲得了一些“生產(chǎn)知識”的方法和技能呢？請同學(xué)試試自己提煉本節(jié)課內(nèi)容.

學(xué)生總結(jié)提煉歐姆定律的內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與該導(dǎo)體的電阻成反比.數(shù)學(xué)表達(dá)式I=U/R.

學(xué)習(xí)評估：通過本次探究實(shí)驗(yàn)?zāi)氵€有沒有什么遺憾和感想？譬如(1) 比較你所在小組提出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論與其他小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)論有什么差別？(2) 分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論與開始的假設(shè)有什么差異？(3) 分析產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差的原因？以此作為出發(fā)點(diǎn)，圍繞著學(xué)生“自己的錯誤”而進(jìn)一步展開實(shí)驗(yàn)改進(jìn)措施.

設(shè)計(jì)意圖：遵循立足學(xué)科素養(yǎng)、突出科學(xué)思維培養(yǎng)的原則.在對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時，教師引導(dǎo)學(xué)生清晰、系統(tǒng)地重新審視理論模型的建構(gòu)過程，反思哪些因素被忽略，并做出解釋，使學(xué)生更加深刻地理解物理概念和規(guī)律，更加準(zhǔn)確地解釋自然現(xiàn)象.同時，在“歐姆定律”問題解決過程中，學(xué)生逐漸養(yǎng)成從多個視角審視和檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的思維習(xí)慣，提高學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)，認(rèn)識到物理學(xué)是人類認(rèn)識自然的方式之一.

4 教學(xué)反思

毋庸置疑，教學(xué)是藝術(shù)和技術(shù)的統(tǒng)一.“助產(chǎn)術(shù)”式教學(xué)策略，更多是師生有關(guān)“知識對話”技術(shù)的改進(jìn)，而教室話語與學(xué)力差異的研究，以及教學(xué)場所支持與促進(jìn)的環(huán)境營造探究，還有待改進(jìn)，這是今后改進(jìn)的方向.

回看“助產(chǎn)術(shù)”式教學(xué)設(shè)計(jì)，教師充任的是導(dǎo)演角色，改進(jìn)學(xué)習(xí)路徑，改善學(xué)習(xí)情境.學(xué)生能自己解決的，教師決不干預(yù)；學(xué)生能自己驗(yàn)證的，教師決不插手.其實(shí)踐表征有3點(diǎn)：其一是以問促問，先問后答.整個教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師不“預(yù)設(shè)”問題，更不“預(yù)設(shè)”觀點(diǎn)和結(jié)論.先“等一等”學(xué)生憤悱狀態(tài)，相信學(xué)生“疑難能自覺、高精能自探”的能力，旁觀學(xué)生“解答”過程，力促學(xué)生自己得出答案；其二是以猜促問，先猜后證，求證中產(chǎn)生新問題.杜威主張，學(xué)校所組織的經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)當(dāng)選擇與學(xué)問性經(jīng)驗(yàn)、校外的社會、公共生活的倫理有連續(xù)性的經(jīng)驗(yàn).老師只要營造寬松的思維環(huán)境，先“藏一藏”實(shí)驗(yàn)教具，讓學(xué)生用自己的“學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)”猜證、反思、探索，實(shí)驗(yàn)求證；其三是以疑促問，先疑后驗(yàn).教師將各種物理知識變成“疑問”，然后將疑問扔給學(xué)生，把猜疑、證疑的空間留給學(xué)生，將答案“留一留”，幫助學(xué)生找準(zhǔn)物理學(xué)習(xí)難點(diǎn)的突破方向，將答案的驗(yàn)證權(quán)交給學(xué)生.

所以說，“助產(chǎn)術(shù)”式教學(xué)策略，強(qiáng)調(diào)知識權(quán)力的分散，師生在知識面前是平等的.其教學(xué)信念：教為不教，學(xué)為自得.對于學(xué)生而言：提出問題永遠(yuǎn)比解出答案更重要，會求證比會答題更重要.

總之，“助產(chǎn)術(shù)”式教學(xué)設(shè)計(jì)，始于學(xué)生自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)經(jīng)歷，營造“真問題、真實(shí)驗(yàn)、真場景、真數(shù)據(jù)”的學(xué)習(xí)環(huán)境，以“起疑—激疑—質(zhì)疑—求證—反思”的學(xué)習(xí)路徑，形成能動的、主體性學(xué)習(xí).培養(yǎng)科學(xué)思維，滲透創(chuàng)新探究精神，化知識為能力，化學(xué)習(xí)為品格，最終指向?qū)W科素養(yǎng)的提升，回歸教育本源的人性關(guān)懷的教育教學(xué)實(shí)踐.