基于學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的“變阻器”教學(xué)探析

盛建國(guó)

[摘 要]教學(xué)要關(guān)注學(xué)生經(jīng)驗(yàn)已是共識(shí)，但重視學(xué)生經(jīng)驗(yàn)不能窄化為只關(guān)心學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)，也不能淺化為僅僅是讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，獲得感性體驗(yàn)?；趯W(xué)生經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)不僅要以學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)為起點(diǎn)，以學(xué)生實(shí)踐體驗(yàn)為教學(xué)手段，更要以基于實(shí)踐的主體反思和思維發(fā)展為重點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的生長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的自主、自悟。文章以“變阻器”教學(xué)為例，探討“基于經(jīng)驗(yàn)，思辨悟理”的初中物理教學(xué)。

[關(guān)鍵詞]學(xué)生經(jīng)驗(yàn)；變阻器；教學(xué)案例；初中物理

[中圖分類號(hào)] G633.7 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-6058（2018）26-0043-02

“變阻器”是我國(guó)各版本初中物理教材中都有的內(nèi)容，也是各種公開課中大家非常熟悉的課題，其教學(xué)重點(diǎn)在于滑動(dòng)變阻器的原理與接法。應(yīng)該說，相比于“比熱容”和“凸透鏡成像規(guī)律”等概念、規(guī)律難點(diǎn)課題而言，滑動(dòng)變阻器的原理與接法對(duì)于學(xué)生來說并非學(xué)習(xí)難點(diǎn)，最終掌握并不成問題。但在新授課教學(xué)中，教師如何做到關(guān)注學(xué)生經(jīng)驗(yàn)，從學(xué)生經(jīng)驗(yàn)出發(fā)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)，讓學(xué)生在自主探索中成長(zhǎng)經(jīng)驗(yàn)，掌握知識(shí)與技能，發(fā)展思維能力，培育科學(xué)素養(yǎng)呢？為此，筆者做了以下教學(xué)嘗試，覺得效果較好，供大家參考。

一、基于“學(xué)生經(jīng)驗(yàn)”的教學(xué)設(shè)計(jì)

1. 以“學(xué)生經(jīng)驗(yàn)”為學(xué)習(xí)起點(diǎn)

本課設(shè)計(jì)首先從“收音機(jī)音量調(diào)節(jié)”情境引入課題，通過實(shí)物呈現(xiàn)一個(gè)事實(shí)，即收音機(jī)調(diào)節(jié)音量旋鈕改變音量，實(shí)際是通過調(diào)節(jié)一個(gè)電子元件（電位器）來實(shí)現(xiàn)的。然后基于“電位器能調(diào)節(jié)收音機(jī)音量”的事實(shí)提出問題，請(qǐng)學(xué)生猜想：如果把電位器接入我們實(shí)驗(yàn)室中的電源與小燈泡電路中，調(diào)節(jié)電位器旋鈕，可能產(chǎn)生什么效果？（如圖1所示，10Ω電位器）由此自然引出電位器能調(diào)節(jié)小燈泡亮度并制成一個(gè)調(diào)光燈的猜測(cè)。接著讓學(xué)生觀察電位器，并在教師未做任何提示的情況下進(jìn)行實(shí)踐摸索，驗(yàn)證猜想：電位器是否真能調(diào)光？學(xué)生興致盎然，積極動(dòng)手完成這一力所能及的簡(jiǎn)單探索，很快就發(fā)現(xiàn)，電位器能調(diào)光。教師接著追問：“所有接法都能調(diào)光嗎？你有幾種能調(diào)光的接法？能調(diào)光的接法有什么規(guī)律？”學(xué)生的話匣子就此被打開了……

2. 以“經(jīng)驗(yàn)摸索”為學(xué)習(xí)方式

面對(duì)一個(gè)真實(shí)、陌生、簡(jiǎn)單的電子元件，學(xué)生很快通過自己摸索發(fā)現(xiàn)了電位器能調(diào)光，并掌握了它的接法，進(jìn)而還找出了電位器調(diào)光的規(guī)律：一定要用上中間的接線柱，再加兩邊任意一個(gè)；只接兩邊的接線柱是不能調(diào)光的。這樣的電位器調(diào)光規(guī)律已經(jīng)不僅僅停留于淺層的活動(dòng)體驗(yàn)，而是在實(shí)踐摸索中加以反思，進(jìn)而概括和總結(jié)，得到了以事實(shí)親歷為支持和強(qiáng)化的經(jīng)驗(yàn)。這樣可貴的經(jīng)驗(yàn)具有鮮活的生命力，并且因?yàn)槭帜X并用、自主發(fā)現(xiàn)而可遷移，具有生長(zhǎng)性。如果我們的物理課堂多一些這樣的自主摸索和實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在今后生產(chǎn)和生活中，當(dāng)我們的學(xué)生面對(duì)一臺(tái)新的機(jī)器時(shí)，面對(duì)一個(gè)新的難題時(shí)，他的這種自主摸索、實(shí)踐創(chuàng)新的品質(zhì)與精神就顯得尤為可貴。

3. 以“經(jīng)驗(yàn)生長(zhǎng)”為學(xué)習(xí)目標(biāo)

在學(xué)生摸索發(fā)現(xiàn)電位器調(diào)光連接規(guī)律后，課堂的疑問和探索并未就此止步。教師適時(shí)追問：“那么你有沒有想過，為什么電位器調(diào)光一定要接中間的接線柱？只接兩邊接線柱為什么不能調(diào)光，且小燈泡始終很暗呢？你想不想知道其中的奧秘？想不想拆開電位器來一探究竟？”在用一系列的“疑問、反問和追問”吊足學(xué)生的“胃口”后，教師請(qǐng)學(xué)生從課桌肚中拿出另一個(gè)相同但已拆開后蓋的電位器（如圖2所示），并投影介紹電阻絲和旋臂這兩個(gè)構(gòu)造，然后請(qǐng)學(xué)生觀察并思考，小組討論，嘗試自主解答上述問題，領(lǐng)悟電位器之所以一定要接中間的接線柱才能調(diào)光，是因?yàn)檎{(diào)光的實(shí)質(zhì)是通過改變電位器接入電路中電阻絲的長(zhǎng)度，從而實(shí)現(xiàn)變阻的。這種拆解元件，觀察、實(shí)踐、揣摩、感悟原理的方法和過程，同樣對(duì)發(fā)展學(xué)生的觀察能力、思維能力、動(dòng)手能力、邏輯分析以及判斷推理等諸多物理學(xué)科的關(guān)鍵能力有著重要作用。

本課的教學(xué)流程如圖3所示：在課堂上，學(xué)生從一個(gè)真實(shí)、有趣而且簡(jiǎn)單、可操作的電子元件——電位器的摸索實(shí)踐起步；從電位器調(diào)光的摸索活動(dòng)中獲得鮮活的經(jīng)驗(yàn)，自己發(fā)現(xiàn)了電位器變阻調(diào)光的原理；并在鉛筆芯調(diào)光活動(dòng)中得到了強(qiáng)化；接下來教師直接出示實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的變阻器材——滑動(dòng)變阻器，簡(jiǎn)單介紹其構(gòu)造后，請(qǐng)學(xué)生根據(jù)課堂獲得的經(jīng)驗(yàn)和感悟，對(duì)滑動(dòng)變阻器的接法提出合理猜想，這是一個(gè)思維含量較高的課堂活動(dòng)；隨后用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己的猜想，在手腦并用的反思性實(shí)踐中“自悟”得出滑動(dòng)變阻器的原理和接法；并且最后在油量表和電阻箱這兩種生產(chǎn)生活的實(shí)際情境中得到學(xué)以致用的訓(xùn)練和鞏固。整個(gè)學(xué)習(xí)過程充分體現(xiàn)了教師創(chuàng)設(shè)有效情境，寓物理學(xué)科教學(xué)于學(xué)生喜聞樂見的真實(shí)小元件摸索活動(dòng)之中，在循序漸進(jìn)的探索與發(fā)現(xiàn)活動(dòng)中，讓學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦，積極思維，總結(jié)歸納，發(fā)現(xiàn)感悟，有效完成了三維課程目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了學(xué)科關(guān)鍵能力的培養(yǎng)。

正是在這樣從“做中學(xué)”到“悟中學(xué)”的過程中，學(xué)生收獲了課堂成功的喜悅，領(lǐng)略了物理學(xué)科的魅力，完成了“經(jīng)驗(yàn)生長(zhǎng)”的過程，實(shí)現(xiàn)了科學(xué)素養(yǎng)的培育和提升。

二、體現(xiàn)“思辨悟理”的教學(xué)探索

1. 以“學(xué)生經(jīng)驗(yàn)”作為貫穿學(xué)習(xí)過程的核心要素

學(xué)生經(jīng)驗(yàn)在教學(xué)中的地位極其重要。《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）及相關(guān)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確指出：“要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和經(jīng)驗(yàn)……要關(guān)注學(xué)生的成長(zhǎng)需要與生活體驗(yàn)……注重與學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)和社會(huì)實(shí)踐的聯(lián)系，通過學(xué)生自主參與的、豐富多彩的活動(dòng)，擴(kuò)展知識(shí)技能，完善知識(shí)結(jié)構(gòu)，提升生活經(jīng)驗(yàn)?！北菊n的教學(xué)力圖體現(xiàn)對(duì)學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的高度重視與關(guān)注，教師在教學(xué)設(shè)計(jì)中不僅關(guān)注學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)（事實(shí)上學(xué)生對(duì)滑動(dòng)變阻器的原理沒有前期經(jīng)驗(yàn)，僅由上節(jié)課學(xué)習(xí)知道影響導(dǎo)體電阻的幾個(gè)因素，知道改變導(dǎo)體長(zhǎng)度能改變電阻），更重視聯(lián)系生活實(shí)際，開發(fā)學(xué)習(xí)資源，創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計(jì)，為學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中獲得豐富體驗(yàn)與真實(shí)經(jīng)驗(yàn)創(chuàng)造了條件，為學(xué)生自我反思，總結(jié)提煉經(jīng)驗(yàn)提供了平臺(tái)，為經(jīng)驗(yàn)的生長(zhǎng)提供了學(xué)習(xí)的土壤，還為學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的應(yīng)用與檢驗(yàn)創(chuàng)設(shè)了情境，使學(xué)生經(jīng)驗(yàn)真正成為貫穿整個(gè)學(xué)習(xí)過程的核心要素。

2. 以“思維發(fā)展”作為衡量學(xué)習(xí)行為的重要指標(biāo)

著名教育心理學(xué)家奧蘇貝爾有句名言：“如果我不得不把全部教育心理學(xué)還原為一條原理的話，我將會(huì)說，影響學(xué)習(xí)的唯一重要的因素是學(xué)習(xí)者已經(jīng)知道了什么?！奔匆罁?jù)學(xué)生原有的知識(shí)來展開教學(xué)，要注意符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律與思維發(fā)展規(guī)律，要注意教學(xué)邏輯的順暢。本課的外在表現(xiàn)形式因?yàn)閷W(xué)生對(duì)電位器的自主摸索活動(dòng)而讓人眼前一亮，但其真正使教學(xué)思維順暢，師生互動(dòng)高效和諧的關(guān)鍵，是課堂那條看不見的思維主線和教學(xué)邏輯主線。學(xué)生由實(shí)踐摸索獲得一定的體驗(yàn)，再經(jīng)過反思性概括得到一定的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而能自悟滑動(dòng)變阻器的原理及接法，并通過實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。其中手腦并用的思維發(fā)展才是課堂的關(guān)鍵所在，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與思維發(fā)展相輔相成，互相促進(jìn)，相得益彰。教學(xué)中多從課堂思維含量上做一些思考，能有效改善當(dāng)前部分物理課堂只重視活動(dòng)形式，不注重思維發(fā)展，導(dǎo)致課堂活動(dòng)熱熱鬧鬧，但學(xué)生思維簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的現(xiàn)狀。有效的教學(xué)設(shè)計(jì)需要俯下身來，從學(xué)生立場(chǎng)出發(fā)，規(guī)劃一條符合教學(xué)邏輯的課堂思維主線，保障并促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)的順利推進(jìn)。

3. 以“自主自悟”作為踐行生本理念的課堂追求

在本課“電位器探秘”教學(xué)中，教師在黑板上畫出電位器的結(jié)構(gòu)原理圖（圖4）；在“滑動(dòng)變阻器”教學(xué)環(huán)節(jié)，又在黑板上畫出滑動(dòng)變阻器的結(jié)構(gòu)原理圖（圖5）。在教學(xué)中，教師又提出兩個(gè)問題讓學(xué)生討論：（1）滑動(dòng)變阻器的實(shí)物有四個(gè)接線柱，為什么其電路符號(hào)卻可以只畫三個(gè)接線柱呢？（2）請(qǐng)你對(duì)比電位器和滑動(dòng)變阻器的結(jié)構(gòu)原理圖，你有什么發(fā)現(xiàn)？ 這兩個(gè)問題啟發(fā)學(xué)生根據(jù)學(xué)習(xí)所得經(jīng)驗(yàn)，自主思考，總結(jié)感悟。對(duì)于第一問，當(dāng)學(xué)生想明白了滑動(dòng)變阻器金屬桿兩端實(shí)為同一接點(diǎn)，所以其實(shí)只有三個(gè)接線柱，對(duì)于滑動(dòng)變阻器的原理和接法又有了更為深層的理解；第二問很有深意，學(xué)生思考后恍然大悟：滑動(dòng)變阻器實(shí)質(zhì)就是一個(gè)電位器，兩者的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)至此融會(huì)貫通，互相印證，學(xué)生真正領(lǐng)悟了本課的精髓，這樣的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了學(xué)生的高階思維能力，可謂真正是“自主、自悟”式學(xué)習(xí)，即基于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，基于經(jīng)驗(yàn)生長(zhǎng)，在思辨性學(xué)習(xí)活動(dòng)中讓學(xué)生自己悟出物理規(guī)律與科學(xué)原理，真正實(shí)現(xiàn)“悟中學(xué)”。事實(shí)與經(jīng)驗(yàn)告訴我們：自己真正“悟”出來的東西一定是終生難忘的，并且其能力是可遷移、可發(fā)展的。

三、指向“核心素養(yǎng)”的價(jià)值追求

經(jīng)過多次公開課的課堂實(shí)踐，筆者發(fā)現(xiàn)，本課中基于學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的“變阻器”教學(xué)案例具有很強(qiáng)的操作性和收到了很好的教學(xué)效果。實(shí)踐表明，在這樣的學(xué)習(xí)過程中，絕大部分學(xué)生都能體會(huì)到“自悟”式學(xué)習(xí)的美好感受，包括考試成績(jī)?cè)诎嘀形涣兄械燃捌碌膶W(xué)生也都積極主動(dòng)，收獲滿滿。首先，幾乎所有的二人實(shí)驗(yàn)組都能成功完成“電位器探秘”的活動(dòng)，并發(fā)現(xiàn)電位器調(diào)光的接法及規(guī)律；其次，在前期經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，在教師介紹了滑動(dòng)變阻器構(gòu)造的前提下，大部分學(xué)生面對(duì)四個(gè)接線柱的滑動(dòng)變阻器都能對(duì)其接法提出正確的猜想，并完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；最后，當(dāng)學(xué)生掌握了滑動(dòng)變阻器的原理和接法后，經(jīng)過教師提醒，對(duì)比電位器和滑動(dòng)變阻器時(shí)，恍然大悟：原來電位器其實(shí)就是一個(gè)滑動(dòng)變阻器，二者本質(zhì)相同。這種豁然開朗的心靈體驗(yàn)讓學(xué)習(xí)過程變得通透而愉悅。學(xué)生的笑臉告訴我們，這才是他們心目中物理課堂真正應(yīng)有的樣子。

設(shè)計(jì)一系列真實(shí)而適切，有疑又有趣的學(xué)習(xí)情境和任務(wù)，讓學(xué)生在探索發(fā)現(xiàn)中獲得經(jīng)驗(yàn)，并在經(jīng)驗(yàn)生長(zhǎng)中推進(jìn)學(xué)習(xí)，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)他們?cè)趯?shí)踐中反思概括的能力，使他們養(yǎng)成“手腦并用、思行合一”的良好習(xí)慣，是初中物理課堂教學(xué)的首要任務(wù)，也是當(dāng)前初中物理課堂教學(xué)迫切需要努力改進(jìn)的方向。我想，在這樣“基于學(xué)生經(jīng)驗(yàn)”的學(xué)習(xí)中，學(xué)生是真正“懂了”“悟了”“會(huì)了”。要讓我們的物理學(xué)習(xí)進(jìn)一步走向“自主、自悟”，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵能力培養(yǎng)與核心素養(yǎng)提升，不妨多一些這種“思辨悟理”式的教學(xué)實(shí)踐與探索。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 中華人民共和國(guó)教育部.基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）[Z].2001.

[2] 中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2011.

[3] 陳青清.“學(xué)生經(jīng)驗(yàn)”概念：本義、拓展與誤讀[J].江蘇教育研究，2015（16）：9-13.

[4] 約翰·杜威.民主主義與教育[M].王承緒，譯.北京：人民教育出版社，2001.

（責(zé)任編輯 易志毅）