回歸科學(xué)學(xué)科本質(zhì)　進(jìn)行課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

馮小生

【摘 要】以電流和電壓、電阻的關(guān)系為例進(jìn)行課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，體現(xiàn)科學(xué)學(xué)科本質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，從而完成教學(xué)目標(biāo)，達(dá)到提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的目的。理解科學(xué)本質(zhì)是科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分，是實(shí)現(xiàn)新課程目標(biāo)的關(guān)鍵因素。目前對(duì)科學(xué)本質(zhì)達(dá)成共識(shí)的內(nèi)容主要有以下幾個(gè)方面：科學(xué)具有暫時(shí)性，創(chuàng)造性，基于觀察和推理等。研究表明，學(xué)生對(duì)科學(xué)概念的掌握依賴于對(duì)科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，那么，如何在科學(xué)課堂教學(xué)中，回歸科學(xué)本質(zhì)？最有效的路徑應(yīng)該是開展科學(xué)探究活動(dòng)。初中教材中有很多實(shí)驗(yàn)、知識(shí)點(diǎn)，多可以設(shè)計(jì)成探究實(shí)驗(yàn)，在思維深度的教學(xué)中，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)、概念的理解。筆者以“電流和電壓、電阻的關(guān)系”為例進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】學(xué)科本質(zhì);課堂教學(xué);設(shè)計(jì)

【中圖分類號(hào)】G633.7? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A? 【文章編號(hào)】1671-8437（2019）22-0066-02

1? ?教材分析

歐姆定律是電學(xué)中最重要的知識(shí)點(diǎn)，需要拆分成兩個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，是初中電學(xué)實(shí)驗(yàn)中的核心知識(shí)點(diǎn)，學(xué)好此章節(jié)，會(huì)為九年級(jí)學(xué)習(xí)“電功率、電能、電熱器”起到鋪墊作用。教材中是通過提問“研究電流與電壓、電阻之間的關(guān)系，應(yīng)如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案”展開的。然后分別研究電流和電壓的關(guān)系，電流和電阻的關(guān)系，兩個(gè)關(guān)系作為標(biāo)題呈現(xiàn)在教材中間，實(shí)驗(yàn)電路圖和表格已有，通過實(shí)驗(yàn)操作，記錄數(shù)據(jù)，得出結(jié)論，歸納出電流和電壓、電阻的關(guān)系。教材的這種設(shè)計(jì)應(yīng)該屬于驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)教學(xué)，雖然通過實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)能得出電流和電壓，電流和電阻的具體關(guān)系，也能知道滑動(dòng)變阻器的作用，多次實(shí)驗(yàn)的目的，控制變量法在本實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用等，但難以體現(xiàn)科學(xué)學(xué)科的本質(zhì)，具體體現(xiàn)在以下幾方面：①實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)圖怎么來，有哪些不同的設(shè)計(jì)，可通過評(píng)價(jià)交流，改進(jìn)電路圖，缺乏一種開放、包容的課堂探究氛圍;②滑動(dòng)變阻器應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中，通過一步步探討自然而然的被提出來，而不是電路中先有了滑動(dòng)變阻器后，才去討論滑動(dòng)變阻器的作用;③表格的設(shè)計(jì)也需要學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案中通過理解控制變量法和多次實(shí)驗(yàn)的目的探討出來[1]。

2? ?設(shè)計(jì)思路

本節(jié)傳統(tǒng)教學(xué)思路，教師采用視頻、圖片等多媒體呈現(xiàn)，并通過師生的互動(dòng)，一問一答將知識(shí)落實(shí)，得出歐姆定律的結(jié)論，課上流于表面，是一種淺層次的體驗(yàn)。本節(jié)探究蘊(yùn)含著科學(xué)的本質(zhì)，設(shè)計(jì)思路可秉承思維深度體驗(yàn)的教學(xué)理念。

3? ?教學(xué)目標(biāo)

3.1? 知識(shí)與技能

能通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析，得到電流和電阻、電壓的關(guān)系，得出歐姆定律。

3.2? 過程和方法

培養(yǎng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、制作表格、數(shù)據(jù)分析、概括的能力。

3.3? 情感，態(tài)度，價(jià)值觀

通過積極參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、制作表格、小組合作實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和為科學(xué)獻(xiàn)身的偉大情操。

4? ?教學(xué)過程

4.1? 導(dǎo)入課題

在電學(xué)中，總共學(xué)了哪三個(gè)物理量？電阻與電流、電壓有什么關(guān)系？那么電流又和電壓、電阻又有什么關(guān)

系呢？

4.2? 電流和電壓、電阻關(guān)系探究

【提出問題】研究電流和電壓、電阻之間的關(guān)系，應(yīng)如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案？

【設(shè)計(jì)意圖】創(chuàng)設(shè)問題情境，誘導(dǎo)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，同時(shí)復(fù)習(xí)影響電阻的因素。

學(xué)生分組交流討論：電流與電壓、電阻的關(guān)系，拆開有兩個(gè)問題，需要分別探究：①控制電阻相同，研究電流與電壓的關(guān)系;②控制電壓相同，研究電流與電阻的關(guān)系。需要用到的科學(xué)方法是控制變量法。

實(shí)驗(yàn)一：電阻相同時(shí)，電流與電壓的關(guān)系

【提出問題】如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案？畫出電路圖。

學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，在紙上畫電路圖，并到黑板作圖，說明設(shè)計(jì)意圖。歸納大致有以下三種（圖1，圖2，圖3）。

小組評(píng)價(jià)交流：比較圖1和圖2設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn);比較圖2和圖3的優(yōu)缺點(diǎn)，深度思考，討論。

【得出結(jié)論】①圖3是最佳設(shè)計(jì)方案。②滑動(dòng)變阻器的作用是改變電路中電流和電阻R兩端的電壓。③多次測(cè)量，尋找普遍規(guī)律。

【設(shè)計(jì)意圖】利用學(xué)生原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)電阻相同，電流和電壓的關(guān)系電路圖，不同的學(xué)生就有不同設(shè)計(jì)方法，有些難免考慮不周，這恰恰是教學(xué)的素材，如圖一的設(shè)計(jì)，可以復(fù)習(xí)燈泡的電阻隨溫度的改變而改變。這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了科學(xué)學(xué)科的本質(zhì)，讓學(xué)生參與其中，積極思考，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣[2]。

【提出問題】如何制作表格？

學(xué)生制作表1。各自在學(xué)案上畫出表格，由于先前的對(duì)控制變量法，電路圖，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器多次實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡睦斫?，設(shè)計(jì)表格并非難事。

【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】學(xué)生小組合作實(shí)驗(yàn)，連接好電路，指導(dǎo)學(xué)生開關(guān)應(yīng)先斷開，滑動(dòng)變阻器先移到阻值最大處。移動(dòng)滑動(dòng)變阻器，做三次實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)在表格中。

【得出結(jié)論】當(dāng)電阻相同時(shí)，電流與電壓成正比。

實(shí)驗(yàn)二：電壓相同時(shí)，電流與電阻的關(guān)系

【提出問題】如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案？畫出電路圖。

學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，在紙上畫電路圖，并到黑板作圖，說明設(shè)計(jì)意圖（圖4）。

【學(xué)生討論】如何控制電壓不變，改變電阻？

通過討論得出結(jié)論：①改變定值電阻R的電阻。②通過移動(dòng)滑動(dòng)變阻器來保持R兩端的電壓。

【提出問題】如何制作表格？

學(xué)生制作表2。各自在學(xué)案上畫出表格，由于先前的對(duì)控制變量法，電路圖，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器作用理解，設(shè)計(jì)表格并非難事。

【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】學(xué)生小組合作實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)，分析

數(shù)據(jù)。

【得出結(jié)論】當(dāng)電壓相同時(shí)，電流與電阻成反比。

【師生總結(jié)】導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與導(dǎo)體兩端的電阻成反比。

公式 I=U/R。

【課堂練習(xí)】1、2、3。

【作業(yè)布置】作業(yè)本[3]。

5? ?教學(xué)反思

本節(jié)教材以電阻相同，探究電流和電壓的關(guān)系，及電壓相同，探究電流與電阻的關(guān)系兩個(gè)探究實(shí)驗(yàn)。教學(xué)過程中重在引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、電路圖制作、表格設(shè)計(jì)、小組合作交流評(píng)價(jià)，再通過學(xué)生親身實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)中得出結(jié)論，這一系列流程符合科學(xué)學(xué)科本質(zhì)，極大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，在思維深度的體驗(yàn)中，加深對(duì)知識(shí)、概念的理解，在平常的教學(xué)實(shí)踐中取得了良好的效果。同時(shí)，也有不盡人意的地方，如由于較多時(shí)間用于設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、小組合作實(shí)驗(yàn)、交流評(píng)價(jià)等，導(dǎo)致課堂時(shí)間不可控，無法完成既定教學(xué)任務(wù);再如學(xué)生思維能力參差不齊，有部分學(xué)生沒辦法完全參與其中，學(xué)習(xí)效果有待提高等。

【參考文獻(xiàn)】

[1]白建娥.找誰復(fù)習(xí)著力點(diǎn) 發(fā)揮學(xué)生主體性——淺談高三有機(jī)二輪復(fù)習(xí)[J].中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2018（Z1）.

[2]劉玉榮，詹利平.融合化學(xué)史和生活的二氧化碳教學(xué)設(shè)計(jì)[J].化學(xué)教育，2017（17）.

[3]浙江省教育廳教研室.浙江省初中畢業(yè)生學(xué)業(yè)考試說明，2018.