基于學生思維的初中歐姆定律教學

李 嘯

(江蘇省南京市揚子第一中學,江蘇 南京 210048)

基于學生思維的初中歐姆定律教學

李 嘯

(江蘇省南京市揚子第一中學,江蘇 南京 210048)

初中歐姆定律教學始終是初中物理教學的難點,諸多地區開展的公開課、名師幫扶課時常選擇歐姆定律一節作為課題．教學過程中如果遵循教材擬定思維邏輯進行教學勢必會導致學生認知沖突,課堂教學流程看似完成實則事倍功半,學后測評學生不能達到良好績效,究其原因是因為教師長期教學被教材固化的教學思維與學生自我認知相互沖突,挖掘學生的前概念,獨辟蹊徑方可事半功倍．

初中； 歐姆定律；教學

以現行江蘇鳳凰科學技術出版社編寫的蘇科版教材為例,第14章第3節歐姆定律,教材呈現的邏輯順序如圖1.

圖1

由教材展現的邏輯體系不難看出,教材在處理探究I與R的關系實驗中,借用了探究I與U的實驗電路圖,這樣設計的初衷便于學生理解,然而實際教學中發現,學生容易出現以下問題:一是實驗對象的選擇不明確,學生普遍認為研究對象應為滑動變阻器非定值電阻R,二是實驗中研究I與R的關系,通過何種方法控制定值電阻R兩端電壓,學生常感到困惑,在此處教師的處理方式常采取灌輸式,直接告訴學生調節滑片P控制定值電阻R兩端電壓保持不變．學生為什么會在兩個實驗的過渡環節出現困難,筆者進行了診斷性測試．

提供給學生電源(電池組)一個、電流表、電壓表各一個、滑動變阻器0～20Ω一個、單刀單擲開關一個、1～15Ω各種阻值的定值電阻、導線若干,請學生自主設計探究I～U、I～R關系的實驗電路圖,對于I～U實驗電路圖設計情景與上述一致,但學生設計的I～R實驗電路圖各式各樣,體現學生對實驗的自主理解,出現頻率較高的電路圖如圖2、3.

針對圖2和圖3,由于知識局限,學生認為路端電壓是恒定不變的,所以設計成只有一個元件的簡單電路,就能保證調節滑動變阻器的滑片P和更換定值電阻R時,電路元件兩端電壓保持不變．

圖2

圖3

圖2中,學生選擇滑動變阻器作為研究對象也是理所當然,只需調節滑片P就可以輕松改變電阻,滑動變阻器兩端電壓恒定不變始終為電源電壓,讀出電流表示數即可完成實驗．

矯正原則：指出移動滑片P雖能改變滑動變阻器阻值,但滑動變阻器阻值無法直接讀出,即使通過分段標注形式,由于滑片P與電阻絲接觸處有一定線度并非點接觸,仍然會導致電阻假定值偏差較大,所以不能選擇滑動變阻器作為研究對象．

圖3中,學生選擇定值電阻作為研究對象,認為在更換各種阻值的定值電阻后,定值電阻兩端的電壓始終為電源電壓,讀出電流表示數即可完成實驗．

矯正原則：初中階段學生未接觸電源內阻概念,不了解路端電壓會隨外電阻大小的改變而發生變化,可組織學生按如圖4所示進行實驗,通過電壓表監測路端電壓變化．

圖4

將5Ω電阻接入電路,測出電壓和電流,再更換10Ω和15Ω,數據記錄如表1.

表1

從表格中不難發現,隨著接入定值電阻阻值的增大,定值電阻兩端電壓顯著增大,電源內阻分壓不可忽略,無法控制R兩端電壓相等．這時教師不遺余力可提出單獨接入電阻元件無法控制電壓相等,通過何種方法可以控制R兩端電壓相等?比起生搬硬套,這種方式的引導更符合學生思維邏輯,力在突破學生知識瓶頸,深刻體會理想與現實間的差距．

建構主義學習理論認為:學習不是由教師簡單地把理論傳遞給學生,而是由學生自主建構知識體系的過程．學習是以自我原有的知識經驗為基礎,對新信息進行重新的認識和編碼,在這一過程中,學習者的新舊知識經驗之間,學習者與學習環境之間發生相互作用,從而引發其認知結構的重組,其理論核心可概括為:以學生為中心,強調學生對知識的主動探索、主動發現和對所學知識的主動建構．在課堂教學中設置思維沖突,正式激發學生自主學習、自主探究,促使學生積極主動構建新知識系統的有效方法．

上述案例中不難發現,通過學生自主設計電路,有效利用學生原有知識結構與新問題之間矛盾創設思維沖突,讓學生感到困惑、迷惘,從而激發學習興趣,產生強烈的探究欲望．利用對比實驗產生的截然不同結果,讓學生產生感官刺激,引發學生思維沖突,喚起學生對物理科學事實的探究熱情,幫助學生正確理解物理規律,培養學生科學思維能力．

教師也不再是教材的傳聲筒,不拘泥于教材限定的固化思維,順應學生思維,尊重學生的學習品格,有效把握動態生成,這不經意的改變或許會成為課堂教學中一個預料之外的精彩之舉．

1 高文,徐斌艷,吳剛.建構主義教育研究[M]. 北京:教育科學出版社,2008.

2 蔡劍.在科學探究中凸顯“過程與方法”之實施要素——以“歐姆定律”課堂教學為例[J].物理教師，2015(9)：5-8.

2016-08-21)