基于“伏安特性曲線”的英國課堂教學觀察

蔣曉霞

（宜興市和橋高級中學，江蘇 宜興 214211）

在我國中學物理中，“小燈泡的伏安特性曲線”是高二物理“電流”一章中的重要內(nèi)容，學生學齡為17歲左右.教學要求是學生通過實驗探究的方式，通過對電路中燈泡電流、電壓的測量、繪制出相應的I-U或U-I圖線，知道小燈泡伏安特性曲線是一條非線性曲線并能解釋形成曲線的原因.學時為2課時.教學方法主要是學生分組實驗和教師講授.在教學中，我們發(fā)現(xiàn)該電路中滑動變阻器的分壓接法及對曲線的理解和應用是學生學習的難點，所以許多學生在安排的時間內(nèi)無法完成實驗，對曲線包含的物理意義也一知半解.

2013年6月筆者有幸參加了無錫市理化生科學教師赴英培訓活動，為期3周.在英國培訓期間，我們被安排在不同的學校.筆者所在的學校是Great Baddow High School.該校是一所公立學校，有1200名左右學生，學生年齡從11歲到18歲，每個年級約有250名學生.每個班不超過30個學生.從科學學科來講，11歲到14歲學習科學學科，14歲到16歲則分別學習物理、化學、生物3門學科，16歲參加全國GCSE統(tǒng)考，統(tǒng)考過后大約有一半學生進入社會，另一半則選擇A-LEV，學時為2年，18歲參加全國高考.學A-LEV的學生可以自由選科，一般選4門，其中選物理的學生比較少，尤其是女生.筆者觀察到的一個班級只有7～8個學生.但是，物理并不是少數(shù)人的專利，同一個知識點會在不同年齡段出現(xiàn)，并且隨著年齡增長逐漸提高教學要求.例如，“小燈泡伏安特性”的內(nèi)容，在筆者培訓期間就有多個年齡的學生在學，只不過各學段的教學要求是不同的.他們所采用的教學方法和教學手段也跟國內(nèi)有較大的差別.下面就筆者所觀察到的該校情況作一介紹.

1 適合不同年齡段的研究性教學

“培養(yǎng)獨立學習者”是英國科學教育追求的一個重要目標.“要像科學家一樣思考和行動”、“學生不是進入高中后就神奇地轉變成獨立的學習者”（來自英國STEM項目介紹）.在學校聽課期間，發(fā)現(xiàn)14歲的小朋友就已經(jīng)會用圖表記錄數(shù)據(jù)并學習用電腦繪制圖線.他們從教師那里領取電腦，熟練地從Google中找到相應地課件，根據(jù)其提供的電路，輸入不同的電流，生成相應的電壓，然后把這些模擬的數(shù)據(jù)輸入相關軟件，就自動生成了I-U圖線.而對于16歲的學生，他們第1節(jié)課被要求按照電路圖連接成實物電路，記下實驗時室內(nèi)的溫度和實驗的初始電流、電壓值.然后讓電流從5.0mA到50mA發(fā)生變化，分別讀取相應的電壓值并記錄在自己設計的表格中，并算出每次小燈泡的電阻值.到第2節(jié)課，學生需要將這些數(shù)據(jù)畫在相應的坐標系中，得到對應的I-U圖線.到17歲的時候，選學A-LEV的學生要用以上方法得到二極管的I-U圖線.同時，會有更具挑戰(zhàn)意義的要求，那就是如何將二極管的I-U圖線化曲為直.為此，他們的物理教師要專門安排1節(jié)課的時間練習數(shù)學對數(shù)運算，為他們處理物理圖線作好準備.接著再讓學生對自己收集到的數(shù)據(jù)進行對數(shù)處理，再畫出lnI-U圖線，最后得到一條傾斜直線.在電路連接中，他們并沒有過分強調(diào)滑動變阻器的分壓接法，而是使用了限流接法.從這些觀察可以看出，學生的學習很好地遵循了循序漸進的原則.哪怕是沒有進入高中的學生，也學到了基本的物理思想和方法.而參加高考的學生，對物理規(guī)律作進一步研究也具備了應用的基礎.另外，學生每節(jié)課（英國1節(jié)課是1h）的效率似乎較低，但從學生對電路的連接及數(shù)據(jù)的采集、表格的繪制、圖線的描繪來看，其訓練是充分且有效的.每節(jié)課的大部分時間學生都在參與活動，這對學生今后可能從事的研究工作來看，其影響是深遠的.

2 跨學科教學是英國課堂教學的又一特色

英國課堂中，電腦技術、數(shù)學知識和語言表達的要求是滲透在每1節(jié)課中的.首先是電腦，英國學生很小就開始使用電腦來幫助他們學習了.我們在1所小學里發(fā)現(xiàn)7歲的小朋友在學習用電腦編程制作動畫.筆者所在的學校每個教室都配有電腦，可以隨時供學生使用.教師也在用電腦播放他們的幻燈片和教學視頻.電腦在教學上的普及的確令人贊嘆.可以說，英國課堂完全離不開電腦.再說數(shù)學，雖然學生在數(shù)據(jù)運算時頻繁使用計算器，但數(shù)學在科學課的學習道路上始終是一股重要的推動力.前面提到的將圖像化曲為直的過程，就必須借助對數(shù)知識才能完成.為此，在畫lnI-U圖線之前，他們的物理教師專門給學生上了1堂關于對數(shù)運算的數(shù)學課.至于語言表達，這是學校對所有任課教師及學生提出的基本要求.在物理教室就貼有1張來自學校的告知書，要求教師表達時不能用口語，要注意語法的使用等.而從學生的家庭作業(yè)和考試要求來看，更多的是長篇的敘述或論述，而不只是簡單的選擇、填空或數(shù)學運算.這和他們強調(diào)的要學會交流、表達和辯論是一致的，這樣，在語言課上，他們就不需要花過多的時間來朗讀、背誦或?qū)懽?實用性才是英國的教育追求的境界.

3 師生的合作互助關系和良好的課堂環(huán)境

“來自最優(yōu)秀高中的一些好經(jīng)驗”中提到，“師生關系應該是成年人——年輕的成年人關系，而不是類似家長——孩子關系”.學生喜歡“平易近人、關心學生、充滿熱情”的教師，喜歡“課堂里有互動和辯論的機會”，喜歡“課堂里有好的學習氛圍”.反之，他們不喜歡“被像小孩一樣對待”，不喜歡“枯燥無聊”的課堂.這些，在筆者所聽的近25節(jié)課中也得到了印證.Great Baddow High School在英國算不上最好的學校，但是課堂秩序很好，并不像傳言中那么亂糟糟、鬧哄哄，學生隨時可以向教師提問，教師也經(jīng)常留問題給學生思考、討論并發(fā)表意見.師生對話非常平等，教師上課也是采用談話的方式，完全沒有居高臨下的姿態(tài).這所學校只有兩個物理教師，其中1位是Dr.White，即將退休，每天都有4節(jié)左右的課，所教學生從11歲到18歲.工作量很大，好幾次都覺得他累得路都走不動了.但是在他的課堂里，始終充滿著對學生的熱情和耐心.他帶不同年齡的學生做著各種各樣的物理實驗，努力引導學生理解各種物理現(xiàn)象.每節(jié)物理課，學生都在不斷地觀察、思考、動手、提問，從表情上看得出，他們的學習是輕松、快樂的.而Dr.White總是很有耐心地回答學生的提問、幫助那些實驗不順利的學生，還不時地過來和我們打招呼、解釋我們的疑問.這樣的課堂，沒有師道尊嚴，只有友好的交流；沒有管教和約束，只有平等和相互尊重.

4 細致周到的學習評價

“英國學生怎么考試？”這是我們很多人的疑問.其實，英國教師對學生的評價是細致而周到的.并不完全通過1份考卷來作評價.例如，在物理實驗方面，就有1份詳細的考核標準.這份標準包括實驗的計劃、測量和分析3部分，每1部分都有具體的評價指標.教師會對每個學生作出認真負責的評價，并給出不同的成績，以此激勵和促進學生不斷提高.另外，英國學生也經(jīng)常要接受考查或考試.Dr.White告訴我們，1單元結束后學生都會有1次檢測，在課堂上完成，每次考試約0.5h.筆者去的那幾天里，正好有1次這樣的考試，學生們一改平時自由隨意的狀態(tài)，每個人都在認真地答題，這時筆者覺得和國內(nèi)的學生沒有什么區(qū)別.值得一提的是，英國學生的成績除了有A、B、C、D、E這樣的等級以外，還會在等級的基礎上附加＋或者－號，例如成績?yōu)锳＋時，A指考試分數(shù)達到了A的標準，而＋的意思是平時的學習表現(xiàn)也很好.在很多時候，大家更看重后面的那個＋號.除了學習評價外，教師還會對學生作出行為上的考核.例如有個女生的1張考核表上，就列舉了該女生在校的一些“不良記錄”，如哪天她上課玩指甲了，哪天上課弄頭發(fā)了等等，學生也會每天隨身帶著這張表格以便家校聯(lián)系.

因此，從筆者的觀察來看，英國課堂教學更加注重知識學習的過程和實用性；對學生來說，更加注重個性、個體的發(fā)展.