初中電學(xué)難學(xué)、難教的案例研究

摘 要：初中電學(xué)難學(xué)、難教不光讓學(xué)生和新教師感到頭疼，連長(zhǎng)期從事畢業(yè)班教學(xué)的老師也感到困惑。本文從師生的角度出發(fā)，結(jié)合相關(guān)案例研究電學(xué)難學(xué)、難教的問(wèn)題，重演知識(shí)的發(fā)生過(guò)程。教師也只有以生為本，才能讓學(xué)生信服自己，學(xué)好電學(xué)。

關(guān)鍵詞：電學(xué)；難學(xué)；難教；以生為本

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2016）2-0021-5

1 前 言

初中電學(xué)作為物理學(xué)的起始學(xué)習(xí)知識(shí)，難學(xué)、難教已成為廣大師生的共識(shí)。學(xué)生從心理上畏懼，教師也感到頭疼。蘇科版物理教材相比較其他版本的教材，將電學(xué)放在初三的第13章到第16章，而不是在初二學(xué)習(xí)。雖然說(shuō)初三的學(xué)生在智力、心理等各方面都有了極大的發(fā)展，但是大部分教師對(duì)于如何快速讓學(xué)生跨入電學(xué)的大門(mén)，學(xué)好初中電學(xué)，為后續(xù)的高中學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，還是感到力不從心，收效甚微[1]。本文以相關(guān)教學(xué)案例，探究初中電學(xué)難學(xué)、難教的原因，并提出自己的一些建議。

2 教學(xué)案例分析

2.1 用電器被短路，“強(qiáng)扭的瓜不甜”

案例1 蘇科版九下第13章的第一節(jié)“被短路現(xiàn)象”的教學(xué)（如圖1）。

教師：請(qǐng)同學(xué)們注意觀察，如果老師將一根導(dǎo)線(xiàn)接在這個(gè)正在發(fā)光的燈泡兩端，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？

學(xué)生：燈泡不亮了。

教師：為什么燈泡不亮了？

學(xué)生猜想。

教師：電流不經(jīng)過(guò)燈泡，從正極出發(fā)，直接回到了電源負(fù)極。

評(píng)析 由于電流本身是抽象的，對(duì)初中生來(lái)說(shuō)很神秘，學(xué)生很難感知電流的流動(dòng)路徑。小燈泡被短路的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生只看到燈泡不亮了，學(xué)生雖然也猜想了，但對(duì)電流流動(dòng)路徑的認(rèn)識(shí)是基于老師的說(shuō)教，單調(diào)刻板，無(wú)法心服口服。造成了電學(xué)的入門(mén)困難，這也打擊了學(xué)生學(xué)習(xí)電學(xué)的信心，不利于后續(xù)的學(xué)習(xí)。

建議 學(xué)生在學(xué)完第二節(jié)電路連接的基本方式之后，已經(jīng)了解了串、并聯(lián)電路的電流流動(dòng)路徑，對(duì)電流已經(jīng)有了一定的認(rèn)識(shí)。如果將用電器被短路的現(xiàn)象放在本節(jié)研究，將會(huì)減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)難度。如圖2，由學(xué)生親自動(dòng)手將三只燈泡組成一個(gè)串聯(lián)電路，然后教師引導(dǎo)學(xué)生：如果將一根導(dǎo)線(xiàn)并聯(lián)在任意一只燈泡兩端，會(huì)看到什么現(xiàn)象？學(xué)生會(huì)看到被并聯(lián)的燈泡不亮了。燈泡不亮的結(jié)果是學(xué)生自己實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的。學(xué)生自然對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象沒(méi)有懷疑，主動(dòng)去猜想“為什么燈泡不亮了”。教師再展示flash課件，模擬演示電流路徑。比如，理解記憶燈泡被短路現(xiàn)象：把用電器比喻為消耗電能的“老虎”，電流比喻為我們，如果我們經(jīng)過(guò)“老虎”，就會(huì)被“吃掉”，學(xué)生恍然大悟，電流當(dāng)然不經(jīng)過(guò)小燈泡了！

2.2 用電壓表測(cè)電壓的方法不清楚

案例2 蘇科版電壓表使用的教學(xué)過(guò)程。

教師：請(qǐng)同學(xué)們自學(xué)完成信息快遞“使用電壓表的注意事項(xiàng)”。

教師：電壓表如何接入電路的？

學(xué)生：并聯(lián)。

教師：哪位同學(xué)給大家演示一下。

學(xué)生演示電壓表的接法。教師演示電壓表反接實(shí)驗(yàn)。

教師：你看到了什么現(xiàn)象？

學(xué)生：指針?lè)雌?/p>

教師：如果把電壓表直接接在電源兩端，可以嗎？

學(xué)生：可以。

評(píng)析 教師的授課確已完成了教材中電壓表使用的基本教學(xué)要求，但沒(méi)有總結(jié)出電壓表使用的更深層次的方法。一旦電壓表的兩個(gè)接線(xiàn)柱所接位置改變，學(xué)生可能會(huì)看不懂電壓表測(cè)的是哪個(gè)用電器兩端的電壓。將電壓表接在電源兩極，也只是看到了電壓表沒(méi)有損壞，教師沒(méi)有引導(dǎo)學(xué)生思考：為什么電壓表示數(shù)接近電源電壓。學(xué)生由于缺少動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，直接解決復(fù)雜問(wèn)題的能力仍然沒(méi)有形成，需要教師在習(xí)題課中反復(fù)練習(xí)。貌似新課改，實(shí)際上還是走的應(yīng)試教育的老路。并沒(méi)有有效地培養(yǎng)學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)探究能力，只是把學(xué)生當(dāng)作學(xué)習(xí)的機(jī)器，為考試而學(xué)習(xí)。

建議 電壓表教學(xué)中多給學(xué)生布置有階梯的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。如圖3，首先測(cè)量簡(jiǎn)單電路中燈泡L1兩端的電壓，然后將電壓表的接線(xiàn)柱由位置A改接到位置C。觀察電壓表指針的偏轉(zhuǎn)情況，明白電壓表不可反接的原因。再例如：2014年江蘇宿遷中考試題的第9題（如圖4所示），將電壓表左邊的負(fù)接柱沿著導(dǎo)線(xiàn)移動(dòng)到L2的左邊，電壓表右邊的正接線(xiàn)柱沿著導(dǎo)線(xiàn)移動(dòng)到L2的右邊，這樣電壓表的兩個(gè)接線(xiàn)柱就是并聯(lián)接在了L2的兩端，測(cè)L2兩端的電壓。注意：移動(dòng)只能沿著導(dǎo)線(xiàn)移動(dòng)，不可越過(guò)電源和用電器。

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圖3 學(xué)生實(shí)驗(yàn)任務(wù)電路圖 圖4 題圖

2.3 運(yùn)用類(lèi)比建構(gòu)電阻概念

案例3 電阻的教學(xué)，教材是通過(guò)直接給出概念，介紹電阻表示符號(hào)R和單位歐姆（Ω）。然后，教師要求學(xué)生按照影響電阻的因素（材料、長(zhǎng)度、粗細(xì)）分組研究。溫度對(duì)電阻的影響只通過(guò)“白熾燈不通電時(shí)的電阻大約為100歐，而通電時(shí)電阻高達(dá)1200歐”進(jìn)行簡(jiǎn)單的比較。教師直接告訴學(xué)生，燈絲的電阻隨著溫度的升高，也隨之變大。有少數(shù)學(xué)生通過(guò)其他課外資料的學(xué)習(xí)，小聲地講“半導(dǎo)體的電阻不是這個(gè)特點(diǎn)”，但教師“充耳不聞”，繼續(xù)介紹不同物質(zhì)的導(dǎo)電性能。

評(píng)析 電阻概念抽象，學(xué)生很難理解，直接告知學(xué)生，不作或只有很少地就“如何改變電流”作為鋪墊，會(huì)對(duì)部分學(xué)生造成這樣的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)：改變電源電壓，也能改變電流大小，電阻與電壓有關(guān)。電阻實(shí)驗(yàn)教師只是簡(jiǎn)單地介紹了控制變量法，就把實(shí)驗(yàn)時(shí)間交給了學(xué)生，沒(méi)有對(duì)學(xué)生的實(shí)際認(rèn)知水平有足夠的認(rèn)識(shí)。學(xué)生盲目地做實(shí)驗(yàn)，浪費(fèi)了寶貴的課堂時(shí)間，不易留下深刻印象。特別是當(dāng)有的同學(xué)提出“有些材料隨著溫度的升高，電阻變小”的結(jié)論時(shí)，教師為了按照自己的設(shè)計(jì)方案，選擇性地忽視學(xué)生的觀點(diǎn)。整個(gè)教學(xué)節(jié)奏太快，師生缺少互動(dòng)的時(shí)間，學(xué)生被老師攆著走。

建議 學(xué)生之前已經(jīng)掌握了運(yùn)用類(lèi)比方法認(rèn)識(shí)電流、電壓，對(duì)類(lèi)比研究方法并不陌生。教師應(yīng)充分利用學(xué)生的已有認(rèn)知突破現(xiàn)有的電阻概念的學(xué)習(xí)。以筆者所在學(xué)校為例，每當(dāng)周五放假的時(shí)候，學(xué)校門(mén)前的智慧路擁堵異常，學(xué)生對(duì)此苦不堪言，印象很深刻。將電阻和學(xué)生放學(xué)時(shí)候的交通擁堵進(jìn)行對(duì)比，能夠很好地起到理解電阻概念的作用。比如：把學(xué)生看作電流，問(wèn)學(xué)生如果這條路一直堵到你家門(mén)口，你覺(jué)得阻礙作用如何？學(xué)生立刻就理解了其他條件相同時(shí)，長(zhǎng)度越長(zhǎng)，阻礙作用就越大的結(jié)論。再比如，問(wèn)學(xué)生如果這條路擴(kuò)寬為現(xiàn)在的10倍，對(duì)你的阻礙作用又怎樣呢？同樣，也很好地理解了其他條件相同時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)越粗，電阻越小的結(jié)論。蘇科版教材雖然對(duì)“溫度對(duì)電阻的影響”降低了要求，但是當(dāng)有學(xué)生提出不同觀點(diǎn)的時(shí)候，教師同樣可以采用類(lèi)比沖突加深學(xué)生對(duì)溫度影響電阻的理解。

2.4 歐姆定律實(shí)驗(yàn)難探究

案例4 通過(guò)如何改變電流啟發(fā)學(xué)生，引入電壓、電阻對(duì)電流的影響教學(xué)不成功。

教師：如果電源電壓超過(guò)小燈泡能承受的最大電壓，我們?cè)趺崔k？

學(xué)生：串聯(lián)一個(gè)電阻。

教師：大家知道串聯(lián)一個(gè)電阻，燈泡中的電流變小了，燈泡兩端的電壓也改變了。那么，影響電流的因素有哪些呢？

學(xué)生：影響電流大小的因素有電壓、電阻。

教師：有哪些生活經(jīng)驗(yàn)支持你的猜想呢？

學(xué)生講述生活經(jīng)驗(yàn)。

評(píng)析 歐姆定律的引入采用教師誘問(wèn)的方式，學(xué)生順著教師的思路，貌似聯(lián)系生活實(shí)際，卻緊緊地硬拽著學(xué)生，將學(xué)生的思維空間限制在教師自己的教學(xué)設(shè)計(jì)中。電流的變化與電壓、電阻的思辨關(guān)系并未詳細(xì)涉及。學(xué)生樂(lè)于效仿物理學(xué)家，重演物理知識(shí)的產(chǎn)生過(guò)程。但是，教師采用簡(jiǎn)單的“問(wèn)答式教學(xué)”缺乏實(shí)驗(yàn)探究，束縛了學(xué)生對(duì)歐姆定律知識(shí)的學(xué)習(xí)。

建議 影響電流大小的因素有電壓和電阻。讓學(xué)生親力親為，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究引入如何改變電流大小，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)興趣和熱情。有的同學(xué)認(rèn)為設(shè)計(jì)電路如圖5（改變電池節(jié)數(shù)），也有的同學(xué)認(rèn)為設(shè)計(jì)如圖6。

學(xué)生自己親自完成實(shí)驗(yàn)并觀察現(xiàn)象，會(huì)產(chǎn)生這樣的認(rèn)識(shí)：選擇不同的電源電壓從而造成電流大小改變（圖5）；改變整個(gè)電路的阻值，也會(huì)造成電流大小改變，并且發(fā)現(xiàn)方案2的優(yōu)點(diǎn)是能連續(xù)調(diào)節(jié)電路中的電流大小。學(xué)生通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)改變電流的方法是改變電壓和電阻，這是學(xué)生自己探究的，不是教師用語(yǔ)言強(qiáng)加的，自然對(duì)影響電流大小的因素認(rèn)識(shí)更深刻。

案例5 學(xué)生在探究電流與電阻的關(guān)系時(shí)（如圖7），教師提醒學(xué)生如何改變電阻？甲同學(xué)：只要調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器就可實(shí)現(xiàn)改變電阻從而改變電流大小。學(xué)生這樣想，有其“合理”的原因，但教師并沒(méi)有繼續(xù)分析，而是讓另外一位成績(jī)較好的學(xué)生回答：將原來(lái)5歐姆的電阻換下來(lái)，再接上10歐姆的電阻。接下來(lái)教師要求學(xué)生按照控制變量法完成實(shí)驗(yàn)探究。

評(píng)析 學(xué)生通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)確實(shí)改變了電流表的示數(shù)，于是認(rèn)為調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器就可實(shí)現(xiàn)改變電阻從而改變電流大小。教師對(duì)學(xué)生的這一認(rèn)識(shí)并沒(méi)有作詳細(xì)分析，而是選擇成績(jī)較好的同學(xué)來(lái)回答自己的問(wèn)題，回避了學(xué)困生的思維障礙?？此平虒W(xué)過(guò)程很流暢，但學(xué)生的疑惑并沒(méi)有得到解決，對(duì)于改變電阻影響電流的變化規(guī)律并不能讓學(xué)生心悅誠(chéng)服。

建議 研究電流與電阻的關(guān)系，需要控制電阻兩端的電壓不變[2]。改變電阻教師可打比方“貍貓換太子”，貍貓和太子是不同的個(gè)體，改變電阻就是把原來(lái)的電阻R拿掉，換上新的電阻，再引導(dǎo)學(xué)生：“滑動(dòng)變阻器在電路中有什么作用呢？”學(xué)生恍然大悟，改變電阻不是改變滑動(dòng)變阻器的阻值，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的目的是要控制電阻兩端的電壓不變。然后，再讓學(xué)生重演實(shí)驗(yàn)過(guò)程。通過(guò)教師的引導(dǎo)，降低了研究電流與電阻關(guān)系的難度，對(duì)于學(xué)困生，能有效地保護(hù)他們學(xué)習(xí)電學(xué)的信心。

2.5 歐姆定律習(xí)題課分壓、分流規(guī)律難記憶

案例6 如圖8所示，若甲、乙兩表均為電壓表，閉合開(kāi)關(guān)S，兩表示數(shù)之比是4：1。若甲、乙兩表均為電流表，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，兩表示數(shù)之比是多少？

評(píng)析 此題涉及到電路連接方式，能否識(shí)得電表的作用是本題的第一個(gè)難點(diǎn)。學(xué)生在課堂上僅僅是看過(guò)教師對(duì)分壓、分流規(guī)律的板演過(guò)程，沒(méi)有親自推演，教材也沒(méi)有安排實(shí)驗(yàn)探究分壓、分流規(guī)律。表面上看，分壓、分流規(guī)律被淡化了，但江蘇省13市中考題每年都有，在當(dāng)前的考試大環(huán)境下，學(xué)生也只能硬著頭皮死記硬背。

建議 準(zhǔn)確理解分壓、分流規(guī)律，關(guān)鍵還是在于對(duì)歐姆定律知識(shí)的理解與掌握。串聯(lián)電路中的電流處處相等，所以通過(guò)每一個(gè)電阻的電流都是一樣的。根據(jù)歐姆定律I=U/R，可知U1/R1=U2/R2=U3/R3=……所以，串聯(lián)電路的電壓之比等于電阻之比，即串聯(lián)電路有分壓的特點(diǎn)（如圖9）。

為了便于學(xué)生記憶，還可以這樣類(lèi)比，如一家有兄弟好幾個(gè)，只有一鍋飯，當(dāng)然是長(zhǎng)得結(jié)實(shí)的兄弟多分點(diǎn)。各個(gè)電阻看作兄弟們，這鍋飯看作電源電壓，分壓和分飯進(jìn)行類(lèi)比，能活躍課堂氣氛，降低記憶難度。并聯(lián)電路各支路兩端的電壓是一樣的，同樣也可以將電流與河流類(lèi)比，主干河道的水流進(jìn)入各支流，分減了水流，并聯(lián)電路的電流有著同樣的分流規(guī)律。通過(guò)化抽象為形象，把看似刻板的分壓規(guī)律內(nèi)化為學(xué)生有意義的記憶。

2.6 焦耳定律規(guī)律抽象，學(xué)生有抵觸情緒

案例7

教師：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)會(huì)發(fā)熱，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能[3]。同學(xué)們能舉出生活中相關(guān)的例子嗎？

學(xué)生紛紛給出自己的例子。

甲學(xué)生：電流流過(guò)電熱油汀、電水壺等會(huì)發(fā)熱。

乙學(xué)生：電流流過(guò)取暖器會(huì)發(fā)熱。

評(píng)析 以上的教學(xué)過(guò)程出現(xiàn)在很多焦耳定律教學(xué)的公開(kāi)課上。表面上看活用學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)引入電流熱效應(yīng)的學(xué)習(xí)，但是考慮到學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰λ剑罄m(xù)的焦耳定律規(guī)律的得出，教材改為了定性實(shí)驗(yàn)。學(xué)生只能了解影響電流熱效應(yīng)的因素，對(duì)焦耳定律的認(rèn)識(shí)還是會(huì)“心存芥蒂”。如何讓學(xué)生愉悅地融入教學(xué)過(guò)程，減弱對(duì)焦耳定律學(xué)習(xí)的“抗拒”情緒，是值得廣大物理教師思索的重要課題。

建議 物理教學(xué)離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有實(shí)驗(yàn)的物理課絕不是成功的物理課。電流熱效應(yīng)現(xiàn)象留給學(xué)生自我完成，更能凸顯過(guò)程與方法教育，學(xué)生實(shí)驗(yàn)熱情高漲，這也為焦耳定律規(guī)律的學(xué)習(xí)減少了心理障礙。電流熱效應(yīng)的引入采用學(xué)生身邊的器材——鉛筆芯，為了現(xiàn)象更明顯，可以將電源電壓設(shè)置大一些（比如12 V），這樣流過(guò)兩只鉛筆芯的電流也會(huì)很大，電流熱效應(yīng)更明顯。將兩只鉛筆芯輕輕摩擦，還會(huì)看到耀眼的閃光，看到鉛筆芯上冒出的濃煙。當(dāng)然，還可以安排課后實(shí)驗(yàn)將鉛筆芯替換為包口香糖的錫箔紙，利用錫箔紙導(dǎo)電性好和著火點(diǎn)低的特點(diǎn)，通電自燃。直觀的視覺(jué)刺激比任何強(qiáng)大的語(yǔ)言都更具有說(shuō)服力。

3 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，初中電學(xué)難學(xué)、難教的原因主要有以下兩個(gè)方面。

首先，學(xué)生的心理因素。剛進(jìn)入電學(xué)的大門(mén)，學(xué)生滿(mǎn)懷著好奇心，對(duì)電學(xué)充滿(mǎn)了神秘感。但是，接下來(lái)的電路圖以及實(shí)物連接圖會(huì)讓學(xué)生一籌莫展，不知道電流是如何流動(dòng)的。學(xué)習(xí)的困惑如果得不到老師及時(shí)的幫助，學(xué)生的心理就會(huì)滋生對(duì)電學(xué)學(xué)習(xí)的挫敗感，不利于電學(xué)的入門(mén)。有的老師說(shuō)，學(xué)好歐姆定律、學(xué)好電功率就等于學(xué)好了初中電學(xué)，觀點(diǎn)是有點(diǎn)偏頗的。試想如果在邁入電學(xué)的大門(mén)口，學(xué)生就心生怯意，歐姆定律、電功率的學(xué)習(xí)也就不是在學(xué)生自己內(nèi)驅(qū)力的作用下進(jìn)行的，只是為了學(xué)習(xí)而學(xué)習(xí)，談不上興趣，學(xué)習(xí)效果也就事倍功半了。

其次，教師對(duì)教材的處理水平不同。雖然新課改理念都強(qiáng)調(diào)以生為本，教師也確實(shí)朝著這個(gè)方向努力了，但由于個(gè)人的理解程度，在激發(fā)學(xué)生興趣，保持高昂的學(xué)習(xí)熱情方面做得還不夠。甚至有的教師為了實(shí)現(xiàn)自己最初的教學(xué)設(shè)計(jì)，當(dāng)課堂上學(xué)生提出自己的看法或觀點(diǎn)時(shí)，若自己一時(shí)無(wú)法解釋清楚就刻意回避。學(xué)生的問(wèn)題依然沒(méi)有得到解決，對(duì)教師的評(píng)價(jià)就會(huì)降低?！坝H其師，信其道”，由于對(duì)教師的懷疑、不信任，電學(xué)的學(xué)習(xí)必將是一個(gè)煎熬的過(guò)程。

歷經(jīng)數(shù)代科學(xué)家的探究才得出的電學(xué)規(guī)律，卻要求學(xué)生在短短的兩三個(gè)月里熟練掌握并會(huì)運(yùn)用它來(lái)解決問(wèn)題，這對(duì)物理教師是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。因此，在教學(xué)中教師只有有效地運(yùn)用實(shí)驗(yàn)重演當(dāng)初科學(xué)家的探究過(guò)程，才能讓學(xué)生知其所以然，對(duì)于抽象的電學(xué)概念不妨多用類(lèi)比方法教學(xué)，畢竟這也是我國(guó)古代科學(xué)家常用的研究方法。只有讓學(xué)生樂(lè)學(xué)電學(xué)，情感上喜愛(ài)電學(xué)，才能培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑、創(chuàng)新精神，實(shí)現(xiàn)電學(xué)的有效教學(xué)。

參考文獻(xiàn)：

[1]苗元秀.初中電學(xué)內(nèi)容放在八年級(jí)的可行性研究[J].課程·教材·教法，2008（1）：55—59.

[2]梁建.大數(shù)據(jù)視野下物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究[J].江蘇教育，2015（7）：38—39.

[3]梁建.激發(fā)內(nèi)驅(qū)力 打造快樂(lè)課堂[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2011（16）：61—62.

（欄目編輯 劉 榮）