積木法在初中科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

鄭麗麗

摘要：積木法就是類似搭積木一樣，將一個復(fù)雜的器件拆分成不同的結(jié)構(gòu)，然后再進行重新搭建，化整為零、以零湊整。初中科學(xué)教學(xué)中存在許多復(fù)雜的器件，例如，滑動變阻器、托盤天平、彈簧測力計，其結(jié)構(gòu)構(gòu)造、工作原理及使用方法就是重點難點。采用積木法進行教學(xué)，既幫助了學(xué)生對復(fù)雜器材結(jié)構(gòu)的認識，也順勢解決學(xué)生對工作原理和使用方法的理解難點。

關(guān)鍵詞：積木法;問題鏈;

中圖分類號：G633.7文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1992-7711（2020）06-064-1

一、研究背景分析

在初中學(xué)科學(xué)教學(xué)過程中，常常需用到許多實驗器材，例如，滑動變阻器、托盤天平、彈簧測力計等。這些儀器其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，學(xué)生在使用過程中對其工作原理和使用方法一知半解。

滑動變阻器是初中科學(xué)電學(xué)實驗中重要的實驗儀器，電學(xué)實驗中常常需要使用滑動變阻器來改變電路中的電流、電壓。但是滑動變阻器的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，部件多、接線柱多。教學(xué)中往往直接展示滑動變阻器的模型，沒有對其構(gòu)造進行深入理解。因此，導(dǎo)致學(xué)生在變阻原理和判斷有效電阻的理解上認知難度要求較高。

托盤天平是學(xué)生在稱量過程中需要用到的實驗儀器，學(xué)生在實際使用過程榮，往往容易在操作過程中以及判斷稱量結(jié)果偏大偏小的問題上出錯。主要原因體現(xiàn)在托盤天平部件多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作過程復(fù)雜等方面。教學(xué)過程中教師往往直接展示托盤天平，并告知結(jié)構(gòu)名稱，并沒有對其結(jié)構(gòu)的作用深入分析。因此，學(xué)生容易在實際操作中出現(xiàn)錯誤，對稱量結(jié)果偏大偏小問題的判斷感覺困難。

彈簧測力計也是力學(xué)實驗中常常使用的實驗儀器，由彈簧、掛鉤、刻度盤、指針、外殼、吊環(huán)等組成。教師在教學(xué)過程也往往直接展示，告知學(xué)生使用方法，并未分析彈簧測力計使用的原理及各部分結(jié)構(gòu)的作用。因此，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中、解題過程中，容易出錯。

二、積木法的應(yīng)用

積木法就是將復(fù)雜的器件拆分成各個簡單的結(jié)構(gòu)，然后將各部分進行重新搭建，以零湊整。在教學(xué)過程中，可以采用積木法教學(xué)，讓學(xué)生逐步認識復(fù)雜儀器各部分的結(jié)構(gòu)及作用。同時，通過問題鏈的驅(qū)動，進行儀器的設(shè)計與制作，提高學(xué)生的分析能力和動手能力。

1.積木法在滑動變阻器教學(xué)中的應(yīng)用。在教學(xué)過程中將滑動變阻器分成線圈、滑片、金屬滑竿、支架等部分，通過問題鏈層層遞進，逐步搭建滑動變阻器的模型。問題一：如何改變電路電阻？引導(dǎo)學(xué)生說出改變接入電路中電阻絲的長度。問題二：實際操作中發(fā)現(xiàn)需要改變很長一段導(dǎo)線才能達到改變電流的效果，如何解決導(dǎo)線過長？引導(dǎo)學(xué)生說出將線圈纏繞。問題三：如何解決線圈纏繞時相互觸碰而短路？引導(dǎo)學(xué)生思考通過噴漆解決。問題四：如何解決導(dǎo)線噴漆后進行連續(xù)導(dǎo)電？引導(dǎo)學(xué)生思考沿直線將表面的絕緣漆刮掉（如圖一），展示結(jié)構(gòu)效果圖（圖二），解決連續(xù)導(dǎo)電問題。通過四個問題構(gòu)建出滑動變阻器的線圈的模型。問題五：如何解決滑片懸空？搭建出金屬滑竿的結(jié)構(gòu)。問題六：如何固定滑動變阻器的各個結(jié)構(gòu)？進行滑動變阻器支架的搭建。在此過程中，將線圈、滑片、金屬滑竿、支架等部分結(jié)構(gòu)作為“積木”，把問題鏈作為一條線，將有形的"積木"用無形的"線"串聯(lián)起來，最后搭建出完整的滑動變阻器的模型。

2.積木法在托盤天平教學(xué)中的應(yīng)用。在教學(xué)過程中將托盤天平分成托盤、橫梁、指針、標(biāo)尺、游碼、砝碼等部分，通過問題鏈層層遞進。問題一：提出蹺蹺板模型，如何讓兩端放置托盤的橫梁平衡？引出平衡螺母，結(jié)合生活中使用的稱，通過平衡螺母對橫梁進行調(diào)節(jié)平衡。問題二：如何判斷橫梁平衡？引出指針和刻度盤。問題三：放置物體稱量后，用什么來判斷其質(zhì)量？引出砝碼。問題四：若砝碼不夠又如何調(diào)節(jié)橫梁的平衡？結(jié)合生活中使用的稱，引出游碼及標(biāo)尺。在此過程中，將托盤、橫梁、指針、標(biāo)尺、游碼、砝碼等部分結(jié)構(gòu)作為“積木”，把問題鏈作為一條線，將有形的"積木"用無形的"線"串聯(lián)起來，最后搭建出完整的托盤天平模型。

3.積木法在彈簧測力計教學(xué)中的應(yīng)用。在教學(xué)過程中將彈簧測力計分成彈簧、指針、刻度盤等部分，通過問題鏈層層遞進。問題一：提出用彈簧伸長的程度來體現(xiàn)力的大小，將彈簧自然懸掛于鐵架臺上。引出彈簧和掛鉤。問題二：若用1牛的力（事先準(zhǔn)備好重為1牛的兩個雞蛋）拉彈簧，彈簧伸長的程度如何？引導(dǎo)學(xué)生進行記錄，引出刻度盤。問題三：如何解決憑空懸掛的彈簧容易受到外界的干擾？引出外殼及吊環(huán)。在此過程中，將彈簧、指針、刻度盤等結(jié)構(gòu)作為“積木”，把問題鏈作為一條線，將有形的"積木"用無形的"線"串聯(lián)起來，最后搭建出完整的彈簧測力計模型。

三、教學(xué)優(yōu)勢

采用積木法教學(xué)，整個過程通過問題鏈，逐步深入，模擬實驗器材制作過程。在此過程中，學(xué)生不僅深刻認識了復(fù)雜儀器的結(jié)構(gòu)組成，也順勢解決了其使用方法和工作原理的重難點。體現(xiàn)了科學(xué)來源于生活并應(yīng)用于生活。同時，在此過程中學(xué)生積極參與探究，思維在積極活動，在分析問題、解決問題的過程中，體會到科學(xué)學(xué)習(xí)的快樂與成就感。

（作者單位：浙江省寧波市象山縣丹城第二中學(xué)，浙江 寧波 315700）