自制变阻器模型 实现教学做合一——例谈全国青年教师优课大赛一等奖“变阻器”教学

郇兆鹏 朱翠芹

(江苏省沭阳梦溪中学,江苏 沭阳 223600)

·初中园地·

自制变阻器模型 实现教学做合一
——例谈全国青年教师优课大赛一等奖“变阻器”教学

郇兆鹏 朱翠芹

(江苏省沭阳梦溪中学,江苏 沭阳 223600)

在第11届全国中学物理青年教师教学大赛活动中,其中获得一等奖的关于“变阻器”教学的一节课,让我们大开眼界,收获颇多．本节课在教学设计上的最大亮点是突破教材和传统教学的束缚,通过问题的层层推进,逐步对自制滑动变阻器进行改进,让学生在“做”中深入了解了滑动变阻器的结构以后,关于滑动变阻器的使用教学便水到渠成．教学活动的构思充分体现伟大教育家陶行知先生提出的“教学做合一”的教育理念．

陶行知;教学做合一;滑动变阻器

1 问题的提出

图1

2014年10月,有幸在成都参加了第11届全国中学物理青年教师教学大赛活动,其中的一节关于“变阻器”的教学,其教学设计和构思让我们大开眼界,收获颇多．“变阻器”为苏科版9年级上册第14章第2节的教学内容,教材首先通过“用铅笔芯改变电路中的电流”这个活动,让学生知道,改变接入电路的铅笔芯的长度,可以改变接入电路中的电阻,达到改变电流的目的,从而直接引入滑动变阻器．接着在“学习使用滑动变阻器”这个环节中,首先出示滑动变阻器实物,让学生观察其结构和了解各部分名称,并根据图1所示的滑动变阻器示意图思考讨论问题: (1) 滑动变阻器共有4个接线柱,如果只选择其中两个接入电路,可能有哪几种接法?(2) 如果将滑动变阻器A、D两个接线柱接入电路,电流将流过滑动变阻器的哪些部分?向左(或向右)移动滑片P时,滑动变阻器接入电路的电阻将怎样改变?为什么?电路中的电流将怎样改?(3) 若另选两个接线柱将滑动变阻器接入电路,情况又会怎样?最后根据实验,得出结论,总结出滑动变阻器的使用方法．个人觉得这样的教学和探究过程对于学生而言,是远远不够的．在平时的实践中也发现,学生这样学完了之后,虽然会用滑动变阻器,也会解决相关的习题,但对于其结构到底是怎么回事,内心还是存在许多的疑惑或者不确定．根据专家的理论,这样剥夺了学生感受和参与学习过程的权利,没有注重学生对知识的构建过程,忽视了学生的认知规律,缺乏对学生思维能力的培养,违背了陶行知先生的“教学做合一”的理念．而本节课的教学设计能在多处体现“教学做合一”的思想,能注重知识的构建过程,让学生实现“做中学”．

2 教学流程设计

本节课教学设计相对于传统的变阻器教学,最大的亮点是把核心和重点转移到了滑动变阻器的结构教学上,通过逐渐改进“自制滑动变阻器”活动,实现了“教学做合一”．教师首先展示兴趣小组自制的简易风速测量仪引入课题,激发学生的兴趣和思考,把学生带入学习的情境中．接着安排学生活动:尝试用铅笔芯改变小灯泡的亮度;在此基础上组织学生讨论用铅笔芯变阻的缺点,以及如何改进;接着,安排学生二人一组,用PVC管、无漆电阻丝、漆包电阻丝、鳄鱼夹、小刀等制作一个简易变阻器,在制作中,通过教师的引导对所制作的变阻器逐步改进,最终完成制作,并尝试着用它改变小灯泡的亮度;制作完成后,通过小组展示和交流,归纳出简易变阻器的结构、原理和接法以及使用中存在的缺点;最后,出示实验室的滑动变阻器,请学生对照自制变阻器探索其接法,并进行交流总结.为了刺激学生的视觉感官,教师此时还利用LED灯自制了一个滑动变阻器模型,形象直观地让学生感受和理解滑动变阻器的使用．最后,让学生利用滑动变阻器来改变小电动机的转速,达到巩固的目的,让学生获得成功的体验．整节课以“铅笔芯变阻器”为物理模型,通过“自制简易变阻器”这一手脑并用的实践活动,让学生在做中学,做中悟,自主发现“滑动变阻器的结构、原理和使用方法”．利用制作简易变阻器的实践活动,搭建起从铅笔芯变阻器到实验室滑动变阻器的思维桥梁,实现了“教学做合一”．

3 亮点分析与思考

3.1 “黑箱”法引入课题，创设学习情境

“黑箱”是指内部结构和机制不清楚的系统,可以通过输入某种信息,从获得的输出信息中推断该系统的可能结构模式和机制．这种研究方法就称之为“黑箱方法”．利用它创造的神秘感可以唤起学生的高度注意和积极思维,同时可以使学生得到科学方法的训练．一堂好的物理课,必须有一个好的开端,要有一个好的开端,就必须有一个好的引入,使学生进入到教师所创设的物理情境当中,激发学生学习兴趣和愿望,明确学习目的．一般情况下,我们在进行本课教学时往往都是用调光灯来引入,而本节课教师课前精心自制了一个简易风速测量仪来引入课题,立即唤起了学生的好奇心,在短暂的好奇过后,学生一定会对此产生更多的思考或猜想,并且能通过教师演示风速测量仪输出的信息结合已有的知识对本节课的大概内容有所猜测和判断.这样的课堂引入从多方面都体现出与众不同的精彩．与本节课相比,我们平时的引入就显得很平淡,不能达到眼前一亮,抓住学生思维的目的．

3.2 找准重点，突破教材，教学做合一

在我们平时的教学中,通常都是按照教材的方法,在学生完成“铅笔芯滑动变阻器调光灯”的活动后,直接出示实验室的滑动变阻器,让学生通过观察变阻器的结构,总结变阻原理和使用方法,而忽视了“从铅笔芯变阻”到制作“成品滑动变阻器”中间的思维过程,将这一设计过程简单略去,然后通过教师的讲解和介绍让学生知道,瓷筒上绕的是涂有绝缘漆的电阻丝,怎么让滑片与电阻丝保持接触呢?将与滑片相接触的部分的绝缘漆刮去……这样的告知看似提高了课堂教学的效率,其实对于学生而言,这样的教学无异于没教,学生只是单纯地机械地记住了教师所说的内容,实际上对滑动变阻器到底怎么回事只是一知半解.这样的教学实际上已经剥夺了学生创新思维的权利．滑动变阻器的设计过程并不复杂,但却颇为巧妙,从“铅笔芯变阻”到设计制作一个滑动变阻器的过程,正是对学生进行创造性思维训练的良好载体,也是让学生真正理解滑动变阻器结构和工作原理的有效途径.在教学中,我们有时需要一种“慢的教学”,需要一种拒绝速成的态度,要摒弃那种试图将一切复杂的过程“简单化”后直接教给学生的教学方式,要坚持注重知识的构建过程．

其实,本课的教学重点是滑动变阻器的原理和使用方法,难点是滑动变阻器的使用方法.可是,要掌握滑动变阻器的正确使用方法,能准确判断出滑片移动时变阻器阻值变化情况,必须以对滑动变阻器结构有准确而深刻的了解为基础．包括:在电路中滑动变阻器的电路符号为什么只有3个接线柱,而实物元件却有4个接线柱,这些难点的突破都取决于对滑动变阻器构造的真正理解.

本节课中,教师找准重点,突破教材,通过启发引导,以学生自己“制作一个简易滑动变阻器”的项目任务为载体,寓滑动变阻器的构造,原理和使用方法的学习于学生自主制作、合作交流的项目学习过程中．由铅笔芯变阻器开始改进,通过问题的层层推进,逐步改善自制的变阻器．教师提问:铅笔芯变阻器的缺点是容易断,变化范围小，如何改进?学生想到用电阻丝．电阻丝太长怎么办?学生回答:缠绕起来．由此制作了第一个粗糙的变阻器,如图2．怎样在有限的瓷筒上让测量范围更大?紧密缠绕．如此制作了第二个变阻器,如图3.可问题又来了,这样做电流就会横向直接流过电阻丝,反而让测量范围变小了,怎么办?学生回答:用涂上绝缘漆的电阻丝．于是第三个变阻器出生了,如图4.这样可以了吗?有学生提问:有了绝缘漆滑片怎么与电阻丝相通啊?学生回答:把与滑片相连部分的绝缘漆刮去．制作出了第四个变阻器,如图5．当学生制作出了自己的滑动变阻器,看到它能和实验室的仪器一样调节小灯泡的亮度,他们的心情是愉快的,精神受到了莫大的鼓舞．最重要的是,通过这样的一个知识的构建过程,让学生和教师实现了教学做合一,让学生有机会经历一次科学家那样的创造思维过程,也是让学生真正理解滑动变阻器工作原理的有效途径.经过这样的活动过程,学生对变阻器结构非常清楚,对于滑动变阻器的使用方法已经不再是他们理解的难点,所谓的教学难点自然是不攻自破了．

图2

图3

图4

图5

3.3 教学设计前后连贯，思维严密

如果我们去细细品味本节课,我们会觉得它如一首耐人寻味的歌曲,自始至终竟是如此的流畅,每到一处总让人觉得是水到渠成,自然流淌．如在学生尝试用铅笔芯改变小灯泡的亮度活动后,组织学生讨论用铅笔芯变阻的缺点,讨论了缺点,自然就对症下药,改进——用电阻丝,电阻丝太长怎么办?学生想到缠绕．紧密缠绕会造成什么结果?怎么办?涂绝缘漆．涂了绝缘漆怎么与滑片相连?刮去表面绝缘漆……,通过这个环节我们看出教师的缜密的思维逻辑,这样的课堂必然培养出学生的逻辑思维能力．

3.4 用心准备，出新出趣

要想上好一节出新出趣的物理课,不怕吃苦用心准备是首要的．在教学过程中,我们应充分利用演示实验创设一个有声、有色、有直观感的教学情境,使学生在愉快的情境下,充分发挥自己的分析思维能力,把实验获得的感性认识归纳、综合为理性知识,完成认识过程中的飞跃,达到主观和客观的和谐统一．本节课有多处充分体现教师的精心备课,并在教师的精心准备下让学生大开眼界,激发了学生学习物理的兴趣,充分调动学习的积极性．如在引入课题时,教师自制了风力测速仪,一下子使学生进入到教师所创设的物理情境当中,激发学生学习兴趣和愿望．在学习滑动变阻器的结构时,教师不是按部就班地让学生对照实物图去了解性地知道变阻器各个组成部分的名称,而是精心设计了“自制滑动变阻器”模型的活动,通过活动让学生在做中学.这样的设计教师虽然累点,但对学生而言却是一种难得的体验,永生难忘．又如在学习滑动变阻器的使用时,为了让学生形象直观地理解滑动变阻器的原理和使用方法,教师精心准备了一个滑动变阻器模型．准备了两根PVC塑料管,塑料支架两个、滑片,LED灯带、焊锡、金属片、电源适配器等,制成了如图6、7所示的模型．电源适配器可以让该模型直接使用家庭电路电压．演示时LED灯亮的部分表示接入的电阻,调节滑片,学生非常直观地看出电阻的变化情况,并且还能通过灯的亮度感知电流的变化情况,可谓一举两得．最重要的是这个模型把本节课的学习带入了一个高潮,唤起了学生沉睡的思维,让学生觉得惊讶、惊喜,这样的设计可以说会让学生终生难忘,兴趣盎然．

图6

图7

1 陶行知.〈教学做合一〉陶行知全集[M].长沙： 湖南教育出版社，1985.

2 邢红军.论物理教育中的直观性与学生形象思维能力的培养[J].教育研究，1993(9):54-56.

2016-12-27)