閆秋玥 阮 紅

(北京師范大學(xué)附屬中學(xué) 北京 100052)

科學(xué)態(tài)度與責(zé)任是物理學(xué)科核心素養(yǎng)的第四個要素，是之前三維目標(biāo)中“情感·態(tài)度·價(jià)值觀”的提煉與升華.物理教學(xué)過程不僅要教給學(xué)生物理知識、認(rèn)識物理規(guī)律、掌握科學(xué)方法，還要引導(dǎo)學(xué)生思考科學(xué)的本質(zhì)和發(fā)展規(guī)律，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀、形成正確的科學(xué)態(tài)度以及社會責(zé)任感.筆者以初中物理“生活中的電路”一課教學(xué)為例，談?wù)勛约旱膰L試與思考.

1 背景分析

1.1 “生活中的電路”教學(xué)內(nèi)容分析

“生活中的電路”一課是人教版物理九年級全一冊中第十五章“串聯(lián)和并聯(lián)”一節(jié)的第二課時(shí)，是兼具知識性和趣味性，與日常生活聯(lián)系緊密的一節(jié)課.《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》對這部分提出的要求為“說出生產(chǎn)、生活中簡單串聯(lián)或并聯(lián)電路的實(shí)例”[1].

串聯(lián)和并聯(lián)是電路的兩種基本連接方式，實(shí)際設(shè)備和系統(tǒng)中的電路盡管復(fù)雜，但都是由最基本的串、并聯(lián)電路組合而成的.在認(rèn)識了串聯(lián)和并聯(lián)這兩種電路連接方式及串、并聯(lián)電路特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，學(xué)生還要嘗試聯(lián)系實(shí)際，了解生活中常見電路的連接方式，并進(jìn)行簡單的電路設(shè)計(jì).比如，現(xiàn)代家庭房屋里的照明電路，一盞電燈可以由兩個不同位置的開關(guān)控制等.

從培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的角度來看，本節(jié)課可以使學(xué)生認(rèn)識到物理知識源自于生活，同時(shí)應(yīng)用物理知識更可以幫助我們更好地生活，充分體現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會”的理念.

1.2 學(xué)情分析

初三學(xué)生剛剛接觸電學(xué)，學(xué)習(xí)興趣濃厚，有強(qiáng)烈的好奇心.學(xué)生在“電流和電路”一節(jié)中學(xué)習(xí)了電流和電路的組成等相關(guān)概念，對電路的基本知識如電路的3種狀態(tài)、如何畫電路圖等有了基本認(rèn)識.在“串聯(lián)和并聯(lián)”第一課時(shí)中，學(xué)生通過分組實(shí)驗(yàn)初步認(rèn)識了串聯(lián)和并聯(lián)這兩種電路的基本連接方式和串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)，但認(rèn)識尚不深刻.因而在第二課時(shí)中，教師引導(dǎo)學(xué)生將上節(jié)課所學(xué)的知識、規(guī)律應(yīng)用于生活中的具體實(shí)例，通過對實(shí)際電路的分析，加深對串、并聯(lián)電路特點(diǎn)的理解.

2 “生活中的電路”教學(xué)設(shè)計(jì)及實(shí)施

2.1 教學(xué)目標(biāo)

本節(jié)課要達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)為：學(xué)生要通過對生活中實(shí)際電路的分析，知道生產(chǎn)、生活中采用簡單串聯(lián)或并聯(lián)電路的實(shí)例；并通過觀察、分析和實(shí)驗(yàn)等過程，能根據(jù)已有知識和經(jīng)驗(yàn)，按要求設(shè)計(jì)簡單的串、并聯(lián)電路.

2.2 教學(xué)設(shè)計(jì)思路

復(fù)習(xí)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)，展示各種生活中常見用電器的圖片，引入新課.

辨析生活中常見電路的連接方式，并歸納總結(jié)判斷方法.

通過分析實(shí)際控制電路，初步體驗(yàn)電路設(shè)計(jì)，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，小組討論進(jìn)行評估.

具體教學(xué)流程如圖1所示.

圖1 教學(xué)流程

2.3 教學(xué)實(shí)施策略

2.3.1 辨析生活中常見電路的連接方式

回顧串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)，引出本節(jié)課的主題——生活中一些常見的電路分別屬于哪種連接方式？為了調(diào)動學(xué)生的積極性，教師組織學(xué)生分小組進(jìn)行積分答題比賽.

問題1：生活中不同的家用電器之間是怎樣連接的？

問題2：用于裝飾居家的彩燈串之間是怎樣連接的？

問題3：建筑物上的輪廓燈是怎樣連接的？

問題4：街道兩旁的路燈總是夜晚同時(shí)被點(diǎn)亮，清晨同時(shí)熄滅，它們整體構(gòu)成的是什么電路？

通過有獎競答，學(xué)生積極參與到思維活動中，并歸納出判斷生活中電路的連接方式的一般方法，即從串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)出發(fā)，用電器可以各自獨(dú)立工作的就是并聯(lián)接入電路的.

2.3.2 設(shè)計(jì)生活中的常見電路

設(shè)計(jì)1：教室照明燈的控制電路.

設(shè)計(jì)2：冰箱照明燈和壓縮機(jī)的控制電路.

設(shè)計(jì)3：聲光控?zé)舻目刂齐娐?

設(shè)計(jì)4：汽車安全帶警報(bào)的控制電路.

這一環(huán)節(jié)中，學(xué)生要能夠在辨析生活中常見電路的連接方式的基礎(chǔ)上，初步嘗試電路設(shè)計(jì).先從較簡單的教室照明燈的控制電路入手，學(xué)生或許會先根據(jù)實(shí)際看到的情景提出“每一列燈之間串聯(lián)、整體并聯(lián)”這種設(shè)計(jì)，但經(jīng)過評估又會發(fā)現(xiàn)這種設(shè)計(jì)的不合理之處，從而進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)而設(shè)計(jì)出如圖2所示的局部電路.在實(shí)際情況中，只需將多組這樣的電路并聯(lián)到一起即可.

圖2 教室照明燈局部電路圖

在隨后的3個設(shè)計(jì)任務(wù)中慢慢提升難度，為了突破難點(diǎn)，教師利用提前錄制好的視頻，展示冰箱門控制照明燈工作過程、聲光控?zé)舻墓ぷ鬟^程以及汽車在實(shí)際行駛中安全帶警示系統(tǒng)的工作過程，使學(xué)生身臨其境.學(xué)生在教師的引導(dǎo)和小組討論中逐步分析，根據(jù)實(shí)際需要對電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，再通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，從而評估自己的設(shè)計(jì)方案是否合理.尤其是汽車安全帶警報(bào)的控制電路，分析起來難度很高.教師引導(dǎo)學(xué)生先將問題簡化，先嘗試用發(fā)光二極管和蜂鳴器模擬提示燈和警報(bào)鈴，設(shè)計(jì)出一個電路，實(shí)現(xiàn)駕駛員或副駕駛員中有一人未佩戴安全帶時(shí)提示燈發(fā)光、警報(bào)鈴響這種效果.先考慮只有一個安全帶的情況，一個開關(guān)同時(shí)控制兩個用電器，學(xué)生可以設(shè)計(jì)出如圖3所示的初級版電路.如果考慮兩個安全帶(兩個開關(guān))，要求任何一個座位未佩戴安全帶，即兩個開關(guān)中任何一個閉合，電路都是接通的.如此，需要將兩個開關(guān)并聯(lián)接入電路中，如圖4所示.通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，這種電路設(shè)計(jì)可以滿足使用要求.同時(shí)有的學(xué)生提出并驗(yàn)證如圖5電路設(shè)計(jì)也可以滿足使用要求.最后，教師引導(dǎo)學(xué)生對兩種設(shè)計(jì)進(jìn)行比較與評估，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)考慮到實(shí)際使用時(shí)，串聯(lián)電路中如果警報(bào)鈴損壞，整個電路就斷開了，提示燈也不能正常工作，不再能起到提示作用，因此，還是并聯(lián)電路更加合理.

圖3 汽車安全帶警報(bào)電路初級版

圖4 汽車安全帶警報(bào)電路進(jìn)階版(方案一)

圖5 汽車安全帶警報(bào)電路進(jìn)階版(方案二)

3 教學(xué)效果與反思

3.1 教學(xué)效果反饋

課后，筆者對43名學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行了調(diào)查和測評，以了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)感受.部分統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖6～8所示.

圖6 學(xué)習(xí)效果調(diào)查(1)

圖7 學(xué)習(xí)效果調(diào)查(2)

圖8 學(xué)習(xí)效果調(diào)查(3)

教學(xué)效果可以從以下3個方面進(jìn)行分析.

(1)知識層面上

通過8個生活中常見情景的分析，90.7%的學(xué)生對生活中的電路有了更多的了解.尤其是冰箱照明燈和壓縮機(jī)組成的電路、聲光控?zé)舻倪B接電路和汽車安全帶的警示電路，超過65%的學(xué)生表示是通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)才對它們有了一定的認(rèn)識.

(2)方法層面上

學(xué)生提到通過電路圖來分析復(fù)雜的實(shí)際電路是一種非常好的方法，可以快速準(zhǔn)確地表示出電路元件的連接方式，更好地認(rèn)識不同的生活中的電路.

(3)學(xué)習(xí)感受上

學(xué)生幾乎都提及了物理和生活之間的緊密聯(lián)系，體會到了物理源自于生活又應(yīng)用于生活.有的學(xué)生表示“一直不明白為什么聲光控?zé)艨梢赃@么智能，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)原來這么簡單”，有的則感慨“平時(shí)只是習(xí)以為常地使用這些電路，上課后才明白還有更深層次的知識，可見要透過現(xiàn)象看本質(zhì)……要從多方面了解、分析事物……”，還有學(xué)生提到，通過分析這些生活中的實(shí)際情境，深刻認(rèn)識到了“上車一定要系安全帶”“我們要節(jié)約用電”等.

可見通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，不論是從知識、方法，還是價(jià)值觀層面，學(xué)生都有了不少收獲.

3.2 教學(xué)反思

生活即是教育，我們學(xué)習(xí)和研究的物理知識和原理都來源于生活，但學(xué)了物理有什么用呢？教師要通過教學(xué)使學(xué)生明白，好好學(xué)習(xí)物理不僅僅是為了考出好成績而為上一所好大學(xué)增添籌碼，更重要的是通過物理學(xué)習(xí)獲得知識、培養(yǎng)思維、建立正確的科學(xué)態(tài)度與觀念，從本質(zhì)上認(rèn)識到科學(xué)、技術(shù)、社會和環(huán)境之間的聯(lián)系.在教學(xué)中滲透育人觀念，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任絕不是喊喊口號，或是流于形式的宣講，而應(yīng)將這種教育理念融入教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施過程中，潛移默化地影響學(xué)生.

3.2.1 建立科學(xué)的世界觀 養(yǎng)成科學(xué)精神

學(xué)習(xí)物理是認(rèn)識世界的過程，教師要培養(yǎng)學(xué)生唯物、辯證地去看待世界.通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生認(rèn)識到了平時(shí)習(xí)以為常的事物往往有更深的內(nèi)涵，需要我們更進(jìn)一步地探索與思考，逐漸形成科學(xué)的世界觀.如排列成一串的建筑物輪廓燈總是同時(shí)亮起、同時(shí)熄滅，多數(shù)學(xué)生會理所當(dāng)然地認(rèn)為它們是串聯(lián)的.但根據(jù)實(shí)際情況和設(shè)計(jì)的要求，由于輪廓燈數(shù)量眾多，難免有個別損壞，為了不影響其他燈泡正常工作，這些輪廓燈往往是并聯(lián)接入電路的.可見，判斷生活中不同電路的連接方式，不能只看表象，還要透過現(xiàn)象看本質(zhì)，經(jīng)過更深入的分析才可判斷.

另外，物理學(xué)習(xí)者與研究者一樣，都應(yīng)具備一些科學(xué)精神，包括實(shí)事求是的求真精神、嚴(yán)謹(jǐn)謙虛的學(xué)習(xí)態(tài)度、持之以恒的毅力和積極樂觀的心態(tài)[2].小組競答環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)不僅調(diào)動學(xué)生積極性，更讓學(xué)生在活動中經(jīng)歷成功與挫敗.在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生也要慢慢建立克服困難的信心與決心.在面臨難題或連接復(fù)雜電路時(shí)做到不輕言放棄，小組間團(tuán)結(jié)協(xié)作、積極討論、互相鼓勵，最終通過討論與嘗試得到了正確的結(jié)論、通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電路設(shè)計(jì)的正確性時(shí)，便能體驗(yàn)到問題解決的喜悅與成就感，這些則是科學(xué)精神的養(yǎng)成所必須經(jīng)歷的過程[3].

3.2.2 應(yīng)用科學(xué)的方法做事情

學(xué)習(xí)物理不僅僅是學(xué)知識，更是學(xué)方法.如何用所學(xué)的科學(xué)知識去解決問題，是每一個學(xué)生都要面臨的挑戰(zhàn).遇到問題，是胡思亂想，還是有章可循，這就考驗(yàn)學(xué)生是否學(xué)會用科學(xué)的方法來解決問題.

本節(jié)課中，學(xué)生先是通過有獎競答活動歸納總結(jié)出判斷生活中電路連接方式的一般方法，再通過分析實(shí)際電路體驗(yàn)電路設(shè)計(jì).每當(dāng)面臨一個新情景、新問題時(shí)，要如何設(shè)計(jì)出滿足實(shí)際需要的電路？通過實(shí)踐，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)在遇到一個電路設(shè)計(jì)問題之初，不是漫無邊際的想象，更不是用電路元件直接試著連接來碰運(yùn)氣，而應(yīng)該先根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行分析，應(yīng)用串、并聯(lián)電路的知識進(jìn)行電路圖的設(shè)計(jì)，之后還要進(jìn)行可行性判斷.因?yàn)椤皩?shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”，經(jīng)過思考和討論得到的電路設(shè)計(jì)方案是否合理，如何判斷該設(shè)計(jì)能否符合實(shí)際情況的需要，必然要經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，不同方案之間孰優(yōu)孰劣，仍需更進(jìn)一步的分析與評估.這是物理電學(xué)問題的分析思路，更是應(yīng)用科學(xué)方法去分析事物的科學(xué)態(tài)度.

3.2.3 形成科學(xué)的社會責(zé)任

科學(xué)的研究原本意在認(rèn)識世界、改造世界，而物理教育更是為了人類繼承、應(yīng)用和進(jìn)一步發(fā)展物理學(xué).通過學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠強(qiáng)烈感受到物理學(xué)不僅源自于生活，更能應(yīng)用于生活，深刻意識到物理與生活的緊密聯(lián)系[4].

通過對生活中電路的分析，學(xué)生理解了為什么有的電路元件要并聯(lián)連接，而有的則是串聯(lián)接入電路，電路的設(shè)計(jì)完全是從實(shí)際需要出發(fā)，為了實(shí)現(xiàn)某種控制作用才設(shè)計(jì)成現(xiàn)在我們看到的樣子.另外，為了實(shí)現(xiàn)聲光控開關(guān)的共同控制，兩開關(guān)選擇串聯(lián)連接；而為了實(shí)現(xiàn)汽車駕駛位和副駕駛位中任何一個未佩戴安全帶都要報(bào)警，則要將兩個開關(guān)并聯(lián)接入電路……應(yīng)用串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)設(shè)計(jì)電路，以滿足我們的使用要求和社會需要，這正詮釋了科學(xué)技術(shù)與社會互相促進(jìn)的關(guān)系.在汽車安全帶警報(bào)電路部分的學(xué)習(xí)中，通過假人模擬的因未佩戴安全帶而發(fā)生危險(xiǎn)的視頻，為學(xué)生進(jìn)行安全教育，使學(xué)生意識到科學(xué)以及科學(xué)知識，不僅可以幫助我們認(rèn)識世界，更能指導(dǎo)我們更好地生活.

隨著人類對世界的認(rèn)識與改造逐步深入，科學(xué)技術(shù)作為一把雙刃劍，不可避免地給我們的社會帶來很多負(fù)面影響.在教學(xué)中，教師要做的不是避而不談，而要讓學(xué)生正確理解科學(xué)技術(shù)對社會發(fā)展、自然環(huán)境及人類生活的影響，有保護(hù)環(huán)境的意識，并知道如何在力所能及的范圍內(nèi)合理應(yīng)用科學(xué)技術(shù)，為社會的可持續(xù)發(fā)展做出自己的貢獻(xiàn).比如在聲光控?zé)舨糠值膶W(xué)習(xí)中，學(xué)生了解了電路的控制作用后，教師介紹實(shí)際的電路中還有一個延時(shí)裝置，用于控制電路的接通時(shí)間，起到“人走燈滅，節(jié)約用電”的作用，滲透可持續(xù)發(fā)展的思想.幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)物理知識、習(xí)得方法的同時(shí)，理解科學(xué)與社會的關(guān)系，形成科學(xué)的社會責(zé)任感.

4 結(jié)束語

作為物理學(xué)科核心素養(yǎng)的第四個要素，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和勇于擔(dān)當(dāng)?shù)纳鐣?zé)任感和使命感，是我們每一位物理教師的責(zé)任和義務(wù)，應(yīng)該在物理課程教學(xué)中得到認(rèn)真貫徹和落實(shí).從每一個教學(xué)環(huán)節(jié)做起，堅(jiān)持不懈，不斷探索，相信通過師生的共同努力，必將取得良好的教學(xué)效果和社會的贊譽(yù).