基于類(lèi)比遷移的初中物理教學(xué)課例分析

吳曉雯

摘 要：本文基于中學(xué)物理新課程標(biāo)準(zhǔn)，以“測(cè)量電壓”課題為例，用類(lèi)比教學(xué)策略，創(chuàng)設(shè)高效課堂的思路設(shè)計(jì)一節(jié)課例，將初中生的思維發(fā)展水平，用合適到位的類(lèi)比與高效課堂實(shí)現(xiàn)有機(jī)結(jié)合。

關(guān)鍵詞：初中物理；概念教學(xué)；類(lèi)比遷移；高效課堂

1 研究背景

物理概念是客觀事物的物理共同屬性和本質(zhì)特征在人頭腦中的反映，是物理事物的抽象，是觀察、實(shí)驗(yàn)和思維相結(jié)合的產(chǎn)物，使學(xué)生形成、理解、掌握物理概念，進(jìn)而掌握物理規(guī)律、發(fā)展認(rèn)識(shí)能力，是中學(xué)物理教學(xué)的核心內(nèi)容之一[ 1 ]。對(duì)于電壓這個(gè)概念，在初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)中，其要求學(xué)生能夠理解，不做掌握要求。但電壓這一概念作為初等電學(xué)的三大基礎(chǔ)概念之一，貫穿整個(gè)初中電學(xué)，電壓概念的理解是否清晰，會(huì)對(duì)學(xué)生構(gòu)建電學(xué)知識(shí)體系產(chǎn)生直接的影響。因而研究電壓概念的教學(xué)是有相當(dāng)?shù)膬r(jià)值與必要。在教育心理學(xué)中，教育家對(duì)概念教學(xué)也有提出較多的策略；同時(shí)，在電壓概念的教學(xué)中，類(lèi)比策略也是老生常談，但本案例的類(lèi)比教學(xué)將基于有意義的學(xué)習(xí)理論，以類(lèi)比遷移作為教學(xué)思維開(kāi)展電壓概念的教學(xué)，并以提出合適到位的類(lèi)比方案展開(kāi)。下面通過(guò)“測(cè)量電壓”的教學(xué)案例，以創(chuàng)設(shè)高效課堂的類(lèi)比教學(xué)方法做一簡(jiǎn)要的闡述。

2 “測(cè)量電壓”教學(xué)課例

2.1 課標(biāo)解讀及教材分析

本文以“測(cè)量電壓”為例，基于類(lèi)比遷移，高效課堂的初中物理教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。該課題選自滬科版九年級(jí)物理第十四章第五節(jié)。本節(jié)課程結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一是電壓的概念教學(xué)，二是學(xué)習(xí)電壓的測(cè)量。由于電壓的測(cè)量在本章節(jié)中既是重點(diǎn)又是難點(diǎn)，對(duì)于剛接觸電學(xué)的九年級(jí)學(xué)生而言，知道電壓電源是提供電壓的裝置以及電路中形成電流的原因，本就可以了。對(duì)于電壓的定義、單位伏特的物理意義不需涉及過(guò)深，因?yàn)殡y度過(guò)深學(xué)生不易理解，適得其反。教材中用水流類(lèi)比電流、用水壓類(lèi)比電壓對(duì)于學(xué)生來(lái)講比較生動(dòng)、形象，容易被學(xué)生接受，為了便于學(xué)生理解電壓的作用。但教學(xué)中在用水壓類(lèi)比電壓的環(huán)節(jié)，書(shū)面語(yǔ)言過(guò)于簡(jiǎn)略，學(xué)生對(duì)水壓的概念亦是陌生的，故此，在電壓概念的教學(xué)中，應(yīng)當(dāng)將類(lèi)比進(jìn)行得更加合適到位。

2.2 教學(xué)目標(biāo)確定

通過(guò)類(lèi)比遷移，理解電壓。經(jīng)歷水壓類(lèi)比電壓的概念教學(xué)過(guò)程，學(xué)生能夠順向遷移，獲得物理知識(shí)，以及加強(qiáng)遷移能力的學(xué)習(xí)。在類(lèi)比學(xué)習(xí)的過(guò)程中，獲得知識(shí)構(gòu)建的成功體驗(yàn)。

2.3 教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

2.3.1 創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，帶入課程啟動(dòng)感

本節(jié)課通過(guò)flash動(dòng)畫(huà)引入，flash動(dòng)畫(huà)截圖如圖1所示。教師播放flash，通過(guò)層疊式的問(wèn)題引入水位差進(jìn)而引出水壓概念，并且讓學(xué)生明白本場(chǎng)景中，能夠產(chǎn)生水壓的部件是抽水機(jī)。

問(wèn)題一：水輪機(jī)為什么會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)呢？

有水流流過(guò)水輪機(jī)，水流推動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。

問(wèn)題二：水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)后一會(huì)兒為什么會(huì)停下來(lái)呢？

當(dāng)左邊的液面高度與右邊液面高度相平時(shí)，水就不再流動(dòng)。此處，引入水位差，這里把液面高度定義為水位，開(kāi)始時(shí)，左邊液面高，就說(shuō)左邊的水位高；右邊液面高度低，就說(shuō)右邊的水位低。因?yàn)樽笥宜徊町愋纬闪怂徊罴此畨海瑢?dǎo)致了水流的形成。綜上即可知，水壓是產(chǎn)生水流的原因，是水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)的本質(zhì)原因。

問(wèn)題三：如何使水輪機(jī)持續(xù)不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)？

要想讓水輪機(jī)持續(xù)不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，就必須有持續(xù)不斷地水流流過(guò)水輪機(jī)。要有持續(xù)的水流，就必須保持一定水壓，即左右兩邊具有一定的水位差，或者說(shuō)是讓左邊的液面始終高于右邊的液面。

問(wèn)題四：如何確保左右兩邊的水壓呢？

要保證左右兩邊具有一定的水壓，就必須保證左右兩邊的水位差，就必須將右邊的水源源不斷地運(yùn)輸?shù)阶筮叄\(yùn)水的方式可以手動(dòng)舀，也可以借助抽水機(jī)，但顯然使用抽水機(jī)是更好的辦法。因而選用抽水機(jī)是為該系統(tǒng)提供恒定的水壓。本部分與書(shū)本類(lèi)比較大區(qū)別的地方是：沒(méi)有一步到位引入水壓的概念，而是從液面差過(guò)渡至水位差，從而再引入水壓，這樣有助于學(xué)生建立水壓體系，給后面的遷移類(lèi)比奠定知識(shí)基礎(chǔ)，或者說(shuō)是建立前概念。

2.3.2 運(yùn)用類(lèi)比策略進(jìn)行電壓概念教學(xué)

本節(jié)課重在電壓測(cè)量的教學(xué)。但電壓概念的教學(xué)能否順其自然的過(guò)渡，則成為了該課成功失敗的節(jié)點(diǎn)之一。本節(jié)課基于前概念，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)了水壓的前提下，將水壓的知識(shí)順向遷移至電壓，幫助學(xué)生對(duì)電壓概念的理解。類(lèi)比水壓的引入方式，以層進(jìn)式問(wèn)題進(jìn)行，圖2為該部分flash教學(xué)示意截圖，以下是該部分的設(shè)計(jì)：

問(wèn)題一：為什么合上開(kāi)關(guān)，小燈泡就會(huì)發(fā)光？

合上開(kāi)關(guān)，有電流流過(guò)小燈泡，故而小燈泡發(fā)光。類(lèi)比項(xiàng)：關(guān)閉閥門(mén)，有水流流過(guò)水輪機(jī)，故而水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。

問(wèn)題二：小燈泡一直發(fā)光的條件是什么？

要小燈泡一直發(fā)光，就必須有持續(xù)的電流通過(guò)小燈泡。類(lèi)比項(xiàng)：要水輪機(jī)一直轉(zhuǎn)動(dòng)，就必須有持續(xù)的水流流過(guò)水輪機(jī)。

問(wèn)題三：如何產(chǎn)生持續(xù)不斷的電流呢？

水流是由于水分子的定向移動(dòng)形成的，由于左邊水位高，右邊水位低，水分子從左往右定向移動(dòng)形成水流，當(dāng)左右兩邊存在一定的水位差即水壓時(shí)，水分子將持續(xù)不斷地從左往右定向移動(dòng)形成持續(xù)不斷的水流。持續(xù)的水壓是形成持續(xù)不斷的水流的原因。電流是由正電荷的定向移動(dòng)形成的，在電源的兩端，正極所處的電位高，負(fù)極所處的電位低，就像水位。電源的正負(fù)極就有了一定的電壓，正電荷就在電壓的作用下從電位高的正極定向移動(dòng)到電位低的負(fù)極，從而形成了電流。當(dāng)電源的兩端存在一定的電位差即電壓，則正電荷將持續(xù)不斷地定向移動(dòng)形成持續(xù)不斷的電流。電壓產(chǎn)生了電流。

綜上，電壓是形成電流的原因，電源是提供電壓的裝置。

2.3.3 將類(lèi)比進(jìn)行到底，類(lèi)比電流表學(xué)習(xí)電壓表

電壓表與電流表在結(jié)構(gòu)以及使用上都具有非常多的相似之處，也就是遷移理論中說(shuō)到的相同元素。當(dāng)兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)具備相同的元素時(shí)，那么這兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間就可以進(jìn)行遷移學(xué)習(xí)，在教學(xué)中即可以使用類(lèi)比教學(xué)策略。為了提高課堂效率，維持學(xué)生興趣高潮，采用了類(lèi)比的教學(xué)方式，從已有經(jīng)驗(yàn)認(rèn)知與前概念等已有知識(shí)出發(fā)，簡(jiǎn)短過(guò)渡學(xué)習(xí)電壓表的基本使用規(guī)則。以我們教學(xué)的電壓表與電流表為例，電壓表在結(jié)構(gòu)上與電流表的共同元素有：正負(fù)接線(xiàn)柱，指針，表盤(pán)，調(diào)零旋鈕等；在使用上與電流表的共同元素有：使用時(shí) “正進(jìn)負(fù)出”，不可反接，不可超量程使用等。因而在該環(huán)節(jié)的教學(xué)中，存在可類(lèi)比項(xiàng)，將類(lèi)比進(jìn)行到底，從結(jié)構(gòu)到使用，一一復(fù)習(xí)電流表的使用，后由學(xué)生類(lèi)比遷移，自主學(xué)習(xí)電壓表的使用，并且對(duì)簡(jiǎn)單電路各個(gè)元件兩端電壓的測(cè)量。

2.3.4 課后發(fā)散思維訓(xùn)練

本節(jié)課內(nèi)容較多，難度性較大。基于提高該堂課的高效性，以及學(xué)生對(duì)類(lèi)比思維的接受與遷移，課后設(shè)計(jì)了一個(gè)交叉學(xué)科型的遷移性作業(yè)。題目：本節(jié)課采用水壓類(lèi)比電壓的方式，來(lái)幫助大家理解電壓的概念。通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，你是否可以聯(lián)系實(shí)際生活，或是已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的其他學(xué)科知識(shí)，提供一種新的思路，來(lái)認(rèn)識(shí)理解電壓。比如用血壓來(lái)類(lèi)比電壓，是否可行，若是可行，請(qǐng)你畫(huà)出你的草圖，并將每一個(gè)類(lèi)比項(xiàng)或相似的地方寫(xiě)出或者標(biāo)出。

設(shè)計(jì)意圖：該題目具有一定的思維啟發(fā)性，對(duì)類(lèi)比思維的訓(xùn)練而言是很好的體驗(yàn)，雖有一定的難度，但此問(wèn)題正好設(shè)置于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，有助于思維的訓(xùn)練，同時(shí)也十分有益于興趣的激發(fā)與維持。

3 小結(jié)

物理概念的教學(xué)方式多種多樣，一個(gè)相同的概念就可以有多種不同的教學(xué)策略，“教無(wú)定法”也許是說(shuō)的就是如此吧。基本概念，在物理學(xué)中猶如奠基石，一塊殘缺，物理的大廈也許就會(huì)有些許的傾斜，故而概念教學(xué)必須給予高度重視。類(lèi)比教學(xué)是在物理概念教學(xué)中經(jīng)常使用的教學(xué)策略之一，在電壓這個(gè)物理概念面前，不同的教員有不同的方法，但合適到位的類(lèi)比，也許會(huì)減小學(xué)生學(xué)習(xí)概念的難度。而本課例中，沒(méi)有選擇直接從水壓過(guò)渡到電壓教學(xué)，而是選擇引入“水位差”、“水壓”、“電位差”來(lái)漸漸引出電壓，符合該階段學(xué)生的思維層度，亦也可以達(dá)到學(xué)生聽(tīng)懂理解的層次，學(xué)生接受率較高。因此，從本節(jié)課的類(lèi)比而言是合適到位的，從學(xué)生接受程度而言該課堂是高效有用的。

參考文獻(xiàn)：

[1] 閻金鐸，郭玉英. 中學(xué)物理教學(xué)概論[M]. 北京： 高等教育出版社， 2009： 139.