深入挖掘?qū)嶒?yàn) 突出概念建構(gòu)
——初中“電功率”課堂教學(xué)設(shè)計

梁少梅

(廣東省廣州市華美英語實(shí)驗(yàn)學(xué)校,廣東 廣州 510000)

深入挖掘?qū)嶒?yàn) 突出概念建構(gòu)
——初中“電功率”課堂教學(xué)設(shè)計

梁少梅

(廣東省廣州市華美英語實(shí)驗(yàn)學(xué)校,廣東 廣州 510000)

物理概念是觀察、實(shí)驗(yàn)與科學(xué)思維相結(jié)合的產(chǎn)物，由于物理概念的抽象性和概括性,在設(shè)計物理概念教學(xué)時,應(yīng)深入挖掘?qū)嶒?yàn)素材,讓學(xué)生充分經(jīng)歷概念建構(gòu)的過程.本文通過初中“電功率”的教學(xué)設(shè)計,來展示突出概念建構(gòu)的教學(xué)設(shè)計和策略應(yīng)用.

電功率;實(shí)驗(yàn);概念建構(gòu);教學(xué)設(shè)計

物理概念是客觀事物共同的物理屬性和本質(zhì)特征在人們頭腦中的反映,是在觀察和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,運(yùn)用科學(xué)的思維方法,排除片面的、偶然的、非本質(zhì)的因素,抓住一類物理現(xiàn)象共同的本質(zhì)屬性,加以抽象和概括而形成的，因此物理概念是觀察、實(shí)驗(yàn)與科學(xué)思維相結(jié)合的產(chǎn)物.由于物理概念的抽象性和概括性,在設(shè)計物理概念教學(xué)時,應(yīng)深入挖掘?qū)嶒?yàn)素材,讓學(xué)生充分經(jīng)歷概念建構(gòu)的過程.本文以人教版九年級“電功率”為例,來展示突出概念建構(gòu)的教學(xué)設(shè)計和策略應(yīng)用.

1 “電功率”的內(nèi)容分析

電功率概念是學(xué)生學(xué)習(xí)電能后的又一重要概念,是初中物理教學(xué)的重、難點(diǎn)之一.本節(jié)教材(2012年版)改變了舊教材中過分強(qiáng)調(diào)知識傳承的傾向,教材利用學(xué)生已了解的電能表,引導(dǎo)學(xué)生觀察電能表中間鋁盤轉(zhuǎn)動的快慢來引入電功率.通過列舉生活中家用電器中的電功率的數(shù)據(jù)來引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識電功率的單位“瓦特”.教材充分利用學(xué)生熟悉的生活素材來激發(fā)他們的求知欲望,注重在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)建立新的知識增長點(diǎn),注重讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究過程,學(xué)習(xí)科學(xué)方法.

2 “電功率”的學(xué)情分析

在知識基礎(chǔ)方面,學(xué)生已學(xué)習(xí)歐姆定律和電能的知識,對電能表的使用也有一定的認(rèn)識,但對于電功率這一抽象的概念仍存在困難.在認(rèn)知特點(diǎn)方面,學(xué)生已初步具備一定的觀察能力,但電能消耗是一個十分抽象的過程,要讓學(xué)生區(qū)別“消耗電能的多少”和“消耗電能的快慢”具有一定的難度.另外,學(xué)生運(yùn)用物理語言的表達(dá)能力、物理概念學(xué)習(xí)的思維方法及從教材中的圖表中提取信息的能力都有待提高.

3 教學(xué)過程

3.1 觀察實(shí)驗(yàn),形成概念

(1) 教師提出一系列問題，以問題引入課題：

① 通過前面的學(xué)習(xí),同學(xué)們知道用電器在電路中的作用嗎?

② 用電器消耗了多少電能用什么儀器來測量?

③ 電能表上標(biāo)有3000r/kW·h，表示什么含義?

④ 電能表的鋁盤轉(zhuǎn)一圈,用電器消耗多少kW·h的電能?等于多少J?

設(shè)計意圖為通過一系列與前面所學(xué)電能表相關(guān)問題的引入,讓學(xué)生明確電能表是測量消耗電能多少的儀器,為電功率概念的引入搭建臺階.

3.1.2 聯(lián)系生活

家里的冰箱和空調(diào)使用時,它們消耗電能的情況是否相同？

(1) 觀察實(shí)驗(yàn)

① 教師展示兩個分別命名為甲(220V 40W)、乙(220V 100W)的外形相同的白熾燈,并將他們分別接入電路,引導(dǎo)學(xué)生觀察燈泡的明暗程度和電能表鋁盤轉(zhuǎn)動的快慢,測量電能表鋁盤轉(zhuǎn)一圈需要的時間,并記錄在表1中.得出結(jié)論:消耗電能相同時,所用時間越短的用電器,消耗電能越快.

表1 甲燈與乙燈消耗電能快慢比較1

根據(jù)表2得出結(jié)論:通電時間相同時,消耗電能越多的用電器,消耗電能越快.

表2 甲燈與乙燈消耗電能快慢比較2

設(shè)計意圖為：創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境,引導(dǎo)學(xué)生對電功率概念進(jìn)行意義建構(gòu).學(xué)生通過觀察實(shí)驗(yàn),認(rèn)識到甲、乙兩燈消耗的電能相同,但乙燈比甲燈亮,且乙燈消耗電能比甲燈快.在此基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生用控制時間相同,比較消耗電能多少的方法,來比較消耗電能的快慢.通過對實(shí)驗(yàn)素材的深入挖掘,充分利用學(xué)生的原有認(rèn)知,將抽象的概念具體化、生活化,引起學(xué)生對“電功”概念不足以解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的不滿,產(chǎn)生形成新概念的認(rèn)知需要.

3.2 歸納總結(jié),建構(gòu)概念

(1) 建構(gòu)概念

教師指出需要引入一個新的物理概念,來描述消耗電能的快慢,這一新的物理量就稱為“電功率”.

(2) 對比分析

教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生對比兩種比較用電器消耗電能快慢的方法,分析利用比值定義法對電功率這一概念進(jìn)行定義,其公式為P=W/t.

(3) 歸納總結(jié)

用電器電功率的大小等于它在單位時間內(nèi)消耗電能的多少.

(4) 方法比較

教師引導(dǎo)學(xué)生比較兩種測量電功率方法的優(yōu)劣，學(xué)生指出第一種方法測量結(jié)果更為準(zhǔn)確,因?yàn)榈诙N方法中轉(zhuǎn)圈的數(shù)量是估測的.

(5) 概念辨析

教師指出電功和電功率是兩個不同、分別描述“消耗電能的多少”和“消耗電能的快慢”，要求學(xué)生進(jìn)一步辨析這兩個概念,并填寫表3.

表3 電功和電功率比較

為了使學(xué)生建構(gòu)正確的“電功率”概念,在他們獲得足夠的感性認(rèn)識的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)他們運(yùn)用比較、分析、綜合等思維方法,對感性材料進(jìn)行思維加工,進(jìn)而抽象概括出兩種比較用電器消耗電能快慢方法的共同之處,并對比“電功”和“電功率”兩個概念的區(qū)別與聯(lián)系,使學(xué)生自主建構(gòu)“電功率”的概念.

4.3 解讀銘牌,理解概念

(1) 聯(lián)系生活

教師引導(dǎo)學(xué)生舉出所知道的家用電器電功率的大小.

學(xué)生舉例:電熱水器的電功率為1000W,電視機(jī)的電功率為200W,…….

教師提問:這是不是表示電熱水器消耗的電能比電視機(jī)多呢?這個說法準(zhǔn)確嗎,怎樣表述才準(zhǔn)確?用電器消耗的電能多少與什么有關(guān)?依據(jù)是什么?

教師引導(dǎo)學(xué)生觀察家用洗衣機(jī)的銘牌(如圖1)，解讀其物理意義.

圖1

設(shè)計意圖為:通過家用電器及其銘牌,讓學(xué)生進(jìn)一步理解電功率這一物理量,通過追問,提示學(xué)生需用準(zhǔn)確的語言對電功率這一概念進(jìn)行表述.

4.4 應(yīng)用拓展,鞏固概念

(1) 拓展問題

教師出示一個沒有銘牌的家用電暖器,要求學(xué)生設(shè)計實(shí)驗(yàn)測量電暖器工作時的電功率.

(2) 小組實(shí)驗(yàn)

學(xué)生分小組討論、思考、設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,測量出電暖器的電功率,并記錄實(shí)驗(yàn)設(shè)計方案和測量結(jié)果.

(3) 展示成果

各小組展示和匯報自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計方案和測量結(jié)果.

設(shè)計意圖為:當(dāng)學(xué)生初步理解概念后,及時給他們提供應(yīng)用“電功率”概念的機(jī)會,讓他們將抽象的概念應(yīng)用到具體問題中,使他們在運(yùn)用概念解決具體問題的過程中,鞏固、深化和活化概念.

5 教學(xué)反思

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為：學(xué)習(xí)是在一定情境下,學(xué)習(xí)者在原有知識經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,利用感覺吸收并且建構(gòu)意義的活動過程,這一過程不是被動地接受外部知識,而是主動對新信息進(jìn)行加工處理、建構(gòu)知識表征的過程.[3]本次課深入挖掘“消耗相同電能,時間不同”和“時間相同,消耗電能不同”兩個實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,并充分利用學(xué)生的原有的電功、電能知識,在學(xué)生充分感受到“消耗電能的多少”不能描述為“消耗電能的快慢”時,產(chǎn)生了建構(gòu)新的物理概念——電功率的認(rèn)知需要.在他們獲得足夠感性認(rèn)識的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)他們運(yùn)用比較、分析、綜合等科學(xué)思維方法,對感性材料進(jìn)行思維加工,對比“電功”和“電功率”兩個概念的區(qū)別與聯(lián)系,讓學(xué)生更加深入理解“電功率”.從物理視角解讀家用電器銘牌,將抽象的概念具體化、生活化,引導(dǎo)學(xué)生正確運(yùn)用物理概念去分析、解決實(shí)際問題,提高其學(xué)習(xí)能力.

[1] 郭玉英.中學(xué)物理教學(xué)設(shè)計[M],北京:高等教育出版社,2016.

[2] 朱琳.關(guān)于“電功率”的教學(xué)設(shè)計與思考[J],物理教師,2015,36(7).

[3] 楊維東,賈楠,建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論述評[J],理論導(dǎo)刊,2011,(5).