“学生主体”课堂模式下的“引”与“探”教学实践

2019-09-01邹素媚崔晓

神州·中旬刊 2019年8期

邹素媚崔晓

摘要：高考物理《考试说明》对实验能力的要求是：能独立的完成所列的实验，能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析實验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论，对结论进行分析和评价;能发现问题、提出问题，并制定解决方案;能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题，包括简单的设计性实验。本文结合本校的“学生主体”课堂模式针对以上要求对“电表的改装”对“引”与“探”环节进行设计与教学实践。

关键词：实验能力;电表改装;“学生主体”;“引”;“探”

实验是物理学的基础。它通过观察，测量和有计划的实验活动去认识自然发现自然规律，验证猜想和假设，并进行再创造。而高考对实验能力的要求是：能独立的完成所列的实验，能明确实验目的，能理解实验原理和方法，能控制实验条件，会使用仪器，会观察、分析实验现象，会记录、处理实验数据，并得出结论，对结论进行分析和评价;能发现问题、提出问题，并制定解决方案;能运用已学过的物理理论、实验方法和实验仪器去处理问题，包括简单的设计性实验。对于“电表改装问题”实验本身的原理并不算复杂，但是很多学生在考试中经常失分，究其原因，都是因为学生并没有参与知识建构，对知识的应用没办法做到融会贯通。因此在解题过程中抓不住实验意图，对实验过程生搬硬套。因此，学生参与知识建构过程显得尤其重要。本文结合本校“学生主体”高效课堂模式，将学生“引”进相应物理情景，对知识进行全面的“探”究，从而使得每个知识点都有它的特定情形，没中实验操作都有它的背后原因。

一、电学实验特点

一般来说，实验所占分值大约20分，电学实验又是重中之重。皆因电学实验有它自身的特点：

（一）设计性。即是让考生根据实验原理，实验器材和试验方法，设计和完善新的实验。

（二）灵活性。电学实验出题，尽量避开已学过的现成实验，要求考生在实验中应用“迁移，发散，回归”等创新性思维。

（三）探究性。学生的中和分析和解决问题能力同样是高考考查重点。电学实验中设计的知识点较多，如器材选择、电表的调节的校准、伏安法中的“内外接法”、电表的改装、数据处理、误差分析等等。

二、针对教学目标的教学设计实践

新课程的基本理念要求，实验应该是获得物理知识的基本方法。学生主体地位要得到重视，教师要懂得去激发学生的求知欲望和探究热情，着重培养学生科学的思维方法和创新精神的培养。基于以上思想，我的操作步骤如下：

（一）根据大纲制定可调整性目标

根据实际情况可将目标拆分为：

1.制定教学总目标：学生能够自主选择实验器材根据实验原理将检流计（G表）改装成大量程的电流表或者电压表。

2.制定模糊式及细化目标：1.G表的工作原理;2.串并联电路的特点;3.测量G表内阻。

（二）教学环节设计及实践

教学目标看似简单，但是传统课堂中由于教学设备，教师习惯问题经常采用介绍式教学，而学生没有亲自参与知识建构，加之容易遗忘。因此能力上的要求往往达不到，未来避免以上问题。笔者结合学校“学生主体”思想以及以上教学目标进行教学环节设计如下：

教学环节1：教师以G表的特点介绍引入，学生对其结构及工作原理进行观察探究和总结

1）满偏电压Ug，满偏电流Ig，关系：Ug= IgRg

2）通电时什么力让G表的指针偏转？

3）什么力让它指针偏转一定角度就会停下？

4）师生总结：G表示一种磁电式仪表，是利用磁场对电流的力矩与弹簧的力矩平衡作用来实现指针偏转和停止。因此，指针的片状关键因素是通过G表电流的大小，电流越大偏转角度越大。

设计思想：由教师引入，由学生观察，探究，总结出G表的工作原理。目的在于激发学生的好奇心和求知欲，加之本环节知识层次相对显浅，学生能够主动把握，教师不用太大力度纠正。

教学环节2：简单回顾串并联电路的特点，为实验设计做准备。

（1）串联、并联电路特点介绍;

（2）学生总结：串联分压，并联分流。

设计意图：本环节知识简单，用时较短，同样是一个过度环节。但由于是电路设计的最基本思想原理，因此不可或缺。

教学环节3：增强实验的探索性——实验设计能力的培养

（1）教师指出G表测量范围小的缺陷，将实验目的以问题的方式“引”出

如何将一定内阻，量程为Ig =1mA的毫安表的量程扩大为V=10V的电压表？

（2）还学生的课堂主体地位——实验原理的探究

学生小组讨论，两个问题：第一，G表的量程很小，电流的最大值已经确定，用什么办法才能将G表两端的承受电压增大？第二，能否写出实验原理公式，画出改装后的电压表电路图（结构图）。展示结果。

师生总结：由于Ig已经确定，意欲增加电压只能增加G表的内阻，根据“串联分压”将多出来的电压加载到新加入的电阻R上，实现整个电表电压量程的增加。

设计意图：完成成功的实验需要经历不断地探索过程研究，实验教学当中需要引导学生亲生经历探索过程，领略实验思想，培养学生独立思考，开拓创新的能力，提高综合应用能力和独自解决问题的能力。本环节在大胆放手学生探究的前提下，通过设计不同问题加以适当的方向上的引导，启发学生的思考能力，一步一步加深达到最终目标。因此，在实践过程中，切忌对学生“撒手不管”，防止学生像“无头苍蝇”一样乱撞，方向上的引导尤其重要。

教学环节4：积极探究打破固有思维模式，创新能力的培养——G表内阻的测量。

本环节第一步，由学生展示测量方法，由实验原理知道，要确定串联进来的电阻大小，学生要测量G表的内阻。在学生已有知识体系中，电阻的测量多有伏安法得来。然而在本实验中，该方法并不适用.因此，首先对伏安法测G表内阻的局限性进行分析。

第二步，师生探讨伏安法的局限性

替代法测量测G表内阻介绍半偏法测量G表内阻介绍

師生总结：由于G表内阻的电流，电压，内阻都非常小，伏安法对其影响很大，测量结果不准确，因此需要用其他的办法。

设计意图：在本环节，让学生自己发现问题，提出问题的可能性不大。因此该环节应该侧重“引导”的作用，最终的目标是打破学生的认识局限，发现伏安法测电阻的局限性。

教学环节5：提高综合应用能力——实验过程与误差分析

（1）半偏法测G表内阻步骤：

a.闭合S1，调节R1，使电流表指针偏转到满刻度;

b.接通S2，调节R2，使得电流表指针指到_位置。

c.有RV=_。

d.测量结果R测_R真。

（2）替代法测G表内阻步骤：

a.闭合S1，将R调至最大值，闭合S3调节p使得G表有读数I。

b.断开S3，闭合S2调节R0，使得电表读数与刚才一致，此时RX=_。

设计意图：因此该环节应该侧重“引导”的同时尽量启发学生的“探究”结果，确保学生尝到创新的“甜头”，以达到培养学生创新能力，掌握科学实验方法的目的。

教学环节6：培养动手能力——改装电表

串联一个电阻R，

改装后电压表内阻rV=R+Rg=nRg，由这两个式子可知，电压表量程越大，n越大，其内阻也越大。

设计意图：对学生而言本环节是一个验收学习成果的环节，可以说节课所有的理论准备都是在为改装电表做准备。因此，本环节的最大意义在于让学生经历体会理论学习对于解决实际问题的重大意义，一方面提高学生发现问题，分析问题，解决问题的综合能力，坚定学生学好物理的信心;另一方面学生通过该环节学习最后形成“物理取材于实践，同时服务于实践”的物理观念、物理品格。

四、反思

（一）优点：

1.课堂的设计上充分体现了新课程的基本理念要求，实验应该是获得物理知识的基本方法。学生主体地位要得到重视，学生的求知欲望和探究热情得到了充分的调动，学生科学的思维方法和创新精神得到很好地培养。同时探究式教学形式能够帮助学生快速建模，有利于学生分析问题，解决问题以及逻辑推理等综合能力的培养。

2.教师的“引”与学生的“探”结合的相得益彰。细化的教学目标由学生以问题的形式产生，学生参与了实验目标生成，实验过程设计，实验结果和误差分析，充分体验了科学研究的方法，完成方法提炼，高效达成课堂目标。

（二）缺点：

1.忽略了学生个体差异。

此教学设计仅适用于能力程度一般的学生，此类学生可以按部就班顺着设计方向，这一类学生得到很好地思维训练。对于本来基础程度较高的学生来说，课堂环节设计过于详细，方式单一，课堂进度节奏过慢，学生会在漫长的探究过程失去探究兴趣。

2.课堂环节过多

课堂由于细化目标太多，虽然有因果关联，但是过程漫长，学生会在漫长的学习过程中注意力分散或者“忘记”最终目标。一句话说就是课堂重点难点不够突出。

（三）改进措施：

1.在物理教学过程中，教师应该关注个体差异，本节课设计上应该考虑程度较好的学生的能力培养。因此在授课环节上，联系设计上都应该有所体现。比如可以诱导诱导学生自主提出问题，自主想办法解决问题，以提升学生解决问题的能力。

2.简化课堂环节设计。比如“串并联电路特点”的复习归纳和“检流表的结构”这两个课堂目标可转移到课前。上课前几分钟总结一下即可。这样有利于为课堂争取更充分的探究时间，更突出课堂“实验设计”“交流表内阻的测量”两个重难点。