段波宇 海明蘭 王騁

摘? ?要：“四級(jí)三階段”是指實(shí)驗(yàn)類物理課程普適的一種物理教學(xué)模型，“四級(jí)”指生活、問(wèn)題、實(shí)驗(yàn)、原理；“三階段”指生活到問(wèn)題、問(wèn)題到實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)到原理。在學(xué)生原有認(rèn)知的基礎(chǔ)上，根據(jù)日常生活中的例子，啟發(fā)思考進(jìn)行提問(wèn)，逐層設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究，分析歸納物理原理。文章以“四級(jí)三階段”的教學(xué)模型為指導(dǎo)，對(duì)“電磁鐵 電磁繼電器”一節(jié)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：四級(jí)三階段;教學(xué)模型;電磁繼電器

引言

物理學(xué)是基于觀察和實(shí)驗(yàn)，通過(guò)建構(gòu)物理模型，利用科學(xué)推理和論證，形成系統(tǒng)的研究方法和理論體系的基礎(chǔ)性學(xué)科?！读x務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》提出，物理課程要從生活走向物理，從物理走向社會(huì)，注重科學(xué)探究，突出問(wèn)題導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生不斷探索，倡導(dǎo)教學(xué)方式多樣化 [ 1 ]。初中階段的學(xué)生對(duì)事物具有較強(qiáng)的好奇心，思維開(kāi)闊喜歡提問(wèn)，善于通過(guò)動(dòng)手獲取知識(shí)。“四級(jí)三階段”層層遞進(jìn)，生活、問(wèn)題、探究并存的教學(xué)過(guò)程十分契合物理學(xué)科特性、學(xué)生特點(diǎn)和新課標(biāo)的要求。為優(yōu)化教學(xué)實(shí)踐，進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，本文以“四級(jí)三階段”教學(xué)模型為理論指導(dǎo)對(duì)“電磁鐵 電磁繼電器”一節(jié)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，對(duì)“電磁繼電器”片斷詳細(xì)描述突出該教學(xué)模型的特點(diǎn)。

1? ?“四級(jí)三階段”簡(jiǎn)介

建構(gòu)主義理論認(rèn)為學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者基于原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)生成意義、建構(gòu)理解的過(guò)程，張震[ 2 ]指出學(xué)生要積累生活活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)，在親自探究和解決問(wèn)題的過(guò)程中習(xí)得學(xué)習(xí)方法，在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行教學(xué)，在實(shí)踐中促進(jìn)教學(xué)。劉天罡[ 3 ]鼓勵(lì)學(xué)生將物理思想融入生活，提高實(shí)驗(yàn)課的比重。 “四級(jí)三階段”教學(xué)法明確提出，物理教學(xué)是實(shí)際生活、問(wèn)題思考、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、原理呈現(xiàn)的知識(shí)建構(gòu)過(guò)程，并遵循循序漸進(jìn)、由淺入深的規(guī)律。筆者對(duì)物理教學(xué)展開(kāi)新的思考，提出了“四級(jí)三階段”的物理教學(xué)模型，其流程圖如圖1所示。

在“四級(jí)三階段”的物理教學(xué)模型中，四級(jí)分別為生活、問(wèn)題、實(shí)驗(yàn)和原理，三階段分別為生活到問(wèn)題、問(wèn)題到實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)到原理，國(guó)家教育現(xiàn)狀、學(xué)生身心發(fā)展特點(diǎn)以及物理學(xué)科特征是“四級(jí)三階段”物理教學(xué)思想形成的前提條件。教學(xué)第一階段：教師根據(jù)學(xué)生對(duì)生活的求知欲和好奇心引導(dǎo)提問(wèn)；教學(xué)第二階段：教師針對(duì)問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究；教學(xué)第三階段：根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析歸納物理原理。三個(gè)階段既相互獨(dú)立，又是相互依存，第一階段是第二、三階段的基礎(chǔ)，第三階段是第一、二階段的深化和升華。

2? ?“電磁鐵 電磁繼電器”教學(xué)設(shè)計(jì)思路

2.1? 基于“四級(jí)三階段”教學(xué)模型設(shè)計(jì)教學(xué)的適用性分析

2.1.1 學(xué)生的認(rèn)知水平和教師的教學(xué)能力[ 4 ]

皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展理論指出，初中階段的學(xué)生已經(jīng)能夠采用推理、歸納和演繹的方式來(lái)解決問(wèn)題。同時(shí)新課標(biāo)的提出也要求教師不能簡(jiǎn)單地將知識(shí)灌輸給學(xué)生，要向“創(chuàng)造型”的教師方向發(fā)展?！八募?jí)三階段”的教學(xué)法以日常生活引發(fā)學(xué)生思考，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證后得出最終結(jié)論，有利于學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦配合學(xué)習(xí)。

2.1.2 物理的學(xué)科特性和教材的編排邏輯

人教版教材將本節(jié)內(nèi)容劃分為電磁鐵、電磁鐵磁性和電磁繼電器三個(gè)部分，即按照物體、物體屬性和物體的實(shí)際應(yīng)用由淺入深的邏輯順序編排，并以生活例子、實(shí)驗(yàn)貫穿整節(jié)內(nèi)容。為進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)，可以在教材編排的基礎(chǔ)上與“四級(jí)三階段”教學(xué)模型結(jié)合，以生活例子引出物體，并結(jié)合物理學(xué)科以實(shí)驗(yàn)為主的特點(diǎn)探究物體屬性，最后在原理總結(jié)中發(fā)現(xiàn)物體的實(shí)際運(yùn)用。

綜上所述，從學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平、教師的教學(xué)能力、物理的學(xué)科特性和教材的編排邏輯四個(gè)層面看“四級(jí)三階段”的教學(xué)模型適合本節(jié)課的物理課堂教學(xué)設(shè)計(jì)。

2.2? 教學(xué)流程

基于“四級(jí)三階段”的物理教學(xué)模型對(duì)物理九年級(jí)第二十章第3節(jié)“電磁鐵 電磁繼電器”進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，具體流程圖如圖2所示。

3? 教學(xué)案例片斷

教學(xué)片段：電磁鐵的運(yùn)用——電磁繼電器

設(shè)計(jì)理念：電磁繼電器內(nèi)容雖然單一，但學(xué)生容易一知半解，因此從生活例子入手，提出簡(jiǎn)單直接的問(wèn)題，并在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行簡(jiǎn)單建模，將電磁繼電器實(shí)物用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)圖表述，便于學(xué)生觀察構(gòu)造和學(xué)習(xí)工作原理，有利于學(xué)生更快接受知識(shí)。

【一級(jí)：生活】

教師活動(dòng)：展示工人師傅利用按鈕輕松控制巨大機(jī)器的圖片和視頻，如圖3所示。

學(xué)生活動(dòng)：思考，為什么能靈活操作機(jī)器。

【二級(jí)：?jiǎn)栴}】? 按鈕怎么能輕松控制機(jī)器，它是如何工作的？

【三級(jí)：實(shí)驗(yàn)】? 電磁繼電器工作實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)器材：小燈泡2個(gè)、導(dǎo)線若干、電源2個(gè)、電磁繼電器1個(gè)。

實(shí)驗(yàn)步驟：根據(jù)線路圖連接實(shí)驗(yàn)儀器，如圖4a所示。

教師活動(dòng)：進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，控制開(kāi)關(guān)S1、S2通過(guò)小燈泡L1、L2亮滅來(lái)展示電磁繼電器工作情況。

學(xué)生活動(dòng)：閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，小燈泡L1亮，繼電器工作；閉合開(kāi)關(guān)S2，打開(kāi)開(kāi)關(guān)S1，小燈泡L2亮，繼電器不工作。

【四級(jí)：原理】

教師活動(dòng)：帶領(lǐng)學(xué)生將實(shí)物逐步簡(jiǎn)畫(huà)為結(jié)構(gòu)圖（如圖5所示），講解電磁繼電器的構(gòu)造和原理。

電磁繼電器是由電磁鐵、銜鐵、彈簧、觸點(diǎn)組成，利用低電壓、弱電流的通斷，來(lái)間接地控制高電壓、強(qiáng)電流電路通斷的裝置。當(dāng)較低的電壓加在接線柱D、E兩端，較小的電流流過(guò)線圈時(shí)，電磁鐵把銜鐵吸下，使B、C兩個(gè)接線柱所連接的觸點(diǎn)接通，較大的電流就可以通過(guò)B、C帶動(dòng)工作。

學(xué)生活動(dòng)：自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。

延伸活動(dòng)：介紹電磁鐵的其他應(yīng)用——磁懸浮列車。

磁懸浮列車（如圖6所示）在每節(jié)車廂“底盤(pán)”和鐵軌上布置鐵體，磁極相對(duì)，通電后產(chǎn)生磁力相互作用讓列車懸浮在空氣上與鐵軌道表面無(wú)接觸，列車與軌道形成行波磁場(chǎng)，加速推動(dòng)列車前進(jìn)，通過(guò)改變電磁鐵的磁極來(lái)實(shí)現(xiàn)磁懸浮列車的加速與減速。

4 總結(jié)

基于“四級(jí)三階段”的物理教學(xué)法就“電磁鐵 電磁繼電器”一節(jié)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，根據(jù)“層級(jí)”劃分“階段”，設(shè)置教學(xué)過(guò)程，最終使學(xué)生掌握電磁鐵、影響電磁鐵磁性因素和電磁繼電器的內(nèi)容。“四級(jí)三階段”的教學(xué)法不僅僅是四個(gè)層級(jí)、三個(gè)階段的簡(jiǎn)單劃分，“生活到問(wèn)題”貫穿觀察與問(wèn)題思考；“問(wèn)題到實(shí)驗(yàn)”涉及模型的建立、推理猜測(cè)與動(dòng)手實(shí)踐；“實(shí)驗(yàn)到原理”包含歸納總結(jié)、推理驗(yàn)證等物理方法。四級(jí)層層遞進(jìn)，三階段環(huán)環(huán)相扣，每個(gè)過(guò)程都符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平，有利于提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，符合核心素養(yǎng)的要求。

參考文獻(xiàn)：

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