凃萍
摘 要:本文從自身教學(xué)經(jīng)驗出發(fā),提出了重視《電路初探》一章教學(xué)的必要性;針對學(xué)生的實際情況,提出要改進(jìn)該章教學(xué)方法的觀點;提出了“補充課本素材,調(diào)整教材順序,串聯(lián)、短路結(jié)合,實物遞進(jìn)并聯(lián),分批學(xué)習(xí)電表,作業(yè)實驗拍照,發(fā)揮想象畫圖,利用課間連線”等8種創(chuàng)新教學(xué)方法,是對本章教學(xué)改革的大膽嘗試。
關(guān)鍵詞:電路初探;創(chuàng)新;教學(xué)
中圖分類號:G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1003-6148(2016)2-0071-5
1 《電路初探》教材分析
《電路初探》一章是整個電學(xué)知識的基礎(chǔ),在學(xué)生構(gòu)建電學(xué)基本理論、基本技能和創(chuàng)新能力方面具有重要的作用。根據(jù)初中生的知識背景和學(xué)習(xí)心理特點,“蘇科版”教材編排的電學(xué)內(nèi)容是這樣的:第十三章(本章)探究電路的基本結(jié)構(gòu)及其特點;第十四章研究電路的“交通規(guī)則”——歐姆定律;第十五章探究電能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。這幾章的安排是從現(xiàn)象到規(guī)律,從定性到定量,層層遞進(jìn),在探究過程的體驗中逐步深化對電的認(rèn)識和理解。
本章課程標(biāo)準(zhǔn)的要求為:從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識電源和用電器的作用;會讀、會畫簡單的電路圖;能連接簡單的串聯(lián)電路和并聯(lián)電路;能說出生活、生產(chǎn)中采用簡單串聯(lián)或并聯(lián)電路的實例;會使用電流表和電壓表。
這些內(nèi)容既是學(xué)生學(xué)習(xí)電學(xué)的準(zhǔn)備知識,又是生活中的必備知識,所以它在整個電學(xué)部分有著極其重要的地位。
從本章內(nèi)容來看,大多數(shù)教師認(rèn)為本章知識淺顯不值得花過多時間,因而采取了快速且直接的教學(xué)方法,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣難以提高。很多知識內(nèi)容教學(xué)不夠細(xì)致透徹,造成“夾生飯”,甚至有些學(xué)生在學(xué)習(xí)串、并聯(lián)電路時就開始害怕學(xué)電學(xué),教學(xué)效果較差。有些教師教到第十五章時很難講,才發(fā)現(xiàn)是第十三章《電路初探》的基礎(chǔ)沒有打好。因此,很有必要探索該章的教學(xué)方法,通過各種教學(xué)方法和手段來培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力,提高教學(xué)質(zhì)量,改善教學(xué)效果。
2 《電路初探》學(xué)情分析
通過一年的物理學(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)具備了一定的實驗探究能力和空間想象能力,形象思維和抽象思維都有了不同程度的發(fā)展,分析問題、解決問題的能力也更加進(jìn)步。幾乎每個學(xué)生對電源和用電器都有了較直觀的認(rèn)識。因而,第一次接觸電路時,對電學(xué)感到既緊張又興奮。但是,九年級的學(xué)生往往不愛發(fā)言,不主動表現(xiàn)自我,課堂氣氛比八年級沉悶,需要教師調(diào)動他們的積極性。大多數(shù)學(xué)生不喜歡枯燥的理論分析和教條式的計算,但樂于參與動手實驗、觀察現(xiàn)象。他們喜歡探索自己熟悉的或與所學(xué)知識有關(guān)的生活現(xiàn)象、科學(xué)事件,這樣才更能激發(fā)和培養(yǎng)他們的創(chuàng)造性。因而,教師在教學(xué)時要充分考慮九年級學(xué)生的學(xué)習(xí)特點。
3 《電路初探》教學(xué)方法探究
本章內(nèi)容繁多,有電路圖、實物圖和實驗操作,有各種基本電路元件和電表。因此,教學(xué)的難度較大。在教學(xué)方法上筆者進(jìn)行了創(chuàng)新,效果較好,主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
3.1 補充課本素材,開闊學(xué)生的視野,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
本章第一節(jié)是《初識家庭電路》,教材首先介紹了電路組成的各個部分:電源、開關(guān)、用電器、導(dǎo)線,然后畫手電筒的電路圖,最后是實物連接手電筒電路。其實,這一節(jié)課本知識可挖掘的內(nèi)容很多。比如:電源有干電池、蓄電池、電池組,電源符號,干電池的各種規(guī)格等;開關(guān)有閘刀開關(guān)、拉線開關(guān)、聲光控開關(guān)、滑動開關(guān)、按鈕開關(guān)、旋鈕開關(guān)等;導(dǎo)線有螃蟹夾、鱷魚夾等;用電器除了小燈泡之外,實驗室能提供的還有電鈴和電動機(jī)。能拿來的實物盡量拿來讓學(xué)生看,學(xué)生看到很新奇,都很感興趣。除了介紹學(xué)生練習(xí)用的器材之外(與課本要求一致),還要介紹教師演示用的電路板;除了介紹電路元件的電路符號之外,還要介紹實物的簡單畫法。畢竟學(xué)生還是要自己畫實物圖。接下來畫電路圖和實物圖時,用電器可以選擇的就很多樣,燈泡、電鈴、電動機(jī)等就可以不重復(fù)地練習(xí),這樣就擴(kuò)充了課本素材。通路、斷路和短路要多舉些例子,多畫一些電路圖和實物圖,讓學(xué)生多見識見識。電源短路的情況可以讓學(xué)生觀看視頻,這樣學(xué)生才能認(rèn)識到電源短路的危害,自然就不會接錯。
3.2 調(diào)整教材順序,重組教材內(nèi)容,打破傳統(tǒng)框架
“蘇科版”在教材上的安排是:第二節(jié)是電路連接的基本方式(串聯(lián)和并聯(lián));第三節(jié)是電流和電流表;第四節(jié)是電壓和電壓表。學(xué)生往往在第二節(jié)就開始對串、并聯(lián)電路感到難學(xué)和厭煩,從而影響了對電流表和電壓表使用的學(xué)習(xí)?,F(xiàn)在筆者調(diào)整為:第二節(jié)串聯(lián)電路、短路和電流表;第三節(jié)并聯(lián)電路和電壓表;第四節(jié)串、并聯(lián)電路的電流和電壓特點;最后,學(xué)習(xí)斷路和短路的電路故障分析。這樣安排是因為電流表本來就是串聯(lián)使用的,電壓表本來就是并聯(lián)使用的。將課本進(jìn)行這樣的調(diào)整,能更好地體現(xiàn)學(xué)生思維的步步深入,也有利于學(xué)生掌握知識、應(yīng)用知識,對串、并聯(lián)電路的認(rèn)識也更深刻了。
3.3 結(jié)合串聯(lián)電路,學(xué)習(xí)局部短路,聯(lián)系生活實際
串聯(lián)電路相比較而言要簡單一些,但也不可大意,這是因為畫串聯(lián)電路能檢驗學(xué)生是否能把剛剛學(xué)到的元件符號正確畫出。在學(xué)生畫圖中發(fā)現(xiàn)容易出現(xiàn)的問題是:畫電路圖時,電源的正負(fù)極標(biāo)反,電鈴的元件符號半圓沒有封口。實物連接時容易出現(xiàn)的問題是:導(dǎo)線沒有連接在接線柱上,電池組橫放或豎放時正負(fù)極亂連,電鈴、蓄電池分不清接線柱在哪,等等。因此,這并不是一件簡單的事,基礎(chǔ)打好了,后面的畫圖才能正確。此外,還可以利用串聯(lián)電路讓學(xué)生學(xué)習(xí)局部短路,讓學(xué)生先觀察局部短路的性質(zhì):用一根導(dǎo)線直接接在某燈泡兩側(cè),結(jié)果出現(xiàn)該燈泡不亮,另一燈泡更亮。然后分析原因,指出電流具有“偷懶”的現(xiàn)象:導(dǎo)線無阻礙,電流(幾乎)全部流過導(dǎo)線,燈上沒有電流,燈被短路,燈不亮,但也不壞。實際生活中不會有人故意去短路,但有時不該挨在一起的導(dǎo)線挨上;若導(dǎo)線外皮破損,也會發(fā)生短路現(xiàn)象。這樣解釋學(xué)生就清楚了實驗與實際的關(guān)系。最后,學(xué)習(xí)串聯(lián)和短路的應(yīng)用,筆者采用敘述加推理的方法,“某銀行有一筆巨款,行長、副行長、會計各有一把鑰匙,會計偷偷用鑰匙打開保險柜的門,盜走了巨款……”學(xué)生趕緊著急地說:“不對,不對,應(yīng)該3個人同時開鎖。”由此,趁機(jī)讓學(xué)生設(shè)計出3個開關(guān)的串聯(lián)?!巴碜粤?xí)后,同學(xué)們紛紛走出教室,走廊里很暗,燈很及時地亮了,你能畫出電路圖嗎?”這些聯(lián)系生活實際的例子,使學(xué)生感到枯燥的電路圖變成了十分有用的東西,因而很有興趣地畫圖。學(xué)習(xí)局部短路的應(yīng)用時,學(xué)生感到十分好奇,“短路竟然還有應(yīng)用?”利用這種心理,教師給出了吹風(fēng)機(jī)的電路和飲水機(jī)的電路,從而讓學(xué)生體會到合理設(shè)計電路的必要性。以上的教學(xué)使串聯(lián)知識內(nèi)容豐富起來,讓以前不重視串聯(lián)電路的學(xué)生認(rèn)真地學(xué)習(xí),為第十五章的電功率知識打下了良好的基礎(chǔ)。
3.4 借助實物演示,層層遞進(jìn)連線,學(xué)好并聯(lián)電路
并聯(lián)電路的連接往往是學(xué)生感到難的地方,原因是路徑多,節(jié)點多,開關(guān)多。因此,重點是連接方法,但需要層層遞進(jìn)學(xué)習(xí)。利用實物展臺演示,能起到很好的作用。
第一、展示并聯(lián)電路,對比串聯(lián)電路,得出并聯(lián)電路的概念(圖1)。
第二、學(xué)習(xí)并聯(lián)電路的特點,分為以下幾個步驟:
首先,觀察并聯(lián)電路有多條路徑,引出干路和支路(圖2)。
其次,學(xué)習(xí)一個開關(guān)在干路,支路各有一個燈的電路。通過實物演示連接方法——先串成一個電路再并聯(lián)。連好后演示該開關(guān)的閉合和斷開對燈亮滅的影響,得出干路開關(guān)控制整個電路,并與串聯(lián)電路進(jìn)行對比。同時,還要在黑板上畫出電路圖和實物簡圖,標(biāo)出分支點A和匯合點B(圖3)。
再次,學(xué)習(xí)改變分支點的位置,讓這個開關(guān)接到其中一個支路上去。結(jié)合實物演示,得出支路開關(guān)控制所在支路。并指出這個電路連接存在安全隱患,即一個燈始終亮著(圖4)。由此,學(xué)生很自然地想到要在干路和支路各加一個開關(guān)。此時,讓學(xué)生自己畫出電路圖和實物圖,讓學(xué)生自己進(jìn)行實物連接,很多學(xué)生都掌握了(圖5)。
此外,還有一個問題就是有些學(xué)生會將分支點接錯,使干路開關(guān)變成了支路開關(guān)。教師就要對比這兩個電路的不同,掃清學(xué)生思想中的錯誤認(rèn)識,使他們在連線時頭腦清楚而不出錯(圖6)。
第三、學(xué)習(xí)并聯(lián)電路的應(yīng)用,讓學(xué)生畫出電冰箱中燈和壓縮機(jī)并聯(lián)的電路(圖7),教室里日光燈的電路(圖8),學(xué)生畫得都很好。教師還要指出節(jié)日的小彩燈是串聯(lián),街上的路燈是并聯(lián)(注意區(qū)分),家庭電路是并聯(lián),為第十五章學(xué)習(xí)家庭電路做好準(zhǔn)備。
3.5 分批學(xué)習(xí)電表,實驗分析數(shù)據(jù),學(xué)生信服結(jié)論
電流表的使用因為要串聯(lián),所以放在串聯(lián)之后進(jìn)行學(xué)習(xí),但此時只學(xué)習(xí)電流表使用的注意事項和讀數(shù)。同理,將電壓表的學(xué)習(xí)放在并聯(lián)之后,只學(xué)習(xí)電壓表的注意事項和讀數(shù),此時相關(guān)的練習(xí)只選擇這一部分。等串、并聯(lián)電路都學(xué)完后,再來學(xué)“串、并聯(lián)電路的電流和電壓特點”這一部分。這些是第十三章的重要探究實驗,筆者采用實物連接、實驗演示得出具體數(shù)據(jù)的方法。實驗中要選用規(guī)格不同的燈泡,學(xué)生看到在串聯(lián)電路中兩燈亮度不同,但各處的電流值測出基本相等,這樣就對串聯(lián)電路的電流特點有了認(rèn)同感。同時,讓學(xué)生分析測得值不完全相等的原因,這樣既尊重事實,又給類似的實驗分析作了鋪墊,因此有舉一反三的作用。通過實際的測量,學(xué)生對“串、并聯(lián)電路的電流和電壓特點”有了深刻的印象,記憶起來要輕松得多。斷路和短路是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點,筆者同樣采用實驗測出數(shù)值的方法,使學(xué)生親眼看到電壓表和電流表的讀數(shù),比教師僅僅只是告訴他們結(jié)果要好理解、好分析得多(見圖9)。事實證明,調(diào)整教學(xué)順序并沒有打亂學(xué)生的思維,反而起到了降低學(xué)習(xí)難度的作用。這屆學(xué)生明顯比前幾屆學(xué)生學(xué)習(xí)電學(xué)的積極性高,他們普遍感到電學(xué)既有趣又不是很難。
3.6 作業(yè)實驗拍照,充分暴露錯誤,針對實際分析
在九年級上冊物理課本中,串、并聯(lián)給的是局部電路圖,沒有給出全電路圖。有的學(xué)生按并聯(lián)的局部圖連接,把開關(guān)跟電源并在一起,造成電源短路,這是課本的一個缺陷。筆者利用照相機(jī)錄下或拍下學(xué)生電路連接的過程或典型問題,使學(xué)生既因為自己被拍照感到興奮,又為自己連線中出現(xiàn)的問題被老師發(fā)現(xiàn)而感到吃驚,因此會更加認(rèn)真地學(xué)習(xí)電學(xué)。串聯(lián)電路的實物連接較為簡單,但當(dāng)學(xué)生連好電路后,筆者讓他們用一根導(dǎo)線把其中一個燈進(jìn)行短路,學(xué)生明確地看到了什么是局部短路。筆者把學(xué)生的實驗過程拍下來,再讓學(xué)生觀看電源短路的危害,學(xué)生對局部短路和電源短路問題就比較清楚了。電學(xué)連線題頭緒多,學(xué)生往往稍有疏忽就會出現(xiàn)錯誤。筆者充分利用學(xué)生習(xí)題中的資源,把學(xué)生在電路連接中的典型問題,如:短路問題(圖10)、電流表和電壓表的反偏問題拍下來,下次上課時在投影上放出來進(jìn)行糾正,學(xué)生往往下次作業(yè)會更認(rèn)真、仔細(xì)。經(jīng)過這樣的過程,學(xué)生對錯誤之處印象深刻,以后出錯就很少了。
3.7 自由發(fā)揮想象,強(qiáng)化電路畫圖,學(xué)生樂于參與
本章的電路圖和實物圖的連接是重點,也是易錯點,需要大量練習(xí)。如果指定一些畫圖題來做,學(xué)生會感到很枯燥,但讓學(xué)生有一定的發(fā)揮到黑板上來畫圖,學(xué)生會很有興趣。比如:自己畫一個串聯(lián)電路,用電器自選,電池組橫放、豎放自己定,畫一個有短路的電路,等等。上黑板的學(xué)生畫出的實物連接和電路圖就會出現(xiàn)很多種情況,比教師絞盡腦汁編出來的題還要多、還要好,學(xué)生一下子就可以同時看到很多個不同的電路,課堂的容量就加大了。讓學(xué)生自己畫一個并聯(lián)電路,要求有一個開關(guān)、兩個燈;再畫一個并聯(lián)電路,有兩個開關(guān)、兩個燈;再畫有三個開關(guān)的,等等。這樣的練習(xí)能自由發(fā)揮,學(xué)生參與度比較高,討論分析針對性強(qiáng),學(xué)生對自己在畫圖中出現(xiàn)的問題的分析特別專心,因而教學(xué)效果良好,也為后續(xù)的電路設(shè)計打下扎實的基礎(chǔ)。
3.8 利用課間連線,反復(fù)進(jìn)行實驗,故障自己判斷
除了上述在課堂上采用的若干方法之外,本章的實驗比其他章都要多,花的時間比其他章也都要多。這是因為這段時間要開放實驗室,可以讓學(xué)生利用課間時間,根據(jù)教學(xué)進(jìn)度多次到實驗室進(jìn)行不同的連線練習(xí)。第一節(jié)課學(xué)習(xí)后連接“手電筒”電路,很多組的小燈泡并不能亮。但教師不能包辦代替,而是多準(zhǔn)備一些小燈泡、燈座、開關(guān)、導(dǎo)線、干電池,讓他們自己找原因,體會斷路可能存在的地方,這樣學(xué)生自己找出來的原因體會更深,成就感更強(qiáng)。第二節(jié)課后,先后讓他們自己連串聯(lián)和局部短路,練習(xí)電流表的使用。第三節(jié)課后,給一些開關(guān)在不同位置的并聯(lián)電路圖讓他們連接,再練習(xí)電壓表的使用。第四節(jié)課后則利用電流表和電壓表進(jìn)行電路故障的判斷。
總之,采用以上的方法能充分調(diào)動學(xué)生的積極性,也降低了電路連接與分析的難度,基礎(chǔ)打好了,后面幾章學(xué)習(xí)起來就感到輕松了,何樂而不為呢?
參考文獻(xiàn):
[1]王恩華.“科學(xué)探究:串聯(lián)和并聯(lián)電路的電流”教學(xué)設(shè)計[J].物理教學(xué)探討,2010,28(3):74—76.
(欄目編輯 鄧 磊)