基于活動的教學設計

周維+蔣曉霞

摘要：為體現課堂教學中學生的主體地位以及教師的主導性作用，本文以“歐姆定律”為例，以師生活動為主線進行教學設計，設計了三個活動項目，試圖通過活動引發(fā)學生的認知沖突，從而使學生在原有認知結構的基礎上進行有意義的建構。

關鍵詞：歐姆定律；活動；認知沖突；知識建構

課堂教學要體現學生的主體地位，使學生由過去的聽眾變?yōu)檠輪T，積極主動地進行自主、合作、探究，從而真正成為課堂的主人。教師則由過去的演員轉變?yōu)閷а荩谡n堂上以組織者、引導者、合作者、幫助者的身份參與到學生動態(tài)信息交流中。為了使教師的“導”和學生的“演”很好地結合起來，課堂中設計一系列有效的教學活動就顯得尤為重要。本文就“歐姆定律”這一節(jié)談一談基于活動的教學設計。

活動一：根據初中所學知識，以小組為單位設計一個測量電阻的電路圖。

設計意圖：教材（人教社3-1）中關于“歐姆定律”一節(jié)，一開始就用滑變的分壓接法來研究導體的電流-電壓關系，文中雖然注明“其原理將在以后討論，在此暫不涉及”，但是對學生而言，這種障礙會干擾他們的正常學習。因為學生頭腦中只有初中的基礎，他們習慣上是把滑變串聯在電路中，也就是限流接法。所以，本人認為，如果直接按照課本的方法來進行探究的話，可能會增加學習的難度。為此，我設計了活動一，直接讓學生用學過的方法自主設計一個測量導體電阻的電路圖。這樣做的目的是讓學生回顧初中所學的方法，包括基本電路的連接，電流表、電壓表的使用，滑變的連接和使用。這樣可以讓學生通過復習的方法，在學習新知識以前認識到自己原有的認知以便進一步建構新的知識體系。

活動成果展示：各小組展示自己設計的電路圖。大多數小組的電路如圖1所示，都能把電流表串聯、電壓表并聯在電路中，但沒有想到要用滑動變阻器來改變電流、電壓。還有不少小組設計的電路圖中沒有考慮電鍵，個別小組用了滑動變阻器，但是他們的滑變都是按限流方法來連接的（如圖2）。

活動反饋：學生對電流表串聯、電壓表并聯的使用方法印象非常深刻，但對電路的基本構造（電源、開關等）和滑變在電路中的調節(jié)作用不太熟悉。

活動二：小組討論，當記錄下多組電流（I）、電壓（U）值后，可以用哪些方法測出導體的電阻（R）？

設計意圖：這個活動的設計是為了讓學生從方法上回顧電阻的定義過程，可以用比值法或圖象法得到電阻值。

成果交流：小組討論后，各小組選一名代表進行組間交流。

活動反饋：學生組間交流的結果和教師預設的情況有一些出入。其中用比值法定義電阻是大家比較熟悉的，但是對圖象法就不太熟悉了，這也解釋了活動一中為什么大多數學生想不到用滑動變阻器的道理。尤其是圖象中只知道用UI圖來計算電阻，不知道也可以用IU圖來計算電阻。

點撥提升：除了可以用UI圖反映導體的電壓-電流關系，還可以用IU圖來反映兩者的關系。兩張圖均是通過原點的一條直線，即呈線性關系，但是兩者斜率的物理意義不同，前者表示導體的電阻，后者則表示電阻的倒數。（圖3）

活動意義：活動二從方法上對學生進行了一次自我檢測，同時使學生認識到自己認知上存在的不足。教師可以及時幫助學生進行知識同化，將U-I圖的方法拓展到IU圖，一方面使學生對電流—電壓的正比例關系認識得更加完整、科學，同時對圖象中斜率的物理意義有了更科學的認識，使學生對圖象的認識從數學的角度提高到物理層面。

活動三：分小組利用電流、電壓傳感器探究小燈泡的伏安特性曲線。

設計意圖：學生對導體的認識只停留在電阻不變的基礎上，初中的學習使他們以為所有導體的電阻都是一成不變的。所以當出現小燈泡電阻發(fā)生變化的現象時，會使他們產生“頭腦風暴”的作用，這也應該是教材在此的編寫意圖。通過本次活動進行實驗探究，讓學生體驗這一認知沖突，從而對原有認知進行“順應”式建構。學生會對導體電阻的電流—電壓關系從線性向非線性過渡，從而對導體伏安特性形成完整的認知體系。

活動導學：為了盡可能多地記錄電流表和電壓表的數據，使小燈泡的電壓從0逐漸增加到額定電壓，這里滑動變阻器要用分壓接法，所以教師在此應作相應說明。但重點不是說明原理，而是關于滑變的接法。教師可利用實物展示的方法告知學生滑變應接入三個接線柱以及本實驗電路圖的連線順序。首先連接電源開關與滑變所在回路（Ⅰ），接著連接滑變、小燈泡和電流傳感器所在的回路（Ⅱ），最后接入電壓傳感器（Ⅲ）（圖4）。同時滑變的滑片應從電壓為零（圖中最左端）開始滑動。

活動成果交流：有的小組電路因為連線不成功，實驗現象沒有觀察到；有的小組成員分工合作，有人負責將傳感器的數據線與電腦連接，有人負責電路的連線，有人負責滑變的調節(jié)，有人負責電腦的操作，活動完成得井然有序，效果理想。

活動反饋：影響本次活動的成敗因素很多。首先，實驗電路圖比較復雜，尤其是滑變的分壓連接影響了學生對本實驗的理解，也導致實驗操作無法順利進行。第二，學生個體對接線的熟練程度不一，影響了實驗進度。第三，實驗器材本身的原因也影響了實驗無法順利進行。有的小燈泡與燈座的連接不好，有的導線出現了問題，有的是開關接觸有問題。最后，傳感器使用不熟練也是一個重要原因。

活動意義：雖然這次活動有很多不足之處，但是學生對探究的過程有了深刻的認識。既鍛煉了動手能力，又擴大了視野，從成功的小組中知道了小燈泡的電流-電壓不再是一條直線，而是一條曲線。為下次用電流表和電壓表測量數據并用手動繪圖打下了基礎。

點撥提升：每個導體的電流-電壓關系都不盡相同。有的IU圖是直線，有的則是曲線，這些都稱為導體的伏安特性曲線。伏安特性曲線呈直線的元件叫做線性元件，伏安特性曲線呈曲線的元件叫做非線性元件。歐姆定律是個實驗定律，適用于金屬和電解質溶液，對氣體和半導體元件并不適用。

根據皮亞杰的認知建構主義理論，在學習時，只有產生認知沖突才能激起學生的求知欲和探索心理，促使學生進行認知結構的同化與順應。同時，皮亞杰也是“活動教學法”的積極倡導者。他認為，活動是兒童學習的基礎，是教學的起點，活動應貫穿教學的始終。為此，本課設計了三個活動，活動一讓學生與同伴交流時不同觀念進行碰撞引起認知沖突，從而對原有認知進行自覺同化。活動二讓學生意識到自己與教師觀念不一致引起認知沖突，發(fā)現原有知識的不足從而主動進行同化。這種同化不只是停留在物理概念上，而是從物理方法上進行同化，使學生對圖象法的認識有所提高。活動三使學生在探究中產生認知沖突，通過探究發(fā)現導體電阻發(fā)生變化，這是對已有經驗產生的沖突，會產生認知心理的不平衡，同時促使學生調整原有的認知結構，使認知水平上升到更高的水平。

參考文獻：

[1]陳瑞芳，鄭麗君.皮亞杰認知發(fā)展理論及其對當代教育教學的啟示[J].當代教育論壇，2007，5.

[2]王建玲，李建云，孫德花.建構主義學習理論對教學的啟示[J].《教學與管理》，2007，5.

作者簡介：周維，江蘇省宜興市，江蘇省宜興市和橋高級中學；蔣曉霞，江蘇省宜興市，江蘇省宜興市和橋高級中學。endprint