放飛思想 精彩變換

韓海鈴

在科學(xué)學(xué)科教學(xué)中，變式教學(xué)是指對(duì)概念、定律、公式等基本知識(shí)利用不同形式的直觀材料或事例設(shè)計(jì)問(wèn)題，在保持事物本質(zhì)特征不變的情況下，從多情境、多角度、多層次等不同方面變化問(wèn)題的非本質(zhì)特征，說(shuō)明事物的本質(zhì)屬性，突出事物本質(zhì)特征?！白兪健痹跒榭茖W(xué)學(xué)科教學(xué)所用時(shí)，我們應(yīng)學(xué)習(xí)、研究“變式”教學(xué)的各個(gè)方面，從而豐富教學(xué)方法，服務(wù)于科學(xué)學(xué)科教學(xué)。

1 采用變式教學(xué)引入，激發(fā)學(xué)生求知求真欲

學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，學(xué)習(xí)興趣是學(xué)生學(xué)好科學(xué)的基本前提，在興趣的前提下，只有進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生自覺(jué)、自然的求知求真欲，才能提高課堂教學(xué)效率。對(duì)于科學(xué)學(xué)科中的概念，我們往往可以采用變式引入，引入與概念有關(guān)的具備不同非本質(zhì)屬性的直觀的感性材料。在對(duì)不同感性材料辨析與思考的過(guò)程中逐步引起學(xué)生興趣，激發(fā)學(xué)生求知求真欲，達(dá)到理性建立概念的目的。

案例：《水的密度》中“密度”概念的引入

活動(dòng)：（1）用量筒、天平、燒杯分別測(cè)出20cm³、40cm³、60cm³的水的體積及質(zhì)量，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入下表中;

（2）用量筒、天平、燒杯分別測(cè)出20cm³、40cm³、60cm³的酒精的體積及質(zhì)量，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入下表中;

“變式”引入的材料不僅可以來(lái)源于生活實(shí)例，也可以來(lái)源于實(shí)驗(yàn)積累的現(xiàn)象或數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)是科學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得到“變式”數(shù)據(jù)，呈現(xiàn)科學(xué)量的本質(zhì)屬性，更能引起學(xué)生興趣。結(jié)合實(shí)驗(yàn)引入“變式”材料進(jìn)行概念“變式”教學(xué)不僅體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能，也為概念的“變式”材料提供真實(shí)性、客觀性的依據(jù)?！白兪健迸c“實(shí)驗(yàn)”的結(jié)合順理成章，教學(xué)自然得體。

2 精心設(shè)計(jì)例習(xí)題變式教學(xué)，優(yōu)化學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)

（1）方法變式：一類圍繞用多種方法解決科學(xué)問(wèn)題的變式。設(shè)計(jì)旨在拓展方法多樣性和思維多樣性，規(guī)避思維定勢(shì)，培養(yǎng)創(chuàng)造性解決問(wèn)題的能力。

[案例2]：用不同方法測(cè)量物體的密度

問(wèn)題：選擇下列實(shí)驗(yàn)器材，測(cè)出土豆的密度：水、量筒、彈簧秤、刻度尺、天平（帶砝碼）、小刀、細(xì)線，并根據(jù)設(shè)計(jì)的方案表示出物體的密度。

方法：

解一：選擇刻度尺、小刀、天平。用小刀切出一塊正方體土豆;用刻度尺測(cè)量出土豆的邊長(zhǎng)a;用天平測(cè)出土豆的質(zhì)量m;則密度為ρ=m/v=m/a³;

解二：選擇刻度尺、小刀、細(xì)線、彈簧秤。用小刀切出一塊正方體土豆;用刻度尺測(cè)量出土豆的邊長(zhǎng)a;用細(xì)線系住土豆掛在彈簧秤上，測(cè)出土豆所受重力G;則密度為ρ=m/v=（G/g）/a³;

解三：選擇水、量筒、天平、細(xì)線。用天平測(cè)出土豆的質(zhì)量m;用細(xì)線系住土豆，將土豆放入盛有足量水（示數(shù)為V₁）的量筒中，讀出量筒中的體積讀數(shù)V₂;則密度為ρ=m/v=m/（V₂-V₁）;

解四：選擇水、量筒、彈簧秤、細(xì)線。用細(xì)細(xì)線系土豆，用彈簧秤測(cè)出土豆所受重力G;然后將土豆放入盛有足量水（示數(shù)為V₁）的量筒中，讀出量筒中的體積讀數(shù)V₂;則密度為ρ=m/v=（G/g）/（V₂-V₁）;

解五：選擇水、量筒、彈簧秤、細(xì)線。用細(xì)線系土豆并掛在彈簧秤下，在空氣中時(shí)讀出示數(shù)為F₁;然后將土豆放入盛有水的量筒中，讀出彈簧秤的讀數(shù)為F₂;則密度為ρ=m/v==F₁ρ_水/（F₁-F₂）;

（2）條件變式：此類是改變科學(xué)習(xí)題中的條件，致使解決問(wèn)題的多個(gè)量的關(guān)系發(fā)生改變、量與量的解決順序改變或者解決該問(wèn)題的方法選擇上出現(xiàn)變動(dòng)，使得問(wèn)題的結(jié)論發(fā)生相應(yīng)改變的變式。

[案例3]：改變問(wèn)題中的某些條件進(jìn)行的變式

問(wèn)題：杠桿如圖所示，作用在杠桿一端且始終與杠桿垂直的力F，將杠桿緩慢地由位置A拉至位置B，力F在這個(gè)過(guò)程中（?? ）

A. 變大??? B. 變小??? C. 不變??? D. 先變大后變小

條件：1）若作用在杠桿一端的力F始終豎直向上，結(jié)論是什么？

2）若作用在杠桿一端的力F始終保持水平，結(jié)論是什么？

3）若杠桿越過(guò)水平位置至上方C點(diǎn)（∠COB=∠AOB），結(jié)論是什么？

4）若作用在杠桿一端的力F始終與桿保持30⁰）且杠桿越過(guò)水平位置至上方C點(diǎn)（∠COB=∠AOB），結(jié)論是什么？

當(dāng)然，“杠桿越過(guò)水平位置且保持水平”的變式是不能成立的。通過(guò)以上條件變式，使學(xué)生注意問(wèn)題的條件會(huì)影響結(jié)論。

3 善于設(shè)計(jì)變式教學(xué)，突破教學(xué)“瓶頸”

科學(xué)教學(xué)中存在著或多或少的難點(diǎn)，有效突破教學(xué)中的難點(diǎn)也是優(yōu)質(zhì)課堂的表現(xiàn)之一。實(shí)驗(yàn)探究法、多媒體輔助法、遷移規(guī)律法等都是解決教學(xué)難點(diǎn)的方法。爭(zhēng)對(duì)不同類型的難點(diǎn)，教師可選擇適當(dāng)方法進(jìn)行解決。在科學(xué)教學(xué)中也存在“公式、規(guī)律的理解及運(yùn)用”這一類難點(diǎn)。學(xué)生錯(cuò)誤理解公式（或公式中的量）、規(guī)律，從而生搬硬套公式、規(guī)律，在教學(xué)中是常見(jiàn)的。我們不妨適當(dāng)運(yùn)用變式來(lái)糾正對(duì)公式、規(guī)律的理解，讓學(xué)生正確理解并運(yùn)用公式及規(guī)律，突破該教學(xué)難點(diǎn)。

[案例4]：在純電阻電路中有關(guān)“電功率大小判斷”的變式教學(xué)

難點(diǎn)：在純電阻電路中，電功率公式的變換;電功率公式的選擇性使用;

學(xué)情：學(xué)生在學(xué)過(guò)焦耳該定律后，常會(huì)形電熱與電阻的相互關(guān)系，即 “電阻越大，電熱就越多”，進(jìn)而“電功率與電阻的關(guān)系”也類似于此。從認(rèn)知規(guī)律上講，學(xué)生形成這個(gè)認(rèn)識(shí)是正常的。因此，建立正確的“電熱與電阻的關(guān)系”是首要，其次推導(dǎo)并變換“電功率公式”，最后設(shè)計(jì)典型的變式例題。

設(shè)計(jì)：（1）由焦耳定律（Q=I²Rt）可知，在I、t相同的條件下（如串聯(lián)的兩個(gè)導(dǎo)體），R越大，Q越大;若U、t相同的條件下（如并聯(lián)的兩個(gè)導(dǎo)體），Q= I²Rt =U²t/R，R越大，Q越小。由此，電“電熱與電阻的關(guān)系”須注意條件，并不總是“電阻越大，電功率越大”。

（2）“電功率與電阻的關(guān)系”可借鑒“電熱與電阻的關(guān)系”。結(jié)合“I=U/R”，將“P=UI”推導(dǎo)得“P=I²R=U²/R”。因此，當(dāng)I相同時(shí)，P與R成正比;當(dāng)U相同時(shí)，P與R成反比，而并不總是“電阻越大，電功率越大”。

（3）變式典例：如圖所示的電路，電阻R₁>R₂，電源相同，判斷在相同通電時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)生的電熱比較：

丙圖中，Q₁Q₂;丁圖中，Q₁Q₂;甲圖R₁與乙圖R₂比，Q₁Q₂;

甲、乙、丙、丁的總電熱由大到小的排列順序是???? ;

通過(guò)串聯(lián)、并聯(lián)及單個(gè)電阻在電路中的變式設(shè)計(jì)，可以讓學(xué)生對(duì)兩個(gè)電阻在不同條件下電熱的比較，明確比較的條件或前提。從而改變“電熱與電阻的關(guān)系”的片面認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步可建立起“在純電阻電路中，電功率與電阻的關(guān)系”。通過(guò)變式例題，強(qiáng)化“電功率與電阻的關(guān)系”，解決“電功率大小的判斷”難點(diǎn)。在教學(xué)實(shí)踐中，根據(jù)學(xué)生反饋，該變式的使用效果良好。

在新課程在背景下，“變式”不能玩“純變式”，為“變式”而“變式”;“變式”不能成為增加學(xué)生課業(yè)及思維負(fù)擔(dān)的“機(jī)械變式”;“變式”不應(yīng)脫離新課程標(biāo)準(zhǔn)的“空動(dòng)變式”?！白兪健睉?yīng)以新課程教學(xué)理念為基點(diǎn)，有選擇性根據(jù)實(shí)際科學(xué)內(nèi)容進(jìn)行“變式”教學(xué)的研究、設(shè)計(jì)及布局，科學(xué)、合理運(yùn)用“變式”教學(xué)，體現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)。加強(qiáng)學(xué)習(xí)、研究、反思各種教學(xué)方法，不斷探索新的教學(xué)方法，提高教學(xué)效率和質(zhì)量，當(dāng)為與時(shí)俱進(jìn)的教師素養(yǎng)。讓“變式”教學(xué)成為初中科學(xué)課堂中放飛老師和學(xué)生思想的共同翅膀。

（作者單位：杭州市富陽(yáng)區(qū)銀湖中學(xué)）