徐佳妮

[摘 要]在復(fù)習(xí)中實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)科思維的進(jìn)階發(fā)展是很重要的。文章以電磁繼電器的復(fù)習(xí)教學(xué)為例，分析在關(guān)注知識邏輯順序的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生在真實(shí)情境下實(shí)現(xiàn)學(xué)科思維的進(jìn)階發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]真實(shí)情境;進(jìn)階復(fù)習(xí); 電磁繼電器

[中圖分類號]? ? G633.98? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2021）17-0082-03

素養(yǎng)時(shí)代下，選拔性的中考依然存在，如何復(fù)習(xí)一直是一個(gè)重點(diǎn)問題?！皽毓手隆笔菑?fù)習(xí)的終極目標(biāo)，為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，“回顧與整理”“溝通與生長”承載著獨(dú)特的進(jìn)階功能。常見的教學(xué)側(cè)重于知識的“回顧與整理”，屬于“溫故”;而對科學(xué)核心素養(yǎng)的“溝通與生長”，屬于“知新”。學(xué)生被動“溫故”，知不足而后能彌補(bǔ)，是復(fù)習(xí)課的“肌體”發(fā)育;學(xué)生自主“知新”，溝通核心概念之間的關(guān)聯(lián)，直面真實(shí)問題情境，提升科學(xué)素養(yǎng)，是復(fù)習(xí)課的“靈魂”發(fā)育。兩者的協(xié)調(diào)發(fā)展，在具體操作中存在諸多問題。對核心概念能夠前后溝通，提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，是復(fù)習(xí)課的魂魄。如何讓復(fù)習(xí)課身神共體，富有成效，是我們教師一直所追求的?，F(xiàn)以電磁繼電器的復(fù)習(xí)教學(xué)為例，探討在復(fù)習(xí)課中如何讓學(xué)生在真實(shí)情境下實(shí)現(xiàn)問題解決，從而促使學(xué)生在復(fù)習(xí)知識的同時(shí)實(shí)現(xiàn)思維的進(jìn)階發(fā)展。

一、電磁繼電器復(fù)習(xí)的困惑

對于復(fù)習(xí)，學(xué)生認(rèn)為：（1）復(fù)習(xí)課等于練習(xí)課，因?yàn)槿狈Α白灾鳌薄獜?fù)習(xí)形式以練習(xí)為主，教師怎么安排就怎么復(fù)習(xí);（2）復(fù)習(xí)課等于無趣課，因?yàn)槿狈Α八季S”——復(fù)習(xí)內(nèi)容以解題為主，難以養(yǎng)成從核心概念出發(fā)的思考習(xí)慣;（3）復(fù)習(xí)課等于低效課，因?yàn)槿狈Α胺椒ā薄獜?fù)習(xí)方法以熟能生巧為主，難以從重復(fù)中解脫出來。具體到電磁繼電器的復(fù)習(xí)，我們分析有以下問題：

1.學(xué)生的認(rèn)知困難。電磁繼電器的原理比較抽象，一味地講解式復(fù)習(xí)，容易使學(xué)生對知識學(xué)習(xí)產(chǎn)生疲倦感，導(dǎo)致復(fù)習(xí)效果不佳。

2.課堂上的困境。電磁繼電器是電和磁專題復(fù)習(xí)中的內(nèi)容，為了節(jié)約時(shí)間，教師常以圖為載體、以語言為媒介進(jìn)行講解，很少讓學(xué)生通過實(shí)際操作來體會其中的工作原理，這導(dǎo)致會的學(xué)生聽得懂，不會的學(xué)生還是沒有理解。

3.知識的邏輯順序與學(xué)生求知欲的矛盾。為了體現(xiàn)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹R邏輯體系，有序地呈現(xiàn)出知識，教師在復(fù)習(xí)時(shí)往往會依據(jù)知識本身的發(fā)展順序和內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行編排。如在電磁繼電器的復(fù)習(xí)中，先復(fù)習(xí)磁場、電與磁的關(guān)系及電磁鐵的優(yōu)點(diǎn)，再復(fù)習(xí)電磁繼電器。而學(xué)生更好奇生活現(xiàn)象或事物中所蘊(yùn)含的科學(xué)知識，比方說手電筒的亮暗調(diào)節(jié)原理、紅綠燈轉(zhuǎn)換的原理、警報(bào)器的工作原理等。這些經(jīng)常出現(xiàn)在身邊的高科技是多么的迷人，學(xué)生多想知道其背后的秘密?。∶恳粋€(gè)儀器的發(fā)明，都是人們在現(xiàn)實(shí)中遇到了問題，從而開始尋找途徑去解決，這才是內(nèi)驅(qū)力。而教師的復(fù)習(xí)設(shè)計(jì)往往著重于知識的邏輯，而忽略學(xué)生本身的認(rèn)知需要和發(fā)展路徑，這就是矛盾所在。

二、教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐過程

1.從中考試題分析教學(xué)改進(jìn)。縱觀近年浙江各地市的中考卷，涉及電磁繼電器的電路占據(jù)了很大一部分，一些試題對于電磁繼電器的考查不再局限于基本構(gòu)造的簡單認(rèn)知，而是要求對工作原理有深入的理解與應(yīng)用，特別是在真實(shí)情境中實(shí)現(xiàn)元件的替換。如2019年紹興卷第13題：如圖1所示，小敏設(shè)計(jì)的汽車尾氣中CO排放量的檢測電路，當(dāng)CO濃度高于某一設(shè)定值時(shí)，電鈴發(fā)聲報(bào)警，圖1中氣敏電阻R1的阻值隨CO濃度的增大而減小。下列說法正確的是（）。

A.電鈴應(yīng)接在A和C之間

B.當(dāng)CO濃度升高，電磁鐵磁性減弱

C.用久后，電源電壓U1會減小，報(bào)警時(shí)CO最小濃度比設(shè)定值高

D.為使該檢測電路在CO濃度更低時(shí)報(bào)警，可將R2的滑片向下移

此題要求學(xué)生能夠充分理解電磁繼電器的工作原理及各部分構(gòu)造的作用，為此，學(xué)生需要有一定的思維進(jìn)階的能力。因此，對于這部分內(nèi)容的復(fù)習(xí)，教師不應(yīng)再執(zhí)著于基本的元件認(rèn)知復(fù)習(xí)，應(yīng)讓學(xué)生學(xué)會發(fā)散思維，從真實(shí)情境中理解電磁繼電器各部分構(gòu)造的好處及替換或加入元件的可能性，如上題中，理解氣敏電阻在控制電路所起的作用是解題的關(guān)鍵。

2.基于真實(shí)情境的教學(xué)設(shè)計(jì)思路?；趯碱}的分析，我們在復(fù)習(xí)時(shí)可以創(chuàng)設(shè)生活中常見的手電筒的亮暗調(diào)節(jié)、紅綠燈主導(dǎo)交通、警報(bào)器發(fā)出警報(bào)等真實(shí)情境，然后設(shè)問：如何實(shí)現(xiàn)兩種不同亮度燈的瞬時(shí)轉(zhuǎn)換？（過渡到紅綠燈的轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)）如何實(shí)現(xiàn)自動轉(zhuǎn)換？（過渡到電磁繼電器的使用）如何自動遠(yuǎn)程控制各種警報(bào)器？電磁繼電器所在電路中的哪些部位被替代才能發(fā)出警報(bào)？這樣在情境的自然銜接下，利用啟發(fā)式問題鏈實(shí)現(xiàn)了學(xué)生的思維進(jìn)階。

（1）真實(shí)情境引發(fā)探究欲望

課前，讓學(xué)生組裝一個(gè)有兩種亮度的手電筒，并畫出其結(jié)構(gòu)的電路圖，說出亮度改變的原因。通過觀察，學(xué)生很容易畫出如圖2的電路圖，并且知道是單刀雙擲開關(guān)所起的作用，通過撥動開關(guān)就可以改變亮度。在生活中有很多時(shí)候我們需要不同的亮度進(jìn)行照明，此時(shí)可進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生思考：“如果這兩個(gè)燈泡發(fā)光的顏色也是不一樣的，比方說一個(gè)是紅色，一個(gè)是綠色，你又想到了什么？這和生活中的什么很相似呢？”“紅綠燈、警報(bào)器、手術(shù)室外的指示燈等”，學(xué)生很快聯(lián)想到很多實(shí)例?！昂芎?，看來這個(gè)電路可以模擬很多現(xiàn)象?！逼鋵?shí)畫電路圖就是在建立模型，這是很重要的一種科學(xué)方法。

（2）暴露真實(shí)問題

教師提供給學(xué)生紅色二極管與綠色二極管讓學(xué)生模擬紅綠燈（如圖3），接著分析實(shí)物圖的正確性，學(xué)生要判斷圖3中的正誤是不容易的，對此教師簡單復(fù)習(xí)了電路的基礎(chǔ)知識，學(xué)生興趣濃厚，通過動手實(shí)踐，他們發(fā)現(xiàn)了必須手動操作才能實(shí)現(xiàn)紅綠燈的轉(zhuǎn)換。

進(jìn)一步設(shè)疑：“你覺得這個(gè)電路和實(shí)際的紅綠燈工作方式一樣嗎？”“有點(diǎn)不一樣，紅綠燈是自動切換的，不需要按開關(guān)。就算要按，也不是在路邊按，而是在工作人員的辦公室里按?！庇袑W(xué)生說。此時(shí)教師順勢指出：“說得好，單刀雙擲開關(guān)已經(jīng)很厲害了，但是有沒有更厲害的可以遠(yuǎn)距離控制的自動開關(guān)呢？”這樣，學(xué)生很容易想到由電磁鐵控制的自動開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。

（3）實(shí)踐操作謀改進(jìn)

學(xué)生在“課堂活動單”上通過畫電磁繼電器來實(shí)現(xiàn)紅綠燈的轉(zhuǎn)換，隨后在班級交流中完善電路圖，最終結(jié)果如圖4。

之后，再提供給學(xué)生一個(gè)電磁繼電器，讓學(xué)生將其接在原來的電路中，從而感受電磁繼電器的功能。在實(shí)驗(yàn)操作中，師生共同修正圖4乙中電路連接的問題。問題解決后，當(dāng)看到自己改進(jìn)的產(chǎn)品時(shí)，學(xué)生的熱情異常高漲。

此時(shí)，再一次啟發(fā)：“剛才還有同學(xué)說可以模擬警報(bào)器，哪些情況需要警報(bào)器呢？”“發(fā)生水災(zāi)、火災(zāi)、臺風(fēng)、地震等時(shí)需要?！庇袑W(xué)生大聲說。“也就是說水位高低控制警鈴響，那么水位監(jiān)測的位置應(yīng)該在哪里呢？”學(xué)生思考討論后得出如圖5甲的電路圖，將控制電路的開關(guān)替換成水位，完成水位警報(bào)器。這時(shí)有學(xué)生恍然大悟：“那么溫度警報(bào)器就是在控制電路的開關(guān)處放溫度計(jì)?！贝蠹叶己芘d奮，接著筆者提供燒杯、水和觸頭，讓學(xué)生繼續(xù)制作水位警報(bào)器（如圖5乙）。

（4）實(shí)現(xiàn)思維的溝通生長

接著開展小組活動：利用電磁繼電器設(shè)計(jì)各類警報(bào)器。先規(guī)劃項(xiàng)目組，比如溫控組、壓控組、自然災(zāi)害預(yù)警組等?；顒又攸c(diǎn)：讓學(xué)生討論思考應(yīng)該替換原始電路中的哪個(gè)元件從而實(shí)現(xiàn)最后的報(bào)警效果。項(xiàng)目合作讓學(xué)生更有團(tuán)隊(duì)意識。然后讓學(xué)生來畫，讓學(xué)生來說。通過組與組之間的交流與評價(jià)，我們可以發(fā)現(xiàn)很多精彩的意外。最后全班一起總結(jié)部分知識（如表1），感受知識獲得的快樂。

1.滑動變阻器

熱敏電阻 恒溫箱、飲水機(jī)、空調(diào)、電飯煲、熱水壺、溫控開關(guān)等 壓敏電阻 電梯、車位顯示器、收費(fèi)站的地磅秤等 光敏電阻、氣敏電阻 路燈自動開關(guān)、氣體檢測電路等 2.控制電路的開關(guān) 溫度計(jì) 火災(zāi)預(yù)警器、恒溫孵化器等 一長一短的金屬觸頭 水位警報(bào)器等 3.電源 風(fēng)力發(fā)電機(jī) 臺風(fēng)預(yù)警器等 4.綜合 各類傳感器 溫度、壓強(qiáng)、壓力、濃度等方面的 ]

3.從測量標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測學(xué)習(xí)評價(jià)。為了能更好地落實(shí)科學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)，使課堂評價(jià)趨于多樣化，在產(chǎn)品制作過程中，以師生、生生互評為主的成果性評價(jià)量表為載體，衡量學(xué)生在合作、設(shè)計(jì)、操作等方面的能力發(fā)展。例如，如圖7甲為熱敏電阻的[R-t]圖像，圖7乙為用此熱敏電阻R和繼電器組成的恒溫箱的簡單溫控電路，繼電器線圈的電阻為150歐，當(dāng)線圈中電流大于或等于28毫安時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合，為繼電器線圈供電的電池的電壓為6伏，圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源。

（1）從圖7甲中可得50 ℃時(shí)熱敏電阻的阻值為 ? ? ? ? ? ? ?歐。

（2）恒溫箱的加熱器應(yīng)接在A、B端還是C、D端？? ? ? ? ? ? ? ? 。

（3）若恒溫箱內(nèi)的溫度達(dá)到100 ℃時(shí)，恒溫箱的加熱器是否處于工作狀態(tài)？? ? ? ? ? ? ? ? 。

（4）若在原控制電路中，串聯(lián)接入一個(gè)可變電阻，當(dāng)該電阻增大時(shí)，所控制的恒溫箱內(nèi)的最高溫度將 ? ? ? ? ? ? ? ?（選填“變大”“不變”或“變小”）。

此題涉及表1中的第一類型（熱敏電阻），通過檢測，學(xué)生解題的準(zhǔn)確率大幅度提高。

三、基于真實(shí)情境的復(fù)習(xí)教學(xué)反思

1.在動手操作的情境中激發(fā)求知欲望。初中科學(xué)知識，容易在生活中找到原型或者熟悉的情境，學(xué)生復(fù)習(xí)的開始已經(jīng)有了一定程度的知識積累，如果以合適的方式給予激活，可以作為本節(jié)課學(xué)習(xí)的良好起點(diǎn)。比如在本節(jié)課中，以手電筒、紅綠燈等學(xué)生熟悉的生活原型，激發(fā)學(xué)生的求知與展示欲望。

2.在思維沖突的情境中實(shí)現(xiàn)認(rèn)知進(jìn)階?！皽毓省钡姆椒ㄓ泻芏?，在“回顧與整理”中，是按照課本知識點(diǎn)的順序一個(gè)個(gè)講下來，還是幫助學(xué)生找到串聯(lián)知識點(diǎn)的那條線呢？從效果上來看，后者更加具有挑戰(zhàn)性，那么找到線后，從哪里開始拎起這條線，讓學(xué)生能夠想拎，愿意拎，思考著去拎，并且能拎得開心呢？這就需要我們教師思考了。學(xué)生往往喜歡去解決那些看上去“我可以”的問題。那么我們就從那里開始，然后再讓學(xué)生體會“原來我想得不全面”，引發(fā)思維沖突。比如在本節(jié)課中，先讓學(xué)生思考“如何瞬時(shí)改變燈的亮度”，學(xué)生很快想到利用滑動變阻器來改變電流。此時(shí)教師再強(qiáng)調(diào)是“瞬時(shí)改變”而不是“連續(xù)改變”。這樣一來，學(xué)生就能馬上發(fā)現(xiàn)自己的問題，進(jìn)而去思考什么東西可以瞬時(shí)改變電流，最后想到了“單刀雙擲開關(guān)”。

“知新”，是一種“溝通與生長”，這是復(fù)習(xí)課的難點(diǎn)所在?！靶隆毕鄬τ凇肮省?，這個(gè)“故”可能是似曾相識的學(xué)過的知識，也可能是遺忘了的知識。“新”不是沒學(xué)過的知識，而是盡可能在自己已有的知識之間建立新的聯(lián)系，促進(jìn)新的理解。每個(gè)學(xué)生的“新”與“故”的情況都不一樣，所以教師很難把握教學(xué)的高度。教師應(yīng)該心中有數(shù)，了解學(xué)生的情況，才能在備課中有的放矢。將知識的提升化解為階梯式的，讓不同層級的學(xué)生都從同一層級開始，快的帶動慢的，慢的在教師的幫助下緊跟，最后一起登上最高處。對于基礎(chǔ)好的學(xué)生，可以發(fā)展其他方面的能力，比如在本節(jié)課中，我們還出示了恒溫箱電路的關(guān)鍵部位（如圖8），期待以STEM產(chǎn)品為載體的制作式模型，可以引導(dǎo)相關(guān)知識掌握得好的學(xué)生在課后能不斷地發(fā)散思維并付諸實(shí)踐。

3.在舍得放手的情境中突破課堂困境。這里的“放手”，主要是指兩個(gè)方面：一是放開學(xué)生的手，讓學(xué)生在45分鐘的課堂里手腦并用，加強(qiáng)對知識的記憶和應(yīng)用，同時(shí)在其他方面大展身手。比如在上述課例中，學(xué)生不斷地改造電路，不斷地制作模型，在實(shí)踐中體會將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)融合的樂趣，在產(chǎn)品的不斷升級中，體會到發(fā)明創(chuàng)造的成就感。二是指放開教師的手。在知識與產(chǎn)品的升級過程中，教師不再是設(shè)計(jì)者和實(shí)踐者，更多的是旁觀者和主持者。另外還可以結(jié)合STEM理念，不斷整合復(fù)習(xí)內(nèi)容，以期達(dá)到讓學(xué)生在學(xué)習(xí)進(jìn)階的基礎(chǔ)上獲得能力和素養(yǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?]

[1]? 周建秋.促進(jìn)科學(xué)探究核心概念建構(gòu)的“學(xué)習(xí)進(jìn)階”[J].現(xiàn)代中小學(xué)教育，2016（6）：89-91.

[2]? 楊鳳娟.對美國K-12學(xué)段“STEM”教育的觀察與思考：從物理教學(xué)的視角闡釋[J].北京教育（普教），2013（7）：21-24.

（責(zé)任編輯 黃春香）