變通物理教材 讓學生情智漸進
——以“家庭電路與安全用電”教學為例

(江蘇省海門市東洲中學，江蘇 南通 226100)

筆者在執教蘇科版“家庭電路與安全用電”的過程中，根據學生的自主學習、已有知識與技能、興趣取向等，對原有的教材進行適當調整，在問題與情境的引領下，達成學生的知識與技能的漸進建構，也以此引導學生思維的循序漸進，最終在達成教學目標的同時，促進學生的思維生長、智力提升、興趣倍增。

“家庭電路與安全用電”是與學生生活息息相關的教學內容，雖然這部分內容到初三下學期才開始學習，但是對于學生而言，他們已經了解很多家庭用電常識，只是比較零散、膚淺而已。因此，在教學的過程中，我們就要準確鎖定這一最近發展區。為此，筆者在課堂教學中采取了以下調整，取得良好的教學效果，現與大家分享。

1 以情啟知——你敢換嗎

結合學生的興趣愛好，為學生創設興趣和思維生長點，能較快地提高學生的參與度與思維度，為課堂活動豎起明確的指向標。在教學引入環節，筆者給學生創設了輕松愉悅的情景，并啟發學生思考。通過PPT提供一幅燈泡燒壞了的情景，問學生：你敢不敢把新燈泡換上去？而這一看似簡單的問題，卻讓學生興奮不已，學生大部分說不敢，你一句，他一句。此時教師借助學生的興奮勁，稍等片刻后，讓學生靜下來，再提出問題，其實提問前學生的議論是基于教師所創情景產生的自然交流和討論，啟發了學生的無意思維，也激發了學生的真思維，架起學生已有知識、技能與所學內容的橋梁。于是，教師針對學生的已知與未知，開啟了學生的思維之旅。

問題1：你為什么不敢換？

生1：有電。

問題2：那么前幾天我們在做伏安法測電阻等實驗時，那里也有電啊？你怎么不怕？

生2：那個電壓小，不會觸電，家庭電路的電壓是220V，會觸電。

學生在回答問題中出現了兩個常識性的概念，分別是“觸電”和“220V”，此時我們可以在他們已有認知的基礎上，對照如圖1所示的家庭電路，學生可以獲知火線和零線之間的電壓為220V，火線和地線之間的電壓為220V，而零線和地線之間的電壓為0V。并結合圖2所示的模擬情景，思考哪個模擬小人將觸電，為什么？此時，教師啟發學生結合剛才對“U火零=220V、U火地=220V、U零地=0V”這三個電壓值的認識，對照圖2進行獨立思考，然后再進行交流、辯論，以理服人。比如，在圖2乙中，學生注意到：雖然該模擬小人右手接觸火線，但是人卻站在絕緣的小凳子上，此時是斷路，所以不會觸電。而圖2丙卻不一樣，因為人站在地面上，相當于接觸了地線，而火線和地線之間的電壓是220V，所以會觸電。借助學生的思考和交流，教師順水推舟，讓學生畫出電流的路徑，并進一步讓學生認識什么是單線觸電、什么是雙線觸電。

圖1

圖2

2 以踐啟智——你會接嗎

“家庭電路”本身就是一節實踐性很強的實用技能課，但是基于它的危險性，課堂中很難真正全面落實實踐操作這一要求。教師在課堂中必須關注一個基本原則：安全，無論是安裝、維修還是正常使用，我們都必須保證使用者的人身安全和家用電器的安全，并把這一原則落實到實踐中。為此，我們可以借助模擬的家庭電路結構圖，啟發學生對電路連接進行辨別，真正讓學生把“安全”和“連接”一一對應起來，達到知其然并知其所以然的教學效果。在這種學習遞進下，學生不僅掌握了基本的連接要領，更會將安全意識滲透到日常行為中。教師利用電路圖來啟發學生的思考，把剛才對“觸電”的認識提升至安全用電的高度。

在電燈與開關的連接中，教師是通過圖片逐一呈現、學生逐一辨析的形式來啟發學生的思維，循序漸進達成教學目標。

問題1：家庭電路中的電燈能像圖3甲這樣連接嗎？為什么？

圖3

生1：不能，因為不經過開關，電燈就接到火線和零線兩端，它們之間的電壓為220V，所以開關沒有起到控制電燈的作用。

生2：開關閉合時，把電源給短路了，會產生安全問題。

問題2：那么，能像圖3乙這樣連接嗎？為什么？

生3：不能，因為閉合開關后，電燈兩端都接在火線上，并沒有形成回路，所以電燈不能工作。

在此期間，教師針對每幅圖，給學生足夠的思考時間，并允許學生在小范圍交流自己的觀點和意見，最終呈現大家統一的觀點。這種自發性的獨立思考與小組合作相結合的形式，既能完成知識的自主構建，又能巧妙地達成“兵教兵”的隱性分層的良好效果。

問題3：那么，圖3丙和圖3丁中的連接對嗎？為什么？

學生沉思了一會，再次自發交流起來，有學生表達了觀點，并闡述自己的理由。無論學生的觀點是否正確、理由是否充足，學生都沉浸于情境之中，并對之進行深入分析、交流，產生觀點碰撞。

生4：都可以，因為閉合開關后電燈都接到了火線或零線中，電燈兩端的電壓為220V，能正常工作。

此時，為了進一步激發學生的思考，教師可追問：你們是否支持該同學的觀點？有不同意見嗎？理由是什么？

一連串的問題提高了學生的思維興奮點，教師給予學生充分的思考與交流的時間，教師則巡視教室，了解學生的思維動向和深度，可以適時啟發學生：如果燈泡壞了，要更換燈泡，你覺得哪種接法更安全？

生5：選擇圖3丁的連接法。在更換燈泡時，如果我們采用圖3丙的連接方式，在斷開開關時，電燈仍然接在火線上，人與燈泡接觸時相當于接觸火線，這樣和沒有斷開開關一樣，屬于帶電操作，非常危險。

針對“開關和電燈在家庭電路中到底該怎么接，為什么要這樣接”這一問題，在保障安全的原則下，通過學生自主思考、教師適時啟發，問題迎刃而解，而家庭電路中其他元件的連接也同樣水到渠成。

3 以辨啟思——你會辨嗎

在整個分析和連接的過程中，學生們發現：火線無論和零線相連還是和地線相連，都會形成回路。因此，為了防止觸電事故的產生，為了確保連接的安全、科學，正確辨別火線是需要解決的關鍵問題。為此，測電筆的正確使用及其使用原理也成了本節課的重要內容。筆者運用以下3個環節來啟發學生的思考，使學生在思考和實踐中達到“會辨”的目標。

3.1 測電筆展示

為每個小組配備一支如圖4所示的測電筆，讓學生將測電筆拆開，對照書本了解測電筆的基本結構，認識其中的每個元件。

圖4

3.2 原理剖析

教師介紹測電筆的使用要領，并結合動畫將電流路徑展現給大家，然后利用以下4個問題啟發學生，從而揭秘測電筆的測量原理，讓學生放心大膽地去使用測電筆。

問題1：你覺得人體和測電筆是串聯還是并聯？

問題2：使用測電筆時有電流流過人體，人卻安然無恙，這是什么原因？

問題3：你知道測電筆內部高電阻的作用嗎？

問題4：如果在測量時，手接觸到筆尖的電極將會導致什么后果？

問題由淺入深、由點及面，讓學生在問題的引領下，經歷深入的獨立思考，并通過小組合作、交流，在討論與觀點碰撞中將問題一一解決，掌握測電筆的使用原理。

3.3 實踐訓練

讓學生結合剛才的認識演示測電筆的使用，做第一個吃螃蟹的勇士，接著每個學生都試一下，辨別雙孔插座中哪一個是火線哪一個是零線。實踐操作讓學生興奮不已，也讓學生在真正的實踐中走近電、認識電、了解電。

在操作實踐中，每個學生從不敢用測電筆到興奮地使用測電筆進行火線、零線的辨別，學生不僅知道了測電筆的工作原理，也學會了測電筆的使用，開啟了家庭電路實踐研究的第一步。

4 以用啟慧——你會診嗎

在家庭用電中常會出現電路故障，我們要引導學生通過本節的學習，讓學生根據故障現象，利用測電筆，初步診斷電路的故障，讓學生在經歷與分析的基礎上，擁有這項基本技能。為此，教師再次呈現模擬家庭電路，讓學生經歷電路故障檢測與分析過程，一方面訓練測電筆的使用，另一方面開啟電路故障的診斷訓練，啟發學生達成從“直流電電路圖”轉換到“家庭電路電路圖”的分析。教師呈現如圖5所示的電路，閉合開關，燈泡L不發光(教師已經讓其中某一處斷路了)，此時，讓學生利用測電筆，通過檢測來判斷電路可能出現的故障，而教師則結合學生的檢測，運用問題串引導學生的實踐。

圖5

診斷1：學生1先斷開開關S(小心翼翼，有點緊張)，然后用測電筆檢驗a點的發光情況。

問題1：a點發光說明什么？

學生1：上面那根線是火線，也說明火線沒有斷路。

問題2：此時電流路徑是什么？

學生1：電流經過a點后，經過測電筆、人體，再經過大地，形成回路。

問題3：如何檢驗ad段是否出現斷路呢？誰來診斷一下？

診斷2：學生2閉合開關S，用測電筆檢驗d點是否發光，發現d點也發光。

問題1：d點發光又說明什么？

學生2：說明ad段是通路。

問題2：此時的電流路徑是什么？

學生2：電流經過ad，然后經過測電筆、人體、大地，形成回路。

問題3：那此時閉合開關S，燈泡L不發光說明什么？

此時學生在猶豫中。

問題4：你覺得是d后面那段導線是斷路，還是短路呢？

學生2和其他同學異口同聲地回答：斷路。

問題5：我們如何判斷d后面的導線斷路了？你能進一步診斷嗎？

診斷3：學生3上來，仍然閉合開關S，用測電檢測c點，發現在c點不發光。

問題1：在c點不發光說明什么？

學生3：說明dc段斷路了，所以不發光。

問題2：那你覺得此時b點會發光嗎？

學生3：不會，因為dc斷路了，在b點無電流。

學生3邊回答邊非常自信地給大家演示，得到全班同學的一致認可。

至此，學生已經學會熟練使用測電筆，并結合電路現象進行初步的分析與診斷，學以致用，技能得到有效的訓練。此時教師可以結合學生的學習能力和基礎，拋出新的問題，可以作為課堂問題的提升，也可以作為學生課后學習的拓展延伸，具體結合課堂的進程和學習的生成而定，問題為：“如果測電筆在c點發光，但是燈泡L還不發光，又說明哪里斷路呢？”

將課堂教學按照學生的知識生長和興趣生長方向進行如上的調整與安排，學生不僅興趣漸濃，而且能力漸升，學生在發現與解決問題的過程中達成情智雙豐收的效果，并在最后一個具有挑戰的問題下達成學以致用的升華，也在深入的體驗中感受到安全與用電是相輔相成的，那就是安全了才能用電，用電必須安全。