变通物理教材 让学生情智渐进——以“家庭电路与安全用电”教学为例

(江苏省海门市东洲中学，江苏 南通 226100)

笔者在执教苏科版“家庭电路与安全用电”的过程中，根据学生的自主学习、已有知识与技能、兴趣取向等，对原有的教材进行适当调整，在问题与情境的引领下，达成学生的知识与技能的渐进建构，也以此引导学生思维的循序渐进，最终在达成教学目标的同时，促进学生的思维生长、智力提升、兴趣倍增。

“家庭电路与安全用电”是与学生生活息息相关的教学内容，虽然这部分内容到初三下学期才开始学习，但是对于学生而言，他们已经了解很多家庭用电常识，只是比较零散、肤浅而已。因此，在教学的过程中，我们就要准确锁定这一最近发展区。为此，笔者在课堂教学中采取了以下调整，取得良好的教学效果，现与大家分享。

1 以情启知——你敢换吗

结合学生的兴趣爱好，为学生创设兴趣和思维生长点，能较快地提高学生的参与度与思维度，为课堂活动竖起明确的指向标。在教学引入环节，笔者给学生创设了轻松愉悦的情景，并启发学生思考。通过PPT提供一幅灯泡烧坏了的情景，问学生：你敢不敢把新灯泡换上去？而这一看似简单的问题，却让学生兴奋不已，学生大部分说不敢，你一句，他一句。此时教师借助学生的兴奋劲，稍等片刻后，让学生静下来，再提出问题，其实提问前学生的议论是基于教师所创情景产生的自然交流和讨论，启发了学生的无意思维，也激发了学生的真思维，架起学生已有知识、技能与所学内容的桥梁。于是，教师针对学生的已知与未知，开启了学生的思维之旅。

问题1：你为什么不敢换？

生1：有电。

问题2：那么前几天我们在做伏安法测电阻等实验时，那里也有电啊？你怎么不怕？

生2：那个电压小，不会触电，家庭电路的电压是220V，会触电。

学生在回答问题中出现了两个常识性的概念，分别是“触电”和“220V”，此时我们可以在他们已有认知的基础上，对照如图1所示的家庭电路，学生可以获知火线和零线之间的电压为220V，火线和地线之间的电压为220V，而零线和地线之间的电压为0V。并结合图2所示的模拟情景，思考哪个模拟小人将触电，为什么？此时，教师启发学生结合刚才对“U火零=220V、U火地=220V、U零地=0V”这三个电压值的认识，对照图2进行独立思考，然后再进行交流、辩论，以理服人。比如，在图2乙中，学生注意到：虽然该模拟小人右手接触火线，但是人却站在绝缘的小凳子上，此时是断路，所以不会触电。而图2丙却不一样，因为人站在地面上，相当于接触了地线，而火线和地线之间的电压是220V，所以会触电。借助学生的思考和交流，教师顺水推舟，让学生画出电流的路径，并进一步让学生认识什么是单线触电、什么是双线触电。

图1

图2

2 以践启智——你会接吗

“家庭电路”本身就是一节实践性很强的实用技能课，但是基于它的危险性，课堂中很难真正全面落实实践操作这一要求。教师在课堂中必须关注一个基本原则：安全，无论是安装、维修还是正常使用，我们都必须保证使用者的人身安全和家用电器的安全，并把这一原则落实到实践中。为此，我们可以借助模拟的家庭电路结构图，启发学生对电路连接进行辨别，真正让学生把“安全”和“连接”一一对应起来，达到知其然并知其所以然的教学效果。在这种学习递进下，学生不仅掌握了基本的连接要领，更会将安全意识渗透到日常行为中。教师利用电路图来启发学生的思考，把刚才对“触电”的认识提升至安全用电的高度。

在电灯与开关的连接中，教师是通过图片逐一呈现、学生逐一辨析的形式来启发学生的思维，循序渐进达成教学目标。

问题1：家庭电路中的电灯能像图3甲这样连接吗？为什么？

图3

生1：不能，因为不经过开关，电灯就接到火线和零线两端，它们之间的电压为220V，所以开关没有起到控制电灯的作用。

生2：开关闭合时，把电源给短路了，会产生安全问题。

问题2：那么，能像图3乙这样连接吗？为什么？

生3：不能，因为闭合开关后，电灯两端都接在火线上，并没有形成回路，所以电灯不能工作。

在此期间，教师针对每幅图，给学生足够的思考时间，并允许学生在小范围交流自己的观点和意见，最终呈现大家统一的观点。这种自发性的独立思考与小组合作相结合的形式，既能完成知识的自主构建，又能巧妙地达成“兵教兵”的隐性分层的良好效果。

问题3：那么，图3丙和图3丁中的连接对吗？为什么？

学生沉思了一会，再次自发交流起来，有学生表达了观点，并阐述自己的理由。无论学生的观点是否正确、理由是否充足，学生都沉浸于情境之中，并对之进行深入分析、交流，产生观点碰撞。

生4：都可以，因为闭合开关后电灯都接到了火线或零线中，电灯两端的电压为220V，能正常工作。

此时，为了进一步激发学生的思考，教师可追问：你们是否支持该同学的观点？有不同意见吗？理由是什么？

一连串的问题提高了学生的思维兴奋点，教师给予学生充分的思考与交流的时间，教师则巡视教室，了解学生的思维动向和深度，可以适时启发学生：如果灯泡坏了，要更换灯泡，你觉得哪种接法更安全？

生5：选择图3丁的连接法。在更换灯泡时，如果我们采用图3丙的连接方式，在断开开关时，电灯仍然接在火线上，人与灯泡接触时相当于接触火线，这样和没有断开开关一样，属于带电操作，非常危险。

针对“开关和电灯在家庭电路中到底该怎么接，为什么要这样接”这一问题，在保障安全的原则下，通过学生自主思考、教师适时启发，问题迎刃而解，而家庭电路中其他元件的连接也同样水到渠成。

3 以辨启思——你会辨吗

在整个分析和连接的过程中，学生们发现：火线无论和零线相连还是和地线相连，都会形成回路。因此，为了防止触电事故的产生，为了确保连接的安全、科学，正确辨别火线是需要解决的关键问题。为此，测电笔的正确使用及其使用原理也成了本节课的重要内容。笔者运用以下3个环节来启发学生的思考，使学生在思考和实践中达到“会辨”的目标。

3.1 测电笔展示

为每个小组配备一支如图4所示的测电笔，让学生将测电笔拆开，对照书本了解测电笔的基本结构，认识其中的每个元件。

图4

3.2 原理剖析

教师介绍测电笔的使用要领，并结合动画将电流路径展现给大家，然后利用以下4个问题启发学生，从而揭秘测电笔的测量原理，让学生放心大胆地去使用测电笔。

问题1：你觉得人体和测电笔是串联还是并联？

问题2：使用测电笔时有电流流过人体，人却安然无恙，这是什么原因？

问题3：你知道测电笔内部高电阻的作用吗？

问题4：如果在测量时，手接触到笔尖的电极将会导致什么后果？

问题由浅入深、由点及面，让学生在问题的引领下，经历深入的独立思考，并通过小组合作、交流，在讨论与观点碰撞中将问题一一解决，掌握测电笔的使用原理。

3.3 实践训练

让学生结合刚才的认识演示测电笔的使用，做第一个吃螃蟹的勇士，接着每个学生都试一下，辨别双孔插座中哪一个是火线哪一个是零线。实践操作让学生兴奋不已，也让学生在真正的实践中走近电、认识电、了解电。

在操作实践中，每个学生从不敢用测电笔到兴奋地使用测电笔进行火线、零线的辨别，学生不仅知道了测电笔的工作原理，也学会了测电笔的使用，开启了家庭电路实践研究的第一步。

4 以用启慧——你会诊吗

在家庭用电中常会出现电路故障，我们要引导学生通过本节的学习，让学生根据故障现象，利用测电笔，初步诊断电路的故障，让学生在经历与分析的基础上，拥有这项基本技能。为此，教师再次呈现模拟家庭电路，让学生经历电路故障检测与分析过程，一方面训练测电笔的使用，另一方面开启电路故障的诊断训练，启发学生达成从“直流电电路图”转换到“家庭电路电路图”的分析。教师呈现如图5所示的电路，闭合开关，灯泡L不发光(教师已经让其中某一处断路了)，此时，让学生利用测电笔，通过检测来判断电路可能出现的故障，而教师则结合学生的检测，运用问题串引导学生的实践。

图5

诊断1：学生1先断开开关S(小心翼翼，有点紧张)，然后用测电笔检验a点的发光情况。

问题1：a点发光说明什么？

学生1：上面那根线是火线，也说明火线没有断路。

问题2：此时电流路径是什么？

学生1：电流经过a点后，经过测电笔、人体，再经过大地，形成回路。

问题3：如何检验ad段是否出现断路呢？谁来诊断一下？

诊断2：学生2闭合开关S，用测电笔检验d点是否发光，发现d点也发光。

问题1：d点发光又说明什么？

学生2：说明ad段是通路。

问题2：此时的电流路径是什么？

学生2：电流经过ad，然后经过测电笔、人体、大地，形成回路。

问题3：那此时闭合开关S，灯泡L不发光说明什么？

此时学生在犹豫中。

问题4：你觉得是d后面那段导线是断路，还是短路呢？

学生2和其他同学异口同声地回答：断路。

问题5：我们如何判断d后面的导线断路了？你能进一步诊断吗？

诊断3：学生3上来，仍然闭合开关S，用测电检测c点，发现在c点不发光。

问题1：在c点不发光说明什么？

学生3：说明dc段断路了，所以不发光。

问题2：那你觉得此时b点会发光吗？

学生3：不会，因为dc断路了，在b点无电流。

学生3边回答边非常自信地给大家演示，得到全班同学的一致认可。

至此，学生已经学会熟练使用测电笔，并结合电路现象进行初步的分析与诊断，学以致用，技能得到有效的训练。此时教师可以结合学生的学习能力和基础，抛出新的问题，可以作为课堂问题的提升，也可以作为学生课后学习的拓展延伸，具体结合课堂的进程和学习的生成而定，问题为：“如果测电笔在c点发光，但是灯泡L还不发光，又说明哪里断路呢？”

将课堂教学按照学生的知识生长和兴趣生长方向进行如上的调整与安排，学生不仅兴趣渐浓，而且能力渐升，学生在发现与解决问题的过程中达成情智双丰收的效果，并在最后一个具有挑战的问题下达成学以致用的升华，也在深入的体验中感受到安全与用电是相辅相成的，那就是安全了才能用电，用电必须安全。