與物理綜合實踐活動相結(jié)合的實驗教學(xué)設(shè)計

曹智芬

[摘 要]綜合實踐活動是一種以學(xué)生的經(jīng)驗與生活為核心的實踐性課程。通過綜合實踐活動，可以培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力，以及綜合運用學(xué)科知識、自主獲取知識的能力。以“測量燈泡功率”為例，研究和設(shè)計了完整的實踐活動的思路方法和流程，通過課堂實施取得了顯著的效果。

[關(guān)鍵詞]物理；綜合實踐；實驗教學(xué)

綜合實踐活動是基于學(xué)生的直接經(jīng)驗，密切聯(lián)系學(xué)生自身生活和社會生活，體現(xiàn)對知識的綜合運用的課程形態(tài)。這是一種以學(xué)生的經(jīng)驗與生活為核心的實踐性課程。綜合實踐活動追求的核心價值就是培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)新精神、情感態(tài)度與價值觀、良好的個性品質(zhì)，以及綜合運用學(xué)科知識、自主獲取知識的能力等。江蘇鳳凰科學(xué)技術(shù)出版社出版的初中物理教材就很好地體現(xiàn)了物理學(xué)科知識與綜合實踐活動的有效結(jié)合，在此，以九年級（下）第十五章“電功率”為例，說明如何將物理課與綜合實踐活動有效重組，并指導(dǎo)活動開展。

一、設(shè)計思路

本節(jié)課是在學(xué)習(xí)了電能表、電功和電功率概念之后的一節(jié)測量燈泡功率的實驗課，包括用伏安法測量小燈的功率及用電能表測量大燈實際功率。設(shè)計思路如下：以小明選燈泡引入，發(fā)現(xiàn)了大燈泡上的電學(xué)參數(shù)，引導(dǎo)學(xué)生觀察小燈泡上的參數(shù)“2.5V，0.3A”，提出功率為0.75W的小燈有多亮的疑問，激發(fā)學(xué)生探究興趣；通過實驗獲得小燈泡電壓小于、等于、略大于額定電壓時的功率及亮度情況；然后思考和討論如何用電能表和計時器測量大燈泡實際功率，并用自制教具完成測量任務(wù)并計算。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生要掌握兩種測量功率的方法，掌握P=UI和P=W/t兩種計算功率的公式，鍛煉動手能力與合作能力。

二、設(shè)計特點

1.兩只燈泡貫穿整個教學(xué)過程

問題情景是小明要到超市買燈泡，請學(xué)生幫助小明選燈泡，在這一過程中要了解各種燈的特點、用途等，還要了解同一種燈的不同規(guī)格，由此引導(dǎo)學(xué)生觀察燈的各種參數(shù)并說出其物理意義（如“220V，100W”代表的含義是“額定電壓220V，額定功率100W”），然后引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗室里小燈珠上的參數(shù)，追問其參數(shù)意義以及額定功率。教師提出質(zhì)疑：在額定電壓下，燈的功率真的就是這么多嗎？從而引出“測量功率”的主題。從選購燈泡到認(rèn)識燈泡參數(shù)再到測量功率，層層遞進，從生活引到課堂，自然而流暢。

2.“板塊三串式”教學(xué)設(shè)計明晰知識主線

每一板塊的教學(xué)都由任務(wù)性問題、學(xué)生活動、教師反饋三大部分組成。任務(wù)性問題要具有導(dǎo)向性，可對具體的學(xué)習(xí)任務(wù)及目標(biāo)進行分解；學(xué)生活動的設(shè)計要充分利用學(xué)生已有知識，給予學(xué)生獨立的思考空間，可以在小組中開展同伴互幫互糾。教師反饋設(shè)計要求教師及時了解學(xué)生活動情況，抓住學(xué)生疑點進行及時點評分析，同時通過巡視及時幫助學(xué)習(xí)有困難的學(xué)生，使每位學(xué)生都能有收獲。

3.凸顯學(xué)生在課堂上的主體地位

物理是一門以實驗為基礎(chǔ)，對動手能力與思維能力要求較高的學(xué)科，因此教學(xué)活動設(shè)計要能夠培養(yǎng)學(xué)生的這些能力，凸顯學(xué)生的主體地位。如在這一課例中，要求學(xué)生自主設(shè)計測量小燈泡功率的電路圖、設(shè)計記錄實驗數(shù)據(jù)的表格、連接電路完成實驗并記錄數(shù)據(jù)、對實驗數(shù)據(jù)進行分析并得出結(jié)論、分析實驗中出現(xiàn)故障的原因、設(shè)計測量大燈泡實際功率的方法等。這些豐富遞進的活動設(shè)計，調(diào)動了學(xué)生探究的積極性，有利于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力及物理思維，真正營造以學(xué)生為主的學(xué)習(xí)氛圍。

4.在綜合實踐活動中有效開展實驗教學(xué)

在教學(xué)設(shè)計中，教師大膽地將兩個測量原理不同的實驗融入了一節(jié)課，更能體現(xiàn)電器功率相關(guān)知識的完整性。其中，利用公式“P=UI”測量并計算小燈泡功率的實驗采用了學(xué)生分組實驗。而利用電能表與秒表測量大燈泡實際功率的實驗，受時空限制，先在課堂上探討實驗方案，利用自制教具演示實驗過程，然后給學(xué)生布置任務(wù)：課后利用家里的電能表和計時器進行測量。這樣就提高了綜合實踐活動的有效性。

三、設(shè)計流程

1.理解兩種燈泡的參數(shù)

教師用圖片展示燈具店里琳瑯滿目的燈泡圖片，設(shè)計了如下問題串（任務(wù)性問題），由學(xué)生觀察思考后做出回答（學(xué)生活動），教師根據(jù)學(xué)生的回答來判斷學(xué)生是否已經(jīng)理解了參數(shù)含義（目標(biāo)達(dá)成與反饋）。

（1）小明同學(xué)到超市里買燈泡，該如何選呢？

（2）家庭電路中常用大燈泡來照明，大燈上的這些參數(shù)代表什么意思？

（3）實驗室中常用小燈來做實驗，小燈上的這些數(shù)據(jù)代表什么意思？ 如果也要標(biāo)注額定功率的話，應(yīng)該標(biāo)多少呢？

2.測量小燈泡的功率

教師提出一系列任務(wù)性問題，學(xué)生采取不同方式完成任務(wù)。教師通過巡視、學(xué)生回答、學(xué)生展示的實驗結(jié)果來判斷目標(biāo)達(dá)成情況與提供反饋。

（1）小燈在額定電壓下的功率真的就是這么多嗎？如果你是廠家的檢驗員，該如何檢測呢？（獨立思考后與同伴交流）

（2）測量小燈泡在不同電壓下的實際功率需要考慮的幾個問題：實驗原理是什么？此方法叫做什么法？實驗需要測量哪些物理量？需要用什么器材？請畫出測量電路圖。（獨立完成后與同伴交流）

（3）有沒有必要接滑動變阻器？（獨立思考后與同伴交流）

（4）根據(jù)設(shè)計的電路圖，連好實物示意圖。在連線操作中，一般要注意什么問題？（學(xué)生按照教材中的實驗要求進行實驗，完成對小燈泡實際功率和額定功率的測量并填寫實驗數(shù)據(jù)）

（5）實驗記錄表中是否要增加小燈泡電功率的平均值這一欄？填寫實際電壓與額定電壓、實際功率與額定功率的關(guān)系。（獨立思考完成教材上的填空，然后小組交流，小組代表回答）

（6）你有哪些排除實驗故障的經(jīng)驗與大家分享？（學(xué)生回答）

在這一部分，要求問題的設(shè)計有現(xiàn)實意義，能激發(fā)學(xué)生的興趣。學(xué)生獨立完成電路設(shè)計，教師則根據(jù)學(xué)生電路圖出現(xiàn)的問題，及時進行反饋；學(xué)生合作完成電路連接和測量，培養(yǎng)動手能力和團結(jié)合作意識；根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，學(xué)生獨立進行歸納與總結(jié)，提高處理實驗數(shù)據(jù)的能力；教師對學(xué)生實驗時遇到的問題進行分析，培養(yǎng)學(xué)生觀察思維和分析問題的能力。

3.測量大燈泡的功率

教師提出以下一系列問題引發(fā)學(xué)生思考；學(xué)生活動包括觀察實驗、回答問題、計算、對比測量方案的優(yōu)劣、分析解決新的問題等。教師通過巡視、學(xué)生回答、與學(xué)生一問一答等檢查目標(biāo)達(dá)成情況并提供反饋。

（1）怎樣用家庭電路和其他常用器材測量大燈泡的功率？（學(xué)生獨立思考后小組討論，教師巡視）再考慮如下問題：實驗原理是什么？需要測量哪些物理量？需要的測量器材是什么？（用問題形式引發(fā)學(xué)生思考，逐漸明晰測量家用燈泡實際功率的方法以及需要測量的物理量。）

（2）電能表上的信息是什么？（觀察實驗，記錄數(shù)據(jù)并計算；學(xué)生代表回答）

（3）如果僅測這盞燈的功率，其他用電器該如何處理？為了精確測量，測量方案有兩種：一是測量指示燈閃爍10次的時間；二是測量1分鐘之內(nèi)指示燈閃爍的次數(shù)。哪種更好？（給出兩種測量方案，是為了讓學(xué)生在對比中明確如何減小測量誤差；學(xué)生獨立思考，師生問答）

教師演示實驗：利用電能表測量大燈泡的實際功率，并填寫表格。

（4）小明用上述方案1在傍晚7點和10點分別測量出了他購買燈泡的功率，結(jié)果是95W和103W，為什么不一樣呢？（此環(huán)節(jié)進一步鞏固燈泡實際功率與實際電壓的關(guān)系，有應(yīng)用知識分析實際問題之意）

四、課后反思

本次實驗教學(xué)從學(xué)生實際情況出發(fā)，對教學(xué)資源進行了有效整合，引導(dǎo)學(xué)生層層遞進地展開探究活動，在以下方面取得了較好的效果。一是新課引入時，依據(jù)學(xué)生的生活經(jīng)驗創(chuàng)設(shè)問題情景，即從選燈泡、觀察燈泡參數(shù)引出問題，激發(fā)了學(xué)生的探究興趣。二是在測量小燈電功率環(huán)節(jié)，采取小組學(xué)習(xí)方式，由學(xué)生自己設(shè)計實驗。學(xué)生通過討論得出了正確方案，并了解了滑動變阻器在實驗中的作用，為之后順利完成測量實驗奠定了基礎(chǔ)。三是在測量大燈電功率環(huán)節(jié)，通過小組討論和教師的梳理，學(xué)生漸漸明確了測量大燈功率的方法，最終順利完成了實驗的設(shè)計、測量和計算，以及結(jié)果評估。

但在教學(xué)中仍有不足需要改進。一是由于在課前器材準(zhǔn)備充分，實驗進行得很順利，很少出現(xiàn)電路故障，也同時減少了學(xué)生對實驗故障進行分析的機會。二是測量大燈功率的設(shè)計是為了給后續(xù)開展綜合實踐活動做示范引導(dǎo)，但在課堂上教師的引導(dǎo)相對多了一些，應(yīng)給學(xué)生留出更大的探索空間。

課堂教學(xué)是教育教學(xué)改革的主陣地。物理教師需要不斷更新教學(xué)理念，反思教學(xué)行為，改進教學(xué)方法，完善教學(xué)策略，才能切實有效地提高物理教學(xué)的質(zhì)量，使學(xué)生會學(xué)、樂學(xué)，并在探究中不斷發(fā)展學(xué)科素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)（編者略）

（責(zé)任編輯 郭向和）