一堂“电路”新课案例分析

徐馥岚

摘 要：介绍了八年级科学校内公开课教育案例──电路，通过探讨此案例中学生活动和教师的教学行为所体现的科学本质，力求为科学本质教育的具体实施、优化教学提供参考。

关键词：科学本质;科学探究;案例分析

初中课程标准对科学本质的要求有所涉及，其中将科学本质定为科学素养的核心内容，同时将科学技术社会及科学探究彰显出来。课改后，浙教版的《科学》教材精选了大量的阅读材料、插图以及探究性活动，将科学本质的内涵融入进去，力求全面提高每位学生的科学素养。新课程标准要求教师重构课堂，才能有效达成三维目标。

一、案例背景

“电路”是八年级上册第四章第一节第二课时内容。在上一节课中，学生对“电”有了初步认识，例如摩擦起电、电荷间的相互作用等电学现象。学生对于这些现象的观察积极性高涨，但是对电学知识的理论认知不够。因此，在本节课的教学中把学生的好奇心转化为兴趣，把兴趣转化为探索自然的热情和动机就显得格外重要。

考虑到学生刚开始接触电学实验，实践能力较弱，为了更好地调动学生学习的积极性，为了帮助学生通过实验探究分析解决实际问题，我设计了一堂“电路”活动探究新课。

二、案例呈现

引入：生活中的万家灯火景象

1.电路的组成

学生实验：使一只小灯泡发光。要求：（1）2人1组;（2）自选器材（所需最少）。

学生先讨论，然后利用电学实验包尝试连接电路。

教师通过同屏技术获取两组的实验结果呈现，一组无开关，一组有开关。通过比较说明两组都可行，让学生主动得出开关能控制电路的通断，在实际电路中都有开关。

继续实验：没有开关的小组请连接上开关。然后请各小组把开关与电灯的位置互换，观察开关的作用有没有发生变化，从而让学生体验到开关在该电路中控制某段电路的通断与其位置无关。

提问：如果取出电池，电灯还能发光吗？

学生猜测后，动手实验验证。引发学生思考电源的作用，并请学生回答。

师生归纳：电路的组成。

电路各元件的作用：照片展示各种类型的元件并做简单介绍。

2.电流

探究电流形成的原因：

学生体验操作，开关断开小灯泡不发光，开关闭合小灯泡发光。然后教师提出如下问题，让学生运用自己已经掌握的知识进行解释。

（1）小灯泡为什么能发光？

学生多数回答：因为有电流通过。

（2）开关闭合前，为什么没有电流？

学生面面相觑，然后各有各的推测，猜测1：因为电路不通，电流无法经过。

猜测2：没有电能。

（3）开关閉合前后，导体中是否有电荷？为什么？

学生开始争论，然后一致认为导体中有电荷，根据前一课所学，原子中有带正电的质子和带负电的核外电子。

（4）试着猜想：开关闭合前后这些电荷的运动方式是否相同？

学生面面相觑，然后一片安静。

教师借助动画模型微观分析，得出电流的形成是电荷定向移动的结果。

了解电流的方向：通过阅读教材第124页的电学发展，再通过动画了解金属导体的电子移动方向与科学规定的电流方向相反，最后通过画图巩固落实。

3.电路的状态

学生实验：如何让灯不亮？

学生快速完成实验操作。全班32人操作1：开关断开。12人操作2：接线柱松脱（任意一处接触不良）。1人操作3：将灯丝砸断。7人操作4：在灯座两端并联上一根导线。

教师开放式提问：你如何发现电路有三种状态呢？

师生共同讨论归纳得出：

（1）开路：断开的电路（开关断开或电路中某处断开），电流没有通过用电器，用电器不能正常工作。

（2）通路：处处连通的电路，有电流通过用电器，用电器能正常工作。（教师指出：闭合的开关相当于一根导线）。应用思考：要使小灯泡持续发光的条件是什么？

学生很快就做出了回答。

（3）短路的探究。

提问：要让电灯不工作的话，就要断开开关或电路某处，那么是不是任何情况都是这样的呢？

教师出示事先连接好的电路，实物演示如图3。

学生观察发现：当开关闭合电灯熄灭，开关断开电灯发光。（引起学生认知冲突，激发探究兴趣。）

教师进一步引导：这是为什么呢？让我们进入下面的探究。

学生活动：将导线直接接在电池的两端，用手摸导线，有什么感受？

部分学生回答：导线很烫。还有一部分学生说没感觉。

教师补充说明：可能是导线外包绝缘体，无法感知，尝试接触接线金属片。

学生在体验，大都感觉到烫。

归纳引出概念短路——电源短路：是电流没有经过用电器，直接与电源构成通路。

实验观察：电源短路现象，如图4。提问：电源短路造成的危害？

学生立即就回答出来：当发生短路时，从导线上流过的电流非常大，因此导线会发热，这时会损坏电源和导线，严重时会造成火灾。再通过图片列举危害，总结我们必须防止电源短路。

教师引导学生分析刚才演示实验的原因：开关闭合时，开关闭合时由于发生电源短路现象，此时电流没有经过小灯泡，所以灯不亮;开关断开时，电路没有短路，因此灯就发光。该电路由于要发生短路，所以是个错误的电路。

4.达标检测，课堂小结

学生当堂完成适量的反馈练习，通过练习反馈对本课进行小结，回归教学目标及要求，提高双基落实。

三、案例探讨

1.此案例中学生活动所体现的科学本质

（1）科学具有独特的认知方式。对于相同的问题，不同的学生会有不同的答案，比如学生对于电流形成的原因的猜想，学生体验操作，面面相觑，然后各有各的推测，有的认为是因为电路不通，电流无法经过。有的认为是没有电能。而对于导体中是否有电荷？学生也会有认知上的冲突争论，在课堂上呈现出百花齐放的态势。学生可以通过观察和比较等手段获得相应的答案，而很多的科学探究，答案不是唯一的。

（2）科学需要不断积累。学生对于电流形成及电流方向的认知，都是几代科学家通过大量实践积累出来的数据所得出的结论。比如对于金属导体微观世界的观察，覆盖了物理化学的多项研究，科学家对已有认知不断实践更新所得。学生通过操作上的多途径尝试，使自己得到了科学经验的积累。

（3）科学需要合作交流的社会本质。在小组合作实验这一环节中不仅培养学生动手操作能力，还必须提高学生的团结协作能力。仅由一位同学操作，无法快速完成所有的实验探究，因此小组合作之后，我们还有组与组之间的交流，既提高了学生学习的兴趣，也增进了同学的友谊。

（4）科学具有精确性、公开性，不迷信权威。当实验操作完成后，每位同学要写出自己归纳的结论或推理等，这是科学术语的运用过程。清晰地交流是从事科学工作的基本条件。通过问题引导让学生尝试准确表达观点或将观点表述出来的过程，呈现资料、阅读科学发展史料的过程都可以促进学生反省思考并建构新的知识，加深学生对科学本质的理解。

（5）科学是社会与文化的一部分。本课以生活中的万家灯火美景引入，使学生感知“电”的魅力，再通过“短路”故障分析体验，使学生认知到“电”的危害，要求我们要学会安全使用电。科学源于生活，又高于生活，随着科技的发展，我们对科学知识的更新速度也将加快，它直接影响着我们的经济、生活等。

2.此案例中教师教学行为所体现的科学本质

教师不仅要对课程有一个整体的把握，还要精心设计课堂教学，把“科学本质”教育细化渗透到课堂学习的每一个环节的具体指导上。

（1）通过实验创设情景。引导学生有目的地操作、观察、比较分析，实现基本概念的生成;鼓励学生进行探究，以明确科学知识是发展的、变化的，体现了科学的开放性。在探究过程中，通过同屏技术，及时让学生了解并评论同伴的实验操作及结果等，同时接受同伴的评价。初中学生好奇好动，用实验可调动他们学习的积极性和主动性。八年级学生的思维方式仍以形象思维为主导，因此教学中需以感性知识作为依托，用实验可加强直观性和形象性，以便学生理解和掌握。

（2）设置探究式问题。创设恰当的问题情景，比如设计如何让小灯泡亮起来，为什么小灯泡会亮，怎样使小灯泡不亮，将整节科学课的主轴串在一起。当学生遇到困难时再启发式提问，不仅能促进学生深入思维，积极探究，尝试解决问题，通过讨论问题设置，还能使学生的思维不断拓展，这体现了提问的科学性本质。此外，通过开放式的问题设置还有利于知识的生成。

（3）有事实依据是科学的本质要求。在探究电流形成的过程设计中，通过模型分析和电学发展史的阅读，用事实说话，注重证据是培养学生科学本质的要求。在以后的电学教学中，我们还要设计实验以培养学生的数据分析能力。教师鼓励引导每位学生发表观点。学生的观点多数是不一样的，这使学生认识到对同一现象可以存在多种解释，而这种解释是与自己（或科学家）的经历相关的，虽然具有主观性，但都必须有理论或事实依据支持。

（4）科学具有可重复性。教师引导学生在实验过程中准确地操作、记录等，并对数据进行解读;在探究过程中，要使学生了解并评论同伴的实验操作及结果等，既可以避免实验的偶然性因素，也可接受同伴的评价。

（5）科学与社会生活相联系。教师应选择具有针对性、启发性科学材料或通过生活情境引入，设计一些典型现象事例，例如短路故障的活动设计，使学生对科学概念、规律在生产、生活中的实际应用及科学技术与社会之间的关系有更深的认识，既有利于概念的生成，也有利于长效记忆。

（6）科学表述的规范性。在最后一环节通过习题巩固分析小结，教师在总结阶段要清晰地表达，使学生能够进一步巩固理解，同时要对学生的表述进行有效补充，并给出可能的其他例子或自己的解释。

由于人教版教科书凸显了科学史等内容对于学生理解科学本质、提升科学素养的作用，近些年来，在国内中学生物学教学领域，基于科学史的研究相对较多。笔者介绍的关于南瓜的这一探究案例启示我们，让学生在探究活动中体会与活动有关的科学本质内涵的某些方面，教师在教学过程中明确将这些内涵表述出来，不失为提升学生对科学本质理解的一种有效途径。如果教师在教学过程中能够精心设计并持之以恒，学生经过几年的生物学学习，他们对科学本质的理解会越来越深入，他们的科学素养也将会得到全面的提升。

四、课后反思

1.扭转了师生的课堂角色

对实验活动的设计让学生积极参与到课堂上来，体现了学生的主体地位，学生的学习模式得到了较大的改变。课前的充分实验和素材准备为学生在课堂上的巩固深化做了铺垫，学生乐于和同学、老师相互分享交流，大大提高了课堂效率，但是在小组合作的把控上还有待提升，在实践中我发现部分学生实验结束后还在玩实验包，在后期的教学中我将设计小组评价机制，提高学生积极性的同时也能对学生有一定的约束。

2.落实了科学的三维目标

知识与技能、能力和方法、情感态度和价值观这三个目标的落实必须渗透在课堂教学之中，我们在教学过程中要重视学生的过程体验，否则知识和能力都将停留在表层记忆，学生很少有方法上的感知，对能力提高的培养不充分，则会对科学的学习望而生畏，所以我们要加强课堂高效设计，多联系实际生活。但是在体验过程中忽略了电路连接的规范性补充，这在后期的教学中问题就暴露出来了。所以我们在培养学生逻辑思维能力和严谨的科学态度的同时也要加强自身科学素养的提升。

在课堂教学中，当学生从学科或现实生活中选择和研究专题，通过独立自主地發现问题、实验操作、调查、信息搜索与处理、表达与交流等探索活动时，教师的职责是引导学生不断地提出问题，使学习过程变成学生不断提出问题、解决问题的探索过程。因此，教师不仅要对课程有一个整体的把握，还要精心设计课堂教学，把“科学本质”教育细化渗透到课堂学习的每一个环节的具体指导上。

参考文献：

[1]包春莹.“探究南瓜种子”案例分享[J].中学生物教学，2016（5）.

[2]戴芳.在高中生物学教材中图表的教学处理[J].生物学教学，2009（34）.

编辑 温雪莲