基于学生思维的初中欧姆定律教学

李 啸

(江苏省南京市扬子第一中学,江苏 南京 210048)

基于学生思维的初中欧姆定律教学

李 啸

(江苏省南京市扬子第一中学,江苏 南京 210048)

初中欧姆定律教学始终是初中物理教学的难点,诸多地区开展的公开课、名师帮扶课时常选择欧姆定律一节作为课题．教学过程中如果遵循教材拟定思维逻辑进行教学势必会导致学生认知冲突,课堂教学流程看似完成实则事倍功半,学后测评学生不能达到良好绩效,究其原因是因为教师长期教学被教材固化的教学思维与学生自我认知相互冲突,挖掘学生的前概念,独辟蹊径方可事半功倍．

初中； 欧姆定律；教学

以现行江苏凤凰科学技术出版社编写的苏科版教材为例,第14章第3节欧姆定律,教材呈现的逻辑顺序如图1.

图1

由教材展现的逻辑体系不难看出,教材在处理探究I与R的关系实验中,借用了探究I与U的实验电路图,这样设计的初衷便于学生理解,然而实际教学中发现,学生容易出现以下问题:一是实验对象的选择不明确,学生普遍认为研究对象应为滑动变阻器非定值电阻R,二是实验中研究I与R的关系,通过何种方法控制定值电阻R两端电压,学生常感到困惑,在此处教师的处理方式常采取灌输式,直接告诉学生调节滑片P控制定值电阻R两端电压保持不变．学生为什么会在两个实验的过渡环节出现困难,笔者进行了诊断性测试．

提供给学生电源(电池组)一个、电流表、电压表各一个、滑动变阻器0～20Ω一个、单刀单掷开关一个、1～15Ω各种阻值的定值电阻、导线若干,请学生自主设计探究I～U、I～R关系的实验电路图,对于I～U实验电路图设计情景与上述一致,但学生设计的I～R实验电路图各式各样,体现学生对实验的自主理解,出现频率较高的电路图如图2、3.

针对图2和图3,由于知识局限,学生认为路端电压是恒定不变的,所以设计成只有一个元件的简单电路,就能保证调节滑动变阻器的滑片P和更换定值电阻R时,电路元件两端电压保持不变．

图2

图3

图2中,学生选择滑动变阻器作为研究对象也是理所当然,只需调节滑片P就可以轻松改变电阻,滑动变阻器两端电压恒定不变始终为电源电压,读出电流表示数即可完成实验．

矫正原则：指出移动滑片P虽能改变滑动变阻器阻值,但滑动变阻器阻值无法直接读出,即使通过分段标注形式,由于滑片P与电阻丝接触处有一定线度并非点接触,仍然会导致电阻假定值偏差较大,所以不能选择滑动变阻器作为研究对象．

图3中,学生选择定值电阻作为研究对象,认为在更换各种阻值的定值电阻后,定值电阻两端的电压始终为电源电压,读出电流表示数即可完成实验．

矫正原则：初中阶段学生未接触电源内阻概念,不了解路端电压会随外电阻大小的改变而发生变化,可组织学生按如图4所示进行实验,通过电压表监测路端电压变化．

图4

将5Ω电阻接入电路,测出电压和电流,再更换10Ω和15Ω,数据记录如表1.

表1

从表格中不难发现,随着接入定值电阻阻值的增大,定值电阻两端电压显著增大,电源内阻分压不可忽略,无法控制R两端电压相等．这时教师不遗余力可提出单独接入电阻元件无法控制电压相等,通过何种方法可以控制R两端电压相等?比起生搬硬套,这种方式的引导更符合学生思维逻辑,力在突破学生知识瓶颈,深刻体会理想与现实间的差距．

建构主义学习理论认为:学习不是由教师简单地把理论传递给学生,而是由学生自主建构知识体系的过程．学习是以自我原有的知识经验为基础,对新信息进行重新的认识和编码,在这一过程中,学习者的新旧知识经验之间,学习者与学习环境之间发生相互作用,从而引发其认知结构的重组,其理论核心可概括为:以学生为中心,强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识的主动建构．在课堂教学中设置思维冲突,正式激发学生自主学习、自主探究,促使学生积极主动构建新知识系统的有效方法．

上述案例中不难发现,通过学生自主设计电路,有效利用学生原有知识结构与新问题之间矛盾创设思维冲突,让学生感到困惑、迷惘,从而激发学习兴趣,产生强烈的探究欲望．利用对比实验产生的截然不同结果,让学生产生感官刺激,引发学生思维冲突,唤起学生对物理科学事实的探究热情,帮助学生正确理解物理规律,培养学生科学思维能力．

教师也不再是教材的传声筒,不拘泥于教材限定的固化思维,顺应学生思维,尊重学生的学习品格,有效把握动态生成,这不经意的改变或许会成为课堂教学中一个预料之外的精彩之举．

1 高文,徐斌艳,吴刚.建构主义教育研究[M]. 北京:教育科学出版社,2008.

2 蔡剑.在科学探究中凸显“过程与方法”之实施要素——以“欧姆定律”课堂教学为例[J].物理教师，2015(9)：5-8.

2016-08-21)